Nuevos candidatos terapéuticos para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.

Abstract

La eritropoyetina humana (hEPO) es una citoquina glicosilada, cuya función principal es la eritropoyesis. Se han descubierto otras funciones para la hEPO que han expandido las expectativas de su uso clínico a nivel de neuroprotección y neuroplasticidad.La hEPO recombinante (rhEPO) es una droga segura y bien tolerada para el tratamiento de anemia, pero al proyectar su empleo como neuroprotector, sus efectos hematopoyéticos se convierten en efectos secundarios. Nuestro laboratorio ha innovado mediante glicoingeniería en la producción, con fines neuroterapéuticos, de variantes de hEPO en las cuales se introdujo un sitio adicional y susceptible de N-glicosilación en regiones de la hEPO responsables de su actividad eritropoyética, sin afectar la región responsable de su accionar en la protección y plasticidad neuronal. Esto nos ha permitido la presentación de dos solicitudes de patentamiento, una ante el INPI y otra ante la WIPO. La glicosilación cumple un rol fundamental sobre las propiedades farmacocinéticas de la proteína, así como sobre su estabilidad y su actividad biológica. Basados en tal modificación proponemos realzar las propiedades de las moléculas derivadas de hEPO de modo de generar variantes novedosas. Por un lado, obtener moléculas con un perfil de glicosilación menos acídico y, por lo tanto, de mayor similitud con respecto a la EPO producida por cerebro, proponiendo la utilización de las células humanas HEK293 capaces de producir proteínas conteniendo glicoisoformas más básicas que las producidas por células CHO-K1. Por otro lado, la propiedad de las células HEK293 para generar moléculas con estructuras de glicanos menos acídicos podría conducir a una desventaja farmacocinética. Por este motivo, se incorporarán dos sitios potenciales de N-glicosilación en regiones identificadas como esenciales para desplegar su acción hematopoyética de modo de lograr mejoras desde el punto de vista de su estabilidad en sangre, farmacocinética y reducida inmunogenicidad. En conclusión, el proyecto trabajará en la mejora de las capacidades de las moléculas propuestas como candidatos terapéuticos, con el fin de incrementar su eficacia en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, evitando los efectos secundarios de la hematopoyesis y cambios en la inmunogenicidad.

Human erythropoietin (hEPO) is a glycosylated cytokine, whose main function is erythropoiesis. Other functions for hEPO have been discovered, expanding its clinical expectations to produce neuroprotection and neuroplasticity in CNS-derived pathologies.Recombinant hEPO (rhEPO) is a safe and well-tolerated drug for the treatment of anemia, but its hematopoietic effects become into side effects when its use is projected as a neuroprotective agent. For neurotherapeutic purposes, our laboratory has innovated in the production of hEPO variants through glycoengineering in which an additional site susceptible to N-glycosylation was introduced into regions of hEPO responsible for its erythropoietic activity, without affecting the region responsible for its action on the protection and neuronal plasticity. This has allowed us to file two patent applications, one with INPI and the other with WIPO. Glycosylation plays a fundamental role in the pharmacokinetic properties of the protein, as well as in its stability and biological activity. Based on such modification we propose to enhance the properties of the hEPO-derived molecules to generate novel variants having less acidic glycosylation profile and thus, to confer greater similarity to that of the brain-produced EPO For that, we propose the use of human HEK293 cells capable of producing proteins containing more basic glycoforms than those produced by CHO-K1 cells. Nevertheless, the property of HEK293 cells to generate molecules with less acidic glycan structures could lead to a pharmacokinetic disadvantage. For this reason, two potential N-glycosylation sites will be incorporated in regions identified as essential to display their hematopoietic action to achieve improvements of their stability in blood, pharmacokinetics and reduced immunogenicity.In conclusion, the project will work on improving the capacities of the molecules proposed as therapeutic candidates for increasing their efficacy in the treatment of neurodegenerative diseases, avoiding the side effects of hematopoiesis and changes in immunogenicity.