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  • 1. Biotecnología Aplicadaa la Identificación y Validaciónde Dianas TerapéuticasInforme de Vigilancia Tecnológica
  • 2. Biotecnología Aplicadaa la Identificacióny Validación de DianasTerapéuticasInforme de VigilanciaTecnológica
  • 3. BIOTECNOLOGÍA APLICADAA LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓNDE DIANAS TERAPÉUTICASEl presente informe de Vigilancia Tecnológica ha sidorealizado en el marco del convenio de colaboraciónconjunta entre Genoma España y la Fundación Generalde la Universidad Autónoma de Madrid (FGUAM), entidadque gestiona el Círculo de Innovación en Biotecnología(CIBT), perteneciente al Sistema de Promoción Regionalde la Innovación MADRID+D.Genoma España y la Fundación General de la UniversidadAutónoma de Madrid (FGUAM) agradecen la colaboraciónofrecida a:– Dr. Miguel Ángel Piris Pinilla Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO)– Dr. Arcadio García de Castro Andrews PharmaMar– Dr. Luis del Peso Ovalle Hospital Universitario de la Princesa– D.ª Rosario Ambite Domínguez Círculo de Innovación en BiotecnologíaLa reproducción parcial de este informe está autorizada bajola premisa de incluir referencia al mismo, indicando:Biotecnología aplicada a la identificación y validación dedianas terapéuticas. GENOMA ESPAÑA/CIBT-FGUAM.Genoma España no se hace responsable del uso que serealice de la información contenida en esta publicación. Lasopiniones que aparecen en este informe corresponden a losexpertos consultados y a los autores del mismo.© Copyright: Fundación Española para el Desarrollo de la Investigación en Genómica y Proteómica/Fundación General de la Universidad Autónoma de Madrid.Autores: Marta López (CIBT) Paloma Mallorquín (CIBT) Ion Arocena (CIBT) José Antonio Mesa (Genoma España) Miguel Vega (Genoma España)Edición: Silvia Enríquez (Genoma España)Referencia: GEN-ES05009Fecha: Abril 2005Depósito Legal: M-51618-2005ISBN: 84-609-8741-8Diseño y realización: Spainfo, S.A.4
  • 4. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASÍndice de contenido• RESUMEN EJECUTIVO 71. INTRODUCCIÓN A LA VALIDACIÓN DE DIANAS 82. TÉCNICAS DE IDENTIFICACIÓN DE DIANAS 11 2.1. Análisis de la expresión génica 11 2.1.1. Análisis serial de la expresión génica (SAGE) 12 2.1.2. Electroforesis en geles de poliacrilamida (PAGE) 13 2.1.3. Microarrays de ADN 13 2.2. Interacciones proteína-proteína 14 2.2.1. Microarrays de proteínas 15 2.2.2. Sistema doble híbrido 163. TÉCNICAS DE VALIDACIÓN DE DIANAS 17 3.1. Modulación de la expresión génica 17 3.1.1. Oligonucleótidos antisentido 17 3.1.2. ARN de interferencia 18 3.1.3. Ribozimas 20 3.1.4. Proteínas de dedos de zinc 21 3.2. Inactivación de proteínas 22 3.2.1. Química genética 22 3.2.2. Anticuerpos monoclonales 23 3.2.3. Aptómeros 24 3.2.4. Péptidos 24 3.2.5. Inactivación por láser mediante cromóforos y fluoróforos 25 3.3. Análisis de la expresión génica in situ 25 3.3.1. Microarrays de tejidos 26 3.3.2. Microarrays de células 26 3.4. Modelos vivos de la enfermedad 27 3.4.1. Ratones knock-out y knock-in 28 3.4.2. Ratones transgénicos 29 3.4.3. Mutagénesis de ratones al azar 30 3.4.4. Levaduras como modelo de enfermedad 30 3.4.5. Otros organismos modelo 31 3.4.6. Células madre embrionarias 32 3.5. Técnicas bioinformáticas 344. ESTRATEGIAS DE VALIDACIÓN DE DIANAS 37 5
  • 5. 5. APLICACIONES DE LAS TÉCNICAS DE VALIDACIÓN DE DIANAS 40 5.1. Enfermedades que requieren nuevas dianas 40 5.1.1. Enfermedades neurodegenerativas 40 5.1.2. Enfermedades cardiovasculares 42 5.1.3. Enfermedades psiquiátricas 43 5.1.4. Enfermedades metabólicas 45 5.1.5. Enfermedades autoinmunes 46 5.1.6. Cáncer 48 5.2. Naturaleza de las dianas terapéuticas para los fármacos actuales 496. ENTORNO ECONÓMICO EN LA VALIDACIÓN DE DIANAS 51 6.1. Validación de dianas en el desarrollo de fármacos 52 6.2. Estrategias de implantación de validación de dianas en la industria farmacéutica 54 6.3. Estrategias comerciales en la validación de dianas 557. EMPRESAS Y PROYECTOS EN VALIDACIÓN DE DIANAS 58 7.1. Empresas internacionales en validación de dianas 58 7.2. Empresas españolas en validación de dianas 59 7.3. Proyectos de I+D españoles en validación de dianas 608. CONCLUSIONES 61ANEXOS 65 ANEXO I. Proyectos de I+D españoles en validación de dianas 65 ANEXO II. Empresas internacionales en validación de dianas 92 ANEXO III. Empresas españolas en validación de dianas 103 ANEXO IV. Principales dianas terapéuticas 111REFERENCIAS 116GLOSARIO 1196
  • 6. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASResumen ejecutivoLas dianas terapéuticas son moléculas localizadas correcta validación de dianas terapéuticas reduceen cualquier parte de la célula, capaces de por tanto el tiempo y coste necesario para elreconocer un fármaco y producir una respuesta desarrollo de un fármaco eficaz, ya que se evitacelular que modifique el curso de una continuar con los esfuerzos empleados en elenfermedad. La evaluación de dianas terapéuticas desarrollo de fármacos cuyas dianas no han sidoconstituye un proceso que incluye las etapas de validadas adecuadamente. De este modo, laidentificación, caracterización y validación de industria farmacéutica conseguiría optimizar susdianas, siendo este último el paso final en la esfuerzos de I+D orientándolos hacia los proyectosdeterminación de la implicación de la diana en el basados en dianas validadas correctamente, conproceso patológico. La secuenciación del genoma mayores posibilidades de salir adelante.humano ha revelado la presencia de un grannúmero de potenciales dianas terapéuticas, sin Las técnicas genómicas y proteómicas que seembargo, la mayoría de estas dianas no han sido emplean en la identificación y validación de dianascompletamente caracterizadas ni se ha son de diversa naturaleza, y se empleanestablecido su asociación con una enfermedad generalmente en combinación con otras técnicasconcreta. Se ha estimado que el número de complementarias. La identificación de dianas sedianas potenciales terapéuticas se encuentra en realiza principalmente mediante técnicas detorno a 600 y 1.500, no obstante, los fármacos análisis de la expresión génica o bien mediante elque actualmente se encuentran en el mercado análisis de interacciones proteína-proteína, comoactúan sobre alrededor de 500 dianas diferentes. los microarrays de ADN y microarrays de proteínasEl reto actual consiste en seleccionar a partir del respectivamente. En cuando a las tecnologíasconjunto de genes del genoma humano aquellos relacionadas con la validación de dianas, lagenes que dan lugar a proteínas que pueden modulación de la expresión génica mediantellegar a ser dianas terapéuticas. tecnologías antisentido y el empleo de modelos vivos de la enfermedad como los ratones knock-outLa tasa de fracaso a lo largo del proceso de son las técnicas más relevantes. No obstante, otrasinvestigación farmacéutica es elevada, más del tecnologías complementarias como los microarrays80% de los proyectos se abandonan durante la de células y tejidos, células madre embrionarias, yfase de descubrimiento anterior a los ensayos técnicas de inactivación de proteínas comoclínicos, de modo que sólo uno de cada cinco CALI/FALI, son alternativas cada vez másproyectos consigue iniciar los ensayos clínicos. Una empleadas en las etapas de validación de dianas. 7
  • 7. 1. Introducción a la validación de dianasEl presente informe tiene por objeto el estudio de las por el organismo. Las moléculas que reconocentécnicas que se emplean en la actualidad en la estos fármacos se denominan dianas terapéuticas,validación de dianas prestando especial atención a las y su modulación permite modificar el curso de unaplicaciones de las técnicas genómicas y proteómicas. proceso patológico. Las dianas sobre las que actúan los fármacos pueden ser de diferenteLos fármacos se componen de sustancias activas naturaleza, pudiendo ser azúcares, proteínas oo compuestos responsables del efecto terapéutico, ácidos nucleicos (ADN o ARN), sin embargo, lalos cuales ejercen su acción sobre la enfermedad mayoría de los fármacos que se encuentran en elcuando el compuesto es absorbido y distribuido mercado actúan sobre dianas proteicas1. Diana terapéutica Molécula localizada en cualquier parte de la célula, capaz de reconocer a un fármaco y producir una respuesta celular que modifique el curso de una enfermedad.El desarrollo de nuevos fármacos constituye un largo preclínicas y clínicas. Por tanto, una buenaproceso que se puede dividir en una serie de fases, caracterización de la actividad biológica de lasla primera de las cuales consiste en la identificación dianas moleculares que han sido identificadas en lasde nuevas dianas terapéuticas. La identificación de primeras fases, es fundamental para la obtención decompuestos activos con actividad biológica un mayor número de fármacos. No obstante, debidorelacionada con las dianas previamente descritas a la complejidad de los procesos biológicos que danconforma la segunda etapa de este proceso. El lugar a distintas patologías, no siempre es posibleúltimo paso consiste en el desarrollo y optimización identificar una diana que permita desarrollar undel fármaco a lo largo de las distintas fases fármaco eficaz. Validación de dianas Proceso que tiene por objeto demostrar que una determinada diana molecular está implicada en la aparición y progresión de una enfermedad. La validación de una diana permite establecer una relación entre la alteración de la diana y su potencial terapéutico.La validación de dianas consiste por tanto en alterar el curso de una enfermedad. Sin embargo,determinar si una diana molecular está implicada la validación de dianas puede realizarseen una enfermedad concreta, y por tanto es igualmente tanto a nivel molecular como genéticopotencialmente susceptible de ser considerada mediante herramientas genómicas y proteómicas,como diana terapéutica a la hora de diseñar que permiten relacionar una diana con un estadonuevos fármacos. Para algunos autores la patológico determinado. El grado de validación devalidación de una diana se consigue únicamente una diana estará por tanto relacionado con lacuando un fármaco se emplea con éxito para cantidad de datos preclínicos y clínicos que se1 Smith, M. B. (2003). Hitting the target. Nature, vol. 422, 341-347.8
  • 8. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASreúnan respecto al mecanismo biológico de la activos3. Sin embargo, no se debe olvidar que endiana y su relación con la eficacia del fármaco2. la realidad muy pocas dianas identificadasEl paso de una fase a otra del desarrollo de durante las primeras fases del proceso de I+Dfármacos depende en gran medida del grado de conducen al desarrollo de un fármaco eficaz, porvalidación de la diana en cuestión y del avance en lo que el grado de incertidumbre del proceso deel descubrimiento de potenciales compuestos desarrollo farmacológico es muy elevado. Descubrimiento Descubrimiento Desarrollo de dianas de fármacos de fármacos Optimización Identificación Validación Selección de Fase Fase de de dianas de dianas compuestos Preclínica Clínica compuestosFigura 1. Fases principales del desarrollo farmacológico.Fuente: Whittaker, P. A. (2003). What is the relevance of bioinformatics to pharmacology? Trends In PharmacologicalSciences, 24 (8):434-439.La identificación y desarrollo de fármacos ha sido Los fármacos que actualmente se encuentran entradicionalmente un proceso lineal que consistía el mercado actúan sobre aproximadamente 500en la búsqueda de compuestos químicos mediante dianas diferentes. Las estimaciones más recientesensayos sobre cultivos celulares, tejidos o calculan que existen entre 20.000 y 25.000 genesanimales4. Las dianas no se validaban con las en el genoma humano, de los cuales en torno atecnologías complejas que se emplean hoy en día, 5.000 podrían estar implicados en procesosy se desconocían los mecanismos moleculares patológicos. De estos últimos, sólo ciertos genes yresponsables de las enfermedades. Los avances las proteínas que codifican serán de interés paraen genómica y proteómica han permitido a la el desarrollo de fármacos que modifiquen elindustria farmacéutica descubrir un gran número proceso patológico. De este modo, el número dede fármacos por medio del estudio de las dianas terapéuticas potenciales se estima enrelaciones existentes entre los genes y las torno a 600 y 1.500 dianas6. La secuenciación delenfermedades. Como consecuencia, la validación genoma humano en el año 20017 supuso elde dianas al nivel del genoma ha surgido como descubrimiento de la secuencia de un granuna necesidad que a su vez ofrece numerosas número de dianas terapéuticas potenciales. Elventajas, ya que permite la posibilidad de conocer reto actual consiste en seleccionar a partir delde antemano algunos de los efectos biológicos de conjunto de genes del genoma humano aquelloslas proteínas, que mediante las técnicas clásicas genes que dan lugar a proteínas y que puedende validación no era posible anticipar5. llegar a ser dianas terapéuticas.2 Epstein, D. M., et al. (2002). Target Validation with Nucleic Acid Aptamers. Mimicking small molecule therapeutics by attacking the protein, and not the gene. Pharmaceutical Discovery and Development. PharmaVentures Ltd.3 Whittaker, P. A. (2003). What is the relevance of bioinfomatics to phamacology? Trends In Pharmacological Sciences, 24 (8), 434-439.4 Douglas S. A., et al. (2004). Techniques: Cardiovascular pharmacology and drug discovery in the 21st century. Trends in Pharmacological Sciences. Vol. 25 Nº 4: 225-233.5 Liu, R., et al. (2004). New approaches in identifying drugs to inactivate oncogene products. Seminars in Cancer Biology 14: 13-21.6 Hopkins. A. L. et Groom, C. R. (2004). The druggable genome. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol. 1 727-730.7 Lander, E. S., et al. (2001). Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature. 409(6822), 860-921. Venter, J. C., et al. (2001). The sequence of the human genome. Science. 291(5507). 1304-51. 9
  • 9. Genoma humano: 20.000-25.000 genes 5.000 fármacos que 5.000 Genes actúan sobre el implicados en genoma patologías 600-1.500 dianas terapéuticasFigura 2. Estimación del número de dianas terapéuticas del genoma humano.Fuente: Adaptado de Hopkins, A. L. et Groom, C. R. (2004). The druggable genome. Nature Reviews: Drug Discovery.Vol. 1, 727-730.Debido a que existen múltiples técnicas tempranas como técnicas de apoyo en lamoleculares que permiten relacionar genes y validación de dianas.proteínas con un determinado efecto ligado a unaenfermedad, las técnicas con una aplicación El presente informe realiza una descripción de estaspotencial a la validación de dianas son muy últimas técnicas, para posteriormente describir condiversas. Por esta razón, algunas técnicas más detalle las técnicas de validación de dianasmoleculares de identificación de nuevas dianas relacionadas con la genómica y proteómica,terapéuticas pueden emplearse en etapas clasificadas en función de las estrategias empleadas.Múltiples dianas Identificación de dianas candidatas Interacciones Cribado virtual Análisis de la proteína-proteína (“in silico”) expresión génica Algunas dianas Validación de dianas potenciales Modulación Inactivación Modelos “in vitro” Modelos “in vivo” de la transcripción de proteínas Múltiples Cribado de compuestos compuestos candidatos Desarrollo clínico Fármaco Seguridad Dosificación Efectividad candidato Fármaco finalFigura 3. Papel de la validación de dianas en el proceso de desarrollo de nuevos fármacos.Fuente: elaboración propia.10
  • 10. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS2. Técnicas de identificación de dianasAl buscar un gen asociado a una enfermedad Las técnicas genómicas y proteómicas másgenética, los investigadores se concentran destacadas que se emplean en la identificación degeneralmente en genes candidatos8. Se considera nuevas dianas terapéuticas se pueden clasificarque un gen es candidato si la proteína que en tres grupos en función de la estrategia quecodifica representa una posibilidad lógica de que siguen. El análisis de la expresión génica, elesté involucrado en la enfermedad, o bien si el estudio de las interacciones proteína-proteína, ygen está localizado físicamente dentro de una el cribado virtual, son las tres estrategiasregión del genoma asociada o ligada a la principales descritas en el presente informe.enfermedad. La segunda situación se encuentrafrecuentemente en proyectos de clonajeposicional, donde el gen buscado se identifica deacuerdo a su posición dentro del genoma. 2.1. Análisis de la expresión génicaEn un proyecto de clonaje posicional típico, seidentifica primero una región pequeña del genoma El estudio del perfil de expresión de genesque contiene el gen que estamos buscando. engloba un conjunto de técnicas que permitenEntonces todos los genes ubicados en esa región identificar los genes implicados en el procesose convierten inmediatamente en posibles genes patológico mediante la observación de sucandidatos. Si se sabe o se puede deducir algo de fenotipo10 molecular. La expresión génica es ella proteína codificada de un determinado gen proceso por medio del cual la informacióncandidato o si se puede demostrar que la proteína codificada en el ADN se transforma en lasestá involucrada en la enfermedad, entonces ese proteínas necesarias para el desarrollo ygen se puede considerar un candidato fuerte y se funcionamiento de la célula. Este proceso tieneintensifican los esfuerzos para encontrar lugar por medio de una molécula intermediariamutaciones en él9. que transmite la información genética denominada ARN mensajero (ARNm)11. Transcripción Traducción ARNm ADN Proteína Análisis de la expresión génica al nivel de la transcripciónFigura 4. Análisis de la expresión génica en la validación de dianas.Fuente: elaboración propia. 8 Gen candidato: gen localizado en una región de un cromosoma sospechosa de estar involucrada en una enfermedad y cuyos productos proteicos sugieren que podría ser el gen de la enfermedad en cuestión (http://www.conocimientosweb.net/portal/term1494.html). 9 ConocimientosWeb.net (http://www.conocimientosweb.net/portal/term1494.html).10 Fenotipo: rasgos o características visibles de un organismo, determinado por su constitución genética (genotipo) y por el ambiente en el que crece y se desarrolla.11 El ADN (ácido desoxirribonucleico) es una molécula de gran tamaño que se encuentra en todos los seres vivos y que es portadora de la información genética. El ARN (ácido ribonucleico) es una molécula parecida al ADN en cuanto a sus características químicas, que también está relacionada con la transmisión de la información genética, ya que actúa como intermediario en el proceso de traducción o formación de proteínas. 11
  • 11. Aunque todas las células contienen la misma expresan de modo diferencial en dos muestrasinformación genética, los genes se expresan en diferentes. Los resultados que se obtienen nodiferentes momentos dependiendo de la función proporcionan información acerca de la cantidad dede la célula o tejido y de su estado fisiológico. El ARNm y no se pueden comparar resultadosanálisis del perfil de expresión de genes consiste obtenidos en experimentos distintos13. Por esteen la identificación y cuantificación de los genes motivo, aunque son de gran utilidad en lasque se expresan en una célula o tejido concreto primeras etapas de identificación de dianas, no seen un determinado momento. El estudio del perfil suelen emplear con el fin de validar dianas14.de expresión de genes se puede realizar a partirde la identificación y cuantificación del ARN o biende las proteínas expresadas directamente. 2.1.1. Análisis serial de la expresión génica (SAGETM)Las técnicas de análisis de la expresión génicaemplean el primer tipo de abordaje, de modo que El análisis serial de la expresión génica (SAGETM)la comparación de los genes expresados en se basa en la presunción por la cual un segmentomuestras distintas permite descubrir los genes corto procedente de ARNm posee una complejidadque se encuentran activados e inactivados en suficiente como para identificar un gen completo.diferentes estados metabólicos y patológicos. Por Esta técnica fue desarrollada por la empresatanto, comparando la expresión de genes de Genzyme como plataforma tecnológica detejidos sanos y enfermos, es posible descubrir los descubrimiento de nuevas dianas oncológicas15, ygenes implicados en el desarrollo y progresión de ha sido adoptada por el Instituto Nacional della enfermedad, así como establecer una Cáncer (NCI) como método de análisis de laasociación entre el estado patológico y expresión génica dentro del Proyecto Anatomíadeterminados genes que se encuentran alterados del Genoma del Cáncer16.en esa enfermedad, y por tanto validar posiblesdianas terapéuticas. Estos segmentos cortos se obtienen mediante la acción de enzimas de restricción, que cortan enLas principales técnicas de identificación de lugares específicos el ADN complementariodianas basadas en el análisis de la expresión sintetizado a partir del ARN mensajero total de lagénica son los microarrays de ADN, el Análisis muestra. Midiendo la cantidad de copias de cadaserial de expresión génica (SAGE), y la fragmento específico se puede estudiar el nivel deElectroforesis en geles de poliacrilamida (PAGE). expresión de un gen concreto, identificarOtras técnicas alternativas de análisis de la simultáneamente miles de fragmentos de esteexpresión génica son variantes de la PCR como tipo en una célula o tejido y cuantificar susRaSH, RDA, RSDD, DDRT-PCR12. La principal niveles de expresión. La comparación de dichoslimitación de estas últimas radica en que son perfiles en muestras sanas y enfermas permitelaboriosas y requieren la inversión de un tiempo asociar la presencia de genes con enfermedadesconsiderable para identificar los genes que se concretas17.12 Pillutla, R. C. et al. (2002). Target Validation and drug discovery using genomic and protein-protein interaction technologies. Expert Opinion on Therapeutic Targets, 6 (4): 517-531.13 Chanda, S. K. et Caldwell, J. S. (2003). Fulfulling the promise: drug discovery in the post-genomic era. Drug Discovery today. Vol. 8, Nº 4. 168-174. Allen, N. L. et al. (2003). Representational difference análisis: critical appraisal and metod development for the identification of unique DNA sequences from prokaryotes. Journal of microbiological methods. 55: 73-81.14 Coleman, R. A. and Clark, K. L. (2003). Target validation using human tissue. Targets Vol. 2, No. 2: 58-64.15 Serial Analysis of Gene Expression (SAGE), Genzyme (http://www.genzyme.com/research/gzmo/discovery/discoveryplatforms2_sage_gzmo.asp).16 SAGE Genie, Cancer Genome Anatomy Project, CGAP. (http://cgap.nci.nih.gov/SAGE).17 Serial Analysis of Gene Expression, Sagenet web page (http://www.sagenet.org).12
  • 12. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS2.1.2. Electroforesis en geles 2.1.3. Microarrays de ADN de poliacrilamida (PAGE) Las técnicas de análisis de la expresión génicaLa electroforesis en gel de poliacrilamida mediante microarrays se basan en la capacidades una técnica que permite la separación de de los ácidos nucleicos para hibridar entre sí, esproteínas de una muestra compleja en función de decir, para unirse a otros ácidos nucleicos desu masa molecular mediante la aplicación de forma específica mediante un fenómenocorrientes eléctricas. La distribución de las denominado complementariedad19.proteínas en el gel y la intensidad de los puntospermite obtener un perfil de la expresión de Los microarrays de ADN son herramientasproteínas así como la identificación y moleculares que permiten analizar la expresióncuantificación de las mismas. Este último paso se génica por medio de la cuantificación del ARNsuele realizar mediante espectrometría de masas, expresado en una muestra concreta20. Ununa técnica analítica que brinda información microarray de ADN consiste en un soporte sobre elcualitativa y cuantitativa acerca de la composición cual se inmovilizan en posiciones concretasatómica y molecular de materiales inorgánicos y pequeños fragmentos de ADN de secuencia conocidaorgánicos. denominados sondas. El ARN procedente de la muestra que se desea analizar se transcribe a ADNLa comparación de los perfiles de expresión en un copia mediante transcripción inversa, ya que estastejido enfermo y uno sano permite analizar los moléculas son más estables que el ARN y es posiblecambios en la expresión de proteínas. De esta añadir marcadores que permitan su detección.forma, aquellas proteínas implicadas en procesos Mediante la hibridación del ADNc procedente depatológicos se expresarán en cantidades muestras diferentes con las sondas inmovilizadas endiferentes en tejidos enfermos en comparación el soporte, es posible identificar el gen concreto quecon los tejidos normales, y por tanto podrían se expresa en cada muestra. La intensidad de losconstituir dianas potenciales. La principal puntos del microarray indicará la cantidad de ARNlimitación de esta técnica se debe a que el presente en ese punto. Las principales limitacionesprocedimiento resulta laborioso y consiste en una de los microarrays se refieren a su elevado coste portécnica de bajo rendimiento18. unidad.18 Kramer, R. et Cohen, D. (2004). Functional genomics to new drug targets. Nature Reviews. Vol. 3: 965-972.19 El ADN está compuesto por dos cadenas enrolladas alrededor de sí mismas que forman una “doble hélice”, cada una de ellas formada por millones de bloques químicos llamados “bases”, y denominadas por las letras A, T, G y C. Estas bases poseen la capacidad de unirse entre sí de forma específica, de modo que las uniones entre las bases A-T y G-C son complentarias entre sí.20 López, M.; Mallorquín, P.; Vega, M. (2002). Microarrays y Biochips de ADN: Informe de Vigilancia Tecnológica. Genoma España, Círculo de Innovación en Biotecnología y Fundación General de la Universidad Autónoma de Madrid. 13
  • 13. Identificación de dianas mediante técnicas de análisis de la expresión génica Técnicas basadas Técnicas basadas Técnicas basadas en la PCR en la secuenciación en la hibridación ARN Transcripción inversa ADN copia Electroforesis en geles Análisis serial de expresión Microarrays de poliacrilamida (PAGE) génica (SAGE) Proteína A Proteína B Hibridación sobre un soporte con sondas de ADN complementarias ARN – S-S– Desnaturalización Liberación de fragmentos específicos de cada ARN –SH HS– Detección por fluorescencia Secuenciación – Cuantificación + Separación mediante electroforesisFig. 5. Validación de dianas mediante técnicas de análisis de la expresión génica.Fuente: Velculescu, V. E. et al. (2000). Analysing uncharted transcriptomes with SAGE. Trends Genet. Oct;16(10): 423-5;University of Miami Department of Biology Homepage(http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/255/255hist/ecbxp4x—SDS.jpg).2.2. Interacciones genes presentes en el ADN. Dado que la mayoría de las dianas de fármacos son proteínas, su proteína-proteína estudio resulta esencial en el proceso de validación de dianas.Las técnicas genómicas anteriormentemencionadas determinan la expresión de los La proteómica permite comprender elgenes en una célula o tejido, pero no permiten el funcionamiento de la célula a través del estudioestudio de las interacciones entre proteínas21. Las del conjunto de proteínas que contiene una célulaproteínas son las moléculas responsables de o tejido o proteoma22. Por medio de técnicasdesempeñar las funciones controladas por los proteómicas es posible comparar perfiles de21 Kramer, R. et Cohen, D. (2004). Functional genomics to new drug targets. Nature Reviews. Drug discovery. Vol. 3: 965-972.22 Lindsay, M. A. (2003). Target discovery. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol. 2: 831-838.14
  • 14. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASexpresión de proteínas de tejidos y células sanas Los microarrays de proteínas consisten en uncon los perfiles de expresión en muestras soporte sólido sobre el que se inmovilizan proteínasenfermas, lo que permite asociar dianas proteicas específicas en posiciones concretas. Los microarraysa determinados procesos patológicos. Por otro de proteínas y anticuerpos permiten el análisis alado, existen técnicas que permiten estudiar las gran escala de los perfiles de expresión de proteínasinteracciones entre proteínas a gran escala y y el estudio de las interacciones entre las mismas26.establecer redes de interacciones entre las Por medio del empleo de muestras procedentes deproteínas de la célula. El conocimiento de estas tejidos sanos y enfermos, los microarrays deredes permite conocer las rutas implicadas en proteínas permiten estudiar la expresión diferencialprocesos patológicos y el conjunto de las de proteínas en tejidos enfermos y relacionar lasproteínas implicadas en una determinada diferencias en el perfil de expresión proteica con elenfermedad, es decir, potenciales dianas fenotipo de la enfermedad, lo que permite identificar 23 y validar dianas potenciales de una enfermedad.terapéuticas . Existen tres tipos de microarrays de proteínas en función de las moléculas que interaccionan entre sí. De esta forma, nos encontramos con microarrays de2.2.1 Microarrays de proteínas interacciones proteína-proteína, ADN-proteína, y enzima-sustrato27.Los microarrays de proteínas se basan en latecnología desarrollada para la fabricación de los Las principales limitaciones técnicas de losmicroarrays de ADN. En este caso, en vez de microarrays de proteínas se refieren a la dificultadácidos nucléicos, las moléculas que se inmovilizan para detectar e identificar proteínas de modosobre el soporte son de naturaleza proteica, como específico en comparación con los microarrays deanticuerpos24, enzimas o proteínas de otro tipo25. ácidos nucléicos, que no poseen esta limitación28. Interacción Interacción Interacción Interacción Interacción prot-prot ADN-prot prot-molécula antic-prot enzima-sustratoFigura 6. Interacciones de proteínas en validación de dianas.Fuente: Smith, M. G. & Snyder, M. (2005). Global analysis of protein function using protein microarrays.Mech. Ageing Dev. 126(1):171-5.23 Brown, D. & Superti-Furga, G. (2003). Rediscovering the sweet spot in drug discovery. Drug Discovery today. 8 (23): 1067-1077. Pillutla, R. C., et al. (2002). Target validation and drug discovery using genomic and protein-protein interaction technologies. Expert Opin. Ther. Targets, 6(4): 517-53124 Los anticuerpos son proteínas especializadas producidas por el sistema inmunológico que se unen a partículas extrañas denominadas antígenos.25 Kramer, R. et Cohen, D. (2004). Functional genomics to new drug targets. Nature Reviews. Vol. 3: 965-972.26 Kumble, K. D. (2003). Protein microarrays: new tools for pharmaceutical development. Anal Bioanal Chem. 377: 812-819.27 Wang, S., et al. (2004). Tools for target identification and validation. Curr. Op. in Chem. Biol. 8: 371-377.28 Kramer, R. et Cohen, D. (2004). Functional genomics to new drug targets. Nature Reviews. Vol. 3: 965-972. 15
  • 15. 2.2.2. Sistema doble híbrido La identificación de dianas terapéuticas mediante el sistema doble híbrido analiza las interacciones entre dos proteínas diferentes, que se unen a losEl sistema doble híbrido es una herramienta dominios de unión de ADN y activación de un genmolecular que permite el estudio a gran escala de que se utiliza como indicador respectivamente. Lalas interacciones proteína-proteína a través de las unión de los dos dominios a través de las proteínasproteínas que regulan la expresión génica, fusionadas permite la activación de la expresión deldenominadas factores de transcripción29. Estas gen indicador, por lo que su presencia pondrá deproteínas son las encargadas de regular la manifiesto la existencia de una interacción entreexpresión de los genes mediante su activación o las dos proteínas31. El sistema doble híbridorepresión. La mayoría de los factores de aprovecha la maquinaria celular de la levadura S.transcripción presentan dos regiones o dominios, cerevisiae, que se utiliza como sistema deun dominio de unión al ADN y un dominio expresión de ambas proteínas de fusión. Por otroresponsable de la activación del gen. Ambos lado, esta técnica permite estudiar la interaccióndominios son esenciales para que tenga lugar la entre proteínas y construir redes de interaccionesexpresión génica, aunque no tienen porqué de todo el proteoma, proporcionando una visiónformar parte de una misma proteína30. global de la maquinaria molecular32. Dom. Activ. Dom. Activ. Proteína 2 Proteína Proteína Proteína 1 2 3 Dom. Expresión del Dom. Sin expresión del unión gen indicador unión gen indicador ADN ADN Promotor Gen indicador Promotor Gen indicadorFigura 7. Funcionamiento del sistema doble híbrido.Fuente: Elaboración propia.La principal limitación de esta técnica radica en que positivos provocados por la activación del genno permite analizar las interacciones entre indicador por parte de otras proteínas de laproteínas localizadas en compartimentos diferentes levadura, además de falsos negativos debido ade la célula, limitando por tanto su aplicación. Por problemas en la unión de las dos proteínas33.otra parte, es habitual la presencia de falsos29 Factor de transcripción: proteínas que regulan la expresión de determinados genes, mediante la activación o represión de su expresión.30 Coates, P. J. & Hall, P. A. (2003). The yeast two-hybrid system for identifying protein-protein interactions. Journal of Pathology 199:4-9.31 Pillutla, R. C. et al. (2002). Target validation and drug discovery using genomic and protein-protein interaction technologies. Target Validation and Drug Discovery. 6 (4): 517-531.32 Parsons, A. B. et al. (2003). Yeast genomics and proteomics in drug discovery and target validation. Progress in Cell Cycle Research. Vol 5. 159-166.33 Coates, P. J. & Hall, P. A. (2003). The yeast two-hybrid system for identifying protein-protein interactions. Journal of Pathology 199:4-9.16
  • 16. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS3. Técnicas de validación de dianasA pesar de que las técnicas anteriormente estrategia de validación permite comprobar lamencionadas arrojan información relevante sobre existencia de modificaciones en el fenotipo dela función de las dianas, su objetivo principal organismos o células en ausencia de expresiónradica en la identificación a gran escala de nuevas del gen. De este modo, se consigue reproducir eldianas terapéuticas y no en la validación de las efecto que produciría la ausencia o inactivación demismas. A continuación se describen aquellas la proteína, lo que resulta de suma utilidad paratécnicas empleadas en etapas posteriores del validar dianas al permitir relacionar el fenotipoproceso de I+D, en las cuales es necesaria la asociado a la enfermedad con un gen envalidación de la función de las dianas moleculares concreto. Otras técnicas de validación de dianasya identificadas. Las principales estrategias están basadas en la modulación de la expresiónencaminadas a la modulación de la expresión permiten activar la expresión de genes específicosgénica, la inactivación de la función de las dianas provocando la transcripción de ARN a partir delproteicas, y el análisis de la expresión génica a ADN.gran escala. Por último, se describen las técnicasde desarrollo de modelos vivos de enfermedad. 3.1.1. Oligonucleótidos antisentido3.1. Modulación Los oligonucleótidos antisentido son pequeños de la expresión génica fragmentos de nucleótidos de unos 15 o 20 pares de bases de ADN o ARN de cadena sencilla, queLa técnicas de modulación de la expresión génica son complementarios a un fragmento del ARNpersiguen bloquear o activar de forma específica la diana. Esta complementariedad permite su unión alexpresión de genes mediante diferentes estrategias ARN de forma específica, bloqueando su expresióna nivel del ARN mensajero, a través del empleo de e impidiendo la producción de la proteína diana.oligonucleótidos modificados34. Estasmodificaciones les permiten conseguir una serie de Los oligonucleótidos antisentido inhiben lapropiedades entre las que se encuentran la entrada expresión proteica mediante dos mecanismosal interior de las células, la resistencia a la diferentes. En algunos casos el ARN emparejadodegradación y el aumento en la afinidad por la con el oligonucleótido es fragmentado por acciónmolécula de ARN. Las tecnologías antisentido se de una enzima que reconoce el ARN emparejadoemplean en validación de dianas sobre cultivos de con ADN. Tras este corte, el ARN queda dañado ytejidos o células, así como en modelos animales35. el oligonucleótido antisentido en cambio no sufre alteración alguna de modo que puede seguirLas técnicas de modulación de la expresión génica uniéndose al ARN. En otros casos no se producemás habituales consisten en el bloqueo de la un corte en el ARN, pero el emparejamiento conexpresión génica a nivel del ARN impidiendo que el oligonucleótido puede impedir procesosun gen concreto se exprese y por tanto esenciales para la producción de proteínas a partirconsiguiendo que la proteína no se sintetice. Esta del ARN36.34 Los oligonucleótidos son moléculas de ácido nucléico de longitud reducida que se pueden emplear para bloquear el ARN mensajero e impedir su función.35 Ilag, LL, et al. (2002). Emerging high-throughput drug target validation technologies. Drug Discovery Today 7(18 Suppl):S136-42.36 Stone, L. S. et Vulchanova, L. (2003). The pain of antisense: in vivo application of antisense oligonucleotides for functional genomics in pain and analgesia. Advanced Drug Delivery Reviews 55, 1081-1112. 17
  • 17. Ribosomas Comienzo de la síntesis de proteínas ARNm Oligo antisentido Unión de un oligonucleótido antisentido Corte del ARNm por la enzima Ribonucleasa H Inhibición de la expresión de la proteínaFigura 8. Tecnologías de oligonucleótidos antisentido en validación de dianas.Fuente: Silencing code. Chemsoc, Royal Society of Chemistry (http://www.chemsoc.org/chembytes/ezine/1997/dna.htm).En general, el empleo de oligonucléotidos duración. Este problema se ha solucionadoantisentido es una herramienta de validación de mediante el empleo de estructuras de ADNdianas que proporciona una elevada especifidad. denominadas vectores de expresión, las cualesSin embargo, esta selectividad requiere como contienen la información necesaria para dirigir lacontrapartida el diseño detallado de oligonucleótidos síntesis de oligonucleótidos antisentido en elya que existen numerosas variables que afectan a interior de la célula. Estos vectores ofrecen lala especificidad de los oligos37. Otra desventaja que ventaja de ser más estables que losplantea el uso de los oligonucleótidos antisentido es oligonucleótidos antisentido desnudos, por lo queque son muy inestables y se degradan rápidamente se consigue una inhibición de la expresión génicaen células y tejidos. Esta limitación puede ser más prolongada39.atenuada mediante modificaciones químicas quemejoren su estabilidad. Asímismo, la administracióny distribución de oligonucleótidos a los cultivoscelulares constituye un paso limitante y 3.1.2. ARN de interferenciahabitualmente es necesario combinarlos concompuestos que facilitan la entrada de los El ARN de interferencia (ARNi) es una tecnologíaoligonucleótidos a las células, como los liposomas38. que se basa en el empleo de moléculas de ARN de doble cadena para bloquear la expresión deLa inhibición de la expresión génica mediante genes específicos. El mecanismo del ARNi estáoligonucleótidos antisentido es un proceso que presente en la naturaleza y es una respuestatiene lugar de manera transitoria, lo que supone celular innata que permite combatir lasuna limitación en el silenciamiento de la expresión infecciones virales regulando la expresiónde proteínas con una vida media de larga del ARN.37 Hall, J. (2004). Unravelling the general properties of siRNAs: strength in numbers and lessons form the past. Nature Reviews. Genetics 5: 552-557.38 Lee, L. K. et Roth, C. M. (2003). Antisense technology in molecular and cellular bioengineering. Current Opinion in Biotechnology. 14: 505-511.39 Dykxhoorn, D. M., et al. (2003). Killing the messenger: short RNAs that silence gene expression. Nature Rev. Mol. Cell Biol. 4, 457–467.18
  • 18. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASEn los ensayos de validación de dianas, el ARNi ARNsi son reconocidos por el complejo RISCde doble cadena se introduce en el interior de las (“RNA-induced silencing complex”), el cual se unecélulas mediante distintos métodos. a moléculas de ARNm complementarias,Posteriormente, este ARNi de doble cadena es facilitando la degradación de éstas. Asimismo, esprocesado enzimáticamente dando lugar a posible administrar directamente el ARNsi a lamoléculas de ARN más pequeñas denominadas célula, en cuyo caso no sería necesaria ningunapequeños ARNs de interferencia o ARNsi (“small de las etapas anteriores. De este modo, tanto elinterfering RNAs”). Estos ARNsi son de doble ARNi como el ARNsi son herramientas útiles paracadena y están por tanto formados por dos la inactivación específica de la expresión dehebras complementarias y emparejadas. Los genes40. ARN de doble cadena ARNi de doble cadena Activación del complejo RISC por ARNi de cadena sencilla ARNm Reconocimiento de la diana Rotura del ARNmFigura 9. Tecnologías de ARNi en validación de dianas.Fuente: Dykxhoorn, D. M., et al. (2003). Killing the messenger: short RNAs that silence gene expression. Nature Reviews.Molecular Cell Biology. Vol. 4,457-467.Las principales ventajas de los ARNi radican en su El empleo de ARNi presenta básicamente losbajo coste y alta especificidad, por lo que mismos problemas que las tecnologías antisentidoconstituyen una herramienta molecular que está y se refieren principalmente a las dificultades desustituyendo a los oligonucleótidos antisentido administración y distribución en cultivos celularescomo método de modulación de la expresión y tejidos, viéndose agravada la situación engénica41. Por otro lado, el ARNi puede emplearse estudios in vivo. Estos problemas se hancomo herramienta para el estudio de la biología solucionado en parte mediante el empleo dede organismos completos a escala genómica vehículos de administración como liposomas, omediante microarrays de células transfectadas vectores de expresión como plásmidos y virus43.con ARNi. Esta estrategia ha sido empleada con Por otra parte, las técnicas de ARN interferenteéxito en líneas celulares procedentes de modelos pueden dar lugar a efectos inespecíficos debidos aanimales, siendo inminente su aplicación en la unión de alguna de las dos hebras del ARNsi acélulas humanas42. moléculas de ARNm distintas del ARN diana44.40 Wang, S., et al. (2004). Tools for target identification and validation. Current Opinion in Chemical Biology. 8: 371-377.41 Lindsay, M. A. (2003). Target discovery. Nature Reviews: Drug Discovery. 2: 831-838.42 Gunsalus, K. C. & Piano, F. (2005). RNAi as a tool to study cell biology: building the genome-phenome bridge. Curr. Op. in Cell Biology 17:3-8.43 Cocks, B. G. & Theriault, T. P. (2004). Developments in effective applicaction of small inhibitory RNA (siRNA) technology in mammalian cells. DDT: Targets. Vol. 3(4):165-171.44 Lee, L. K. & Roth, C. M. (2003). Antisense technology in molecular and cellular bioengineering. Current Opinion in Biotechnology. 14: 505-511. 19
  • 19. Como solución a este tipo de problemas se han diseñado moléculas de ARN interferente modificadasquímicamente que evitan la aparición de efectos no específicos45. Por otra parte, mientras que la tecnologíade ARNi ha sido aplicada con éxito in vitro en numerosas ocasiones en la validación de dianas terapéuticas,su empleo in vivo todavía no ha alcanzado el mismo grado de desarrollo.Otro tipo de mejoras que se están desarrollando en tecnologías de ARN interferente incluyen laadministración directa de ARNsi de cadena sencilla en células, que ha demostrado ser efectivo en muchostipos celulares aunque de forma transitoria. Para solucionar este problema se ha recurrido a los ARNsh(“short hairpin”), moléculas de ARN con secuencias repetidas invertidas que forman estructuras en formade horquilla, y que dan lugar a una inhibición mucho más estable de la expresión génica46. Similitudes y diferencias entre Oligonucleótidos antisentido y ARNsi47 Similitudes Diferencias • Fragmentos cortos de ácidos nucleicos • Dos hebras para el ARNsi, una hebra para (aprox. 20 bases). oligos antisentido. • Metodología común para la administración a • ARN de doble hebra es más estable que cultivos celulares. ácidos nucleicos de una sola hebra. • Inducen el silenciamiento de la expresión • Las modificaciones químicas no son tan génica mediante su unión al ARNm. necesarias para su administración en cultivos • Los ARNsi y ciertos oligos antisentido celulares en el caso de los ARNi. provocan la ruptura del ARNm. • Mediación del complejo RISC en el ARNi. • Sus propiedades pueden alterarse mediante • Activación de la enzima ARNasa en oligos modificación de las bases. antisentido. • Perfiles de biodistribución similares. • Aplicación más extendida de la técnica de ARNi.3.1.3. RibozimasLas ribozimas son pequeñas moléculas de ARN que actúan como enzimas y que pueden cortar otrasmoléculas de ARN en sitios específicos. La unión entre el ribozima y el ARN diana se produce porcomplementariedad y apareamiento entre ambas moléculas. De este modo, se pueden diseñar ribozimasque reconozcan cualquier ARN diana simplemente variando la región de reconocimiento del ribozima. ARNm RibozimaFigura 10. Ribozimas en la validación de dianas.Fuente: Chattterton, J. E. et al. (2004). Ribozymes in gene identification, target validation and drug discovery.DDT: Targets, Vol. 3(1):10-17.45 Samarsk, D. & Datta, M. (2003). Expediting target identification and validation through RNAi. Expert Rev. Mol. Diagn. 4(1):11-14.46 Walgren, J. L. & Thompson, D. C. (2004). Application of proteomic technologies in the drug development process. Toxicol Lett. 149:377-85.47 Paroo, Z. & Corey, D. R. (2004). Challenges for RNAi in vivo. Trends in Biotechnology. Vol. 22, No. 8: 390-394.20
  • 20. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASLas principales limitaciones de los ribozimas se bloqueo o activación de la expresión génica endeben a su inestabilidad y sensibilidad a la cultivos celulares. Los dedos de zinc son regionesdegradación, menor especificidad y restricciones presentes en proteínas tales como los factores deen el diseño. Los ribozimas pueden ser transcripción que participan en la iniciación de lamodificados químicamente para incrementar su transcripción, es decir, el paso de ADN a ARNestabilidad. Por otro lado, es posible introducir en previo a la síntesis de proteínas. Estos factores dela célula vectores que dirigen la síntesis de transcripción poseen unas estructurasribozimas de tal modo que dicha síntesis ocurra características en forma de dedos unidos por undirectamente en el interior de las mismas. En este ión de zinc, los cuales reconocen secuenciascaso, el nivel de producción de ribozima en la específicas del ADN. Esta particularidad es decélula será de suma importancia para que se gran utilidad en la validación de dianas ya que seproduzca una reducción significativa en el nivel de pueden diseñar proteínas con dedos de zinc queARN diana48. reconozcan específicamente la secuencia de ADN que se desea bloquear o activar. La activación o represión de la expresión génica se consigue mediante la unión de dominios activadores o3.1.4. Proteínas de dedos de zinc represores respectivamente a las proteínas de dedos de zinc. La asociación entre la modulaciónUna alternativa a las anteriores técnicas de de la expresión génica de la diana con el fenotipomodulación de la expresión génica es el diseño de o estado patógico, será la que determineproteínas de dedos de zinc como agentes de finalmente la validación de la diana49. Activación de la expresión génica ADN Bloqueo de la expresión génica Proteína de 3 dedos de Zinc ADNFigura 11. Modulación de la expresión génica mediante proteínas de dedos de Zinc.Fuente: Jamieson, A.C. et al. (2003). Drug discovery with engineered zinc-finger proteins. Nature Reviews: DrugDiscovery. Vol. 2: 361-368.48 Chatterton, J. E., et al. (2004). Ribozymes in gene identification and drug discovery. Drug Discovery Today: Targets, vol. 3, No. 1, 10-17.49 Jamieson, A. C., et al. (2004). Drug Discovery with Engineered Zinc-finger Proteins. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol. 2, 361-368. Wang, S., et al. (2004). Tools for target identification and validation. Current Opinion in Chemical Biology. 8: 371-377. 21
  • 21. La principal ventaja de esta técnica frente al resto a la función de la proteína completa. Por estede técnicas de modulación de la expresión génica motivo, las técnicas basadas en la inactivación deconsiste en que es más estable que las proteínas son esenciales en la validación deestrategias que emplean ácidos nucleicos. Por numerosas dianas terapéuticas54.otro lado, el diseño de estas proteínas requiere laidentificación previa de las secuencias de ADN En el presente apartado se agrupan técnicas quesusceptibles de ser reconocidas por los dedos de permiten el bloqueo o inactivación de proteínaszinc, que se corresponden con regiones del específicas de modo que éstas dejan de ejercer sugenoma de baja condensación. Este mapeado se función. El efecto observado tras la inactivaciónrealiza mediante enzimas ADNasas, que de la proteína diana permite relacionar dichareconocen regiones del ADN con baja proteína con su función concreta, y de esta formacondensación y por tanto más accesibles a los resulta posible asociar un fenotipo determinado afactores de transcripción50. Otra limitación a tener una proteína concreta.en cuenta es la dificultad en la administración deproteínas de dedos de zinc, que afecta por igual atodas las tecnologías de modulación de la 3.2.1. Química genéticaexpresión génica mencionadas en el presenteinforme. Este problema se puede solucionar pormedio del empleo de vehículos moleculares La estrategia clásica de validación de dianas ollamados vectores que permitan introducir genes química genética consiste en el empleo deen las células . 51 pequeñas moléculas que se unen a las dianas de modo específico provocando su inactivación. De esta forma, se consigue inactivar la función de una proteína específica, lo que permite establecer3.2. Inactivación de proteínas una relación entre la actividad de la misma y los efectos que se manifiesten en los cultivos deDebido a que la mayoría de los fármacos que células, tejidos o animales55. A diferencia de lasactualmente se encuentran en el mercado actúan estrategias genéticas, la química genética permitesobre proteínas, parece lógico pensar que la la alteración del fenotipo de forma directa yvalidación de dianas proteicas ha de ser una ocurre en tiempo real. Esta modificación en laestrategia fundamental en el proceso de función proteica no es permanente, ya que sudesarrollo de un fármaco52. La validación de efecto es reversible si se eliminan los restos dedianas mediante técnicas de modulación de la estas moléculas del medio. Este enfoque resultaexpresión génica no siempre está relacionada de muy útil a la hora de validar dianas mediante elforma directa con la expresión de la proteína. En empleo de pequeñas moléculas, ya que permitenumerosas ocasiones, se ponen en marcha una asociar un fenotipo de interés con la acción deserie de mecanismos moleculares que modifican una determinada molécula sobre una dianala proteína hasta dar lugar a la molécula concreta56.responsable del fenotipo final, y que por tantoserían imposibles de identificar únicamente Además de permitir analizar la función celular ymediante tecnologías de modulación de la validar dianas moleculares, estas pequeñasexpresión génica53. Así mismo, algunas proteínas moléculas pueden emplearse como base paraestán formadas por varios dominios obtener potenciales fármacos. A partir delmultifuncionales, por lo que la inhibición de la conocimiento de la estructura química delexpresión de uno de los genes que codifica un compuesto activo, es posible diseñar nuevasúnico dominio no proporciona datos extrapolables moléculas de cara a su potencial aplicación50 Liu, P-G., et al. (2001). Regulation of an endogenous locus using a panel of designed zinc finger proteins targeted to accessible chromatin regions. Activation of vascular endothelial growth factor. J. Biol. Chem., 276:11323-11334.51 Peet, N. P. (2003). What constitutes target validation? Targets 2 (4): 125-127.52 Smith, M. B. (2003). Hitting the target. Nature, vol. 422, 341-347.53 Walgren, J. L. & Thompson, D. C. (2004). Application of proteomic technologies in the drug development process. Toxicol Lett. 149:377-85.54 Ilag, L. L., et al. (2002). Emerging high-throughput drug target validation technologies. DDT Vol. 7. Nº 18 (Suppl.) S136-142.55 Peet, N. P. (2003). What constitutes target validation? Targets. Vol. 2, No. 4: 125-127.56 Chanda, S. K., et al. (2003). Fulfilling the promise: drug discovery in the post-genomic era. Drug Discovery Today. Vol. 8, No. 4: 168-174.22
  • 22. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASfarmacéutica. Una de las principales limitaciones 3.2.2. Anticuerpos monoclonalesde esta estrategia consiste en que requiere ladisposición de pequeñas moléculas que sean Los anticuerpos son proteínas desarrolladas por elcapaces de interaccionar de modo selectivo con organismo con el fin de combatir infeccionesproteínas, lo que no es posible en todas las mediante el bloqueo de agentes infecciosos de formaocasiones57. específica. Esta selección y acción inhibitoria es de gran utilidad en la validación de dianas proteicas, porLas estrategias de química genética son de gran lo que se han desarrollado diferentes técnicas deutilidad en aquellos casos en los cuales los genes fabricación de anticuerpos monoclonales58 a grande interés son esenciales para la supervivencia escala como el “phage-display” y el doble híbrido59.del organismo, y su alteración es inviable para el En el caso de que las dianas se encuentren en elfuncionamiento de la célula. La principal limitación interior de la célula, es necesaria la administración dede esta técnica consiste en que no siempre se anticuerpos mediante microinyección, o bien ladispone de pequeñas moléculas que actúen de expresión de los mismos en el interior de la célulamodo específico sobre la proteína celular de mediante vectores de expresión, denominándose eninterés. este caso intracuerpos. Anticuerpo intracelular Proteína diana Interacción de la Proteína diana y el anticuerpo monocionalFigura 12. Inactivación de proteínas mediante anticuerpos, aplicación en la validación de dianas.Fuente: Iclectus Ltd. (http://www.iclectus.com/technology/intrabodies.htm#figure1).Una de las limitaciones de los anticuerpos es su El principal problema que presentan losinestabilidad en el interior de las células, por lo anticuerpos como agentes de validación de dianasque las estrategias que se están desarrollando en es el bajo número de estas moléculas que danla actualidad van encaminadas al diseño de lugar a una inactivación efectiva de sus dianasanticuerpos más estables y eficientes. proteicas60.57 Williams, M. (2003). Target validation. Curr Opin Pharmacol. 3(5): 571-7.58 Los anticuerpos monoclonales son anticuerpos específicos que pueden ser producidos en grandes cantidades por células que se originan a partir de una línea celular (hibridoma). Todos los anticuerpos monoclonales producidos por una célula híbrida son idénticos.59 Pillutla, R. C., et al. (2002). Target Validation and drug discovery using genomic and protein-protein interaction technologies. Expert Opinion on Therapeutic Targets, 6 (4): 517.531.60 Ilag, L. L., et al. (2002). Emerging high throughput drug target validation technologies. Drug Discovery Today 7 (18): 136-142. 23
  • 23. 3.2.3. AptómerosLos aptómeros son nucleótidos artificiales capaces de reconocer y unirse a moléculas específicas debido asu particular estructura terciaria. Es posible diseñar y construir aptómeros que unan e inhibanprácticamente cualquier proteína diana. Aptómero Proteína diana Interacción de la Proteína diana y aptómeroFigura 13. Inactivación de proteínas mediante Aptómeros, aplicación en la validación de dianas.Fuente: Archemix Corp. (http://www.archemix.com/tech_aptapp.html).Los aptómeros presentan problemas de aptómeros se consigue mediante la construccióninestabilidad que se han solucionado mediante de aptozimas, aptómeros conjugados conmodificaciones químicas que incrementan su dominios de ribozimas, o bien pares deestabilidad. Al igual que en el caso de los aptómeros que reconocen simultáneamente a laanticuerpos, una solución al problema de proteína diana. En el primer caso, la unión de laadministración consiste en el empleo de vectores aptozima a la diana provoca un cambiode expresión que permiten la síntesis de conformacional que altera la actividad de laaptómeros en el interior de la célula61. Otra de ribozima. En el segundo caso, la unión desus principales limitaciones reside en la aptómeros adyacentes a la diana crea un puentepreferencia de unión de los aptómeros hacia de oligonucleótidos que provoca el ligamiento delformas determinadas de la superficie de las nucleótido conector, que posteriormente esproteínas, lo que implica una limitación a la hora amplificado y detectado por PCR. Esta últimade validar dianas proteicas. Por otro lado, la estrategia ofrece una sensibilidad potencialmentenaturaleza negativa de las moléculas de ácidos superior al ELISA hasta 1.000 veces63.nucleicos que conforman los aptómeros suponeun impedimento a la hora de bloquear proteínascon dominios cargados negativamente62. 3.2.4. PéptidosLos aptómeros también pueden ser inmovilizadossobre microarrays de manera similar a los Los péptidos son fragmentos de proteínas quemicroarrays de ADN, con el objeto de ser pueden ser diseñados como agentes de unión aempleados en la validación de dianas proteicas. dianas proteicas bloqueando su función o bienLas ventajas de esta técnica radican en su alta inhibendo su interacción con proteínasespecificidad y sensibilidad. La detección de los intracelulares64.61 Epstein, D. M., et al. (2002). Target Validation with Nucleic Acid Aptamers. Mimicking small molecule therapeutics by attacking the protein, and not the gene. Pharmaceutical Discovery and Development. PharmaVentures Ltd.62 Ilag, L. L., et al. (2002). Emerging high throughput drug target validation technologies. Drug Discovery Today 7 (18): 136-142.63 Walgren, J. L. & Thomson, D. C. (2004). Application of proteomic technologies in the drug development process. Toxicology Letters 149: 377-385.64 Ilag, L. L., et al. (2002). Emerging high throughput drug target validation technologies. Drug Discovery Today 7 (18): 136-142.24
  • 24. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASLos péptidos presentan ciertas ventajas Al exponer estas moléculas a luz láser, se inducencomo agentes de validación de dianas daños fotoquímicos en la proteína diana de modoprincipalmente debido a su fácil producción. Por irreversible en las zonas de unión al anticuerpo,otro lado, existen diversos sistemas que permiten péptido o aptómero, inactivando la proteína deidentificar los péptidos que inhiben dianas modo específico68. Esta técnica de validación deconcretas, entre las que cabe destacar la técnica dianas ha demostrado ser eficaz en el caso de sudel doble híbrido y el phage display . 65 empleo con anticuerpos, ya que se aprovecha deLa principal limitación de los péptidos consiste en la selectividad de los anticuerpos y mejoraque presentan problemas de afinidad y sensiblemente su poder de inhibición de la funciónselectividad, por lo que no es una técnica que por de la proteína diana69.sí sola permita la validación de una dianaterapéutica66. Una alternativa a esta técnica consiste en la utilización de fluoróforos que reaccionan ante luz difusa y que por tanto no requieren fuentes de luz especiales. Esta técnica se denomina FALI70 o3.2.5. Inactivación por láser inactivación por láser mediante fluoróforos71. La mediante cromóforos principal ventaja de esta ténica radica en que y fluoróforos permite modificar un área más amplia de la proteína, asegurando una inactivación másLa técnica CALI67 o inactivación por láser efectiva de la proteína diana. Tras la inactivaciónmediante cromóforos, consiste en el empleo de de la diana es necesario purificar el complejocromóforos, moléculas que absorben la luz de una formado por el anticuerpo unido al cromóforo odeterminada longitud de onda, unidos a un fluorocromo junto con la proteína diana, yanticuerpo, péptido o aptómero. posteriormente identificar esta última72. Proteína Unión proteína-ligando Emisión Inactivación del dominio diana (anticuerpo, péptido de luz láser funcional de la proteína o aptómero) dianaFigura 14. Inactivación por láser mediante cromóforos y fluoróforos aplicado a la validación de dianas.Fuente: Hanash, S. (2003) Disease proteomics. Nature 422, 226-232.3.3. Análisis de la expresión génica in situLas técnicas de análisis de la expresión génica como los microarrays de ADN permiten la identificación degenes implicados en procesos patológicos. Sin embargo, la mayoría de los patrones de expresión obtenidosrequieren de pasos posteriores de validación que posibiliten realizar una asociación entre la expresión deun gen y su fenotipo. Las técnicas de análisis de la expresión génica mediante microarrays de tejidos ycélulas son dos técnicas empleadas en la validación clínica y funcional de dianas respectivamente.65 Caponigro, G., et al. (2003). Functional analisis of expressed peptides that bind yeast STE proteins. Journal of Biotechnology 103: 213-225.66 Henning, S. W. & Beste, G. (2002). Loss-of-function strategies in drug target validation. Current Drug Discovery May. 17-21.67 CALI: Chromophore assisted lasser inactivation.68 Peet, N.P. (2003). What constitutes target validation? Targets. Vol. 2, No. 4: 125-127.69 Henning, S. W. & Beste, G. (2002). Loss-of-function strategies in drug target validation. Current Drug Discovery May. 17-21.70 FALI: Fluorophore assisted lasser inactivation.71 Beck, S., et al. (2202). Fluorophore-assisted light inactivation: A high-throughput tool for direct target validation of proteins. Proteomics 2: 247-255.72 Ilag, LL. (2003). Direct methods for modulating protein function. Current Opinion in Drug Discovery & Development 6(2): 262-268. 25
  • 25. 3.3.1. Microarrays de tejidos Las principales ventajas que ofrecen los microarrays de tejidos frente a otras técnicas deLos microarrays de tejidos (TMAs, Tisssue validación se basan en la naturaleza in vivo delMicroarrays) consisten en colecciones ensayo, que posibilita observar cambiosminiaturizadas de hasta 1.000 muestras de fenotípicos que no son obvios mediante técnicastejidos inmovilizadas sobre un soporte, que moleculares. En la actualidad, los principalespermiten el análisis in situ de dianas moleculares desarrollos encaminados a mejorar esta técnicasimultáneamente (ADN, ARN o proteínas). se centran en la mejora de la instrumentaciónPrácticamente la mayoría de los artículos dedicada a la inmovilización de los tejidos en elpublicados sobre microarrays de tejidos están array, automatización de la obtención derelacionados con el análisis de tumores, aunque imágenes digitalizadas, así como almacenamiento,se ha demostrado su valor en otro tipo de análisis y estandarización de la informaciónpatologías relacionadas en el sistema nervioso73. obtenida74. Características de los Microarrays de Tejidos en la validación de dianas: • Determinación de la distribución celular y subcelular de las dianas. • Integración de la información procedente del análisis de las dianas a nivel del ADN, ARN y proteínas. • Confirmación de los resultados obtenidos mediante técnicas de validación in vivo basadas en modelos animales y microarrays de ADNc. • Análisis de la prevalencia de dianas en diferentes etapas de progresión de la patología (ej.: progresión tumoral). • Correlación de los datos moleculares con los datos clínicos.3.3.2. Microarrays de células introducen en las células, que posteriormente expresan las proteínas codificadas por su secuencia.Hasta la fecha, el análisis in vivo de la expresión Los cambios fenotípicos que se observen en lasgénica se realizaba únicamente gen a gen, por células serán empleados para valorar la implicaciónmedio de la introducción de un gen en una célula, y de las dianas terapéuticas de interés76.la posterior observación de su efecto fisiológico ofenotipo. Los microarrays de células permiten el Una estrategia alternativa consiste en transfectaranálisis de la expresión génica in vivo a gran escala las células inmovilizadas en el array con ARNen células humanas, y por tanto son una interferente, de modo que en vez de activarse laherramienta valiosa a la hora de validar dianas expresión de un gen, se produzca el 75terapéuticas . La estrategia empleada para su silenciamiento del mismo. Este bloqueo de ladiseño consiste en el cultivo de células sobre expresión génica define un conjunto de puntos enfragmentos de ADN inmovilizados en un microarray. el array que se corresponderán con la expresiónEstos fragmentos de ADN se transfectan o del fenotipo esperado77.73 Sauter, G., et al. (2003).Tissue microarrays in drug discovery. Nature Review: Drug discovery 2: 962-972.74 Mousses, S., et al. (2001). Clinical and functional target validation using tissue and cell microarrays. Curr. Op. in Chem. Biology, 6: 97-101.75 Wang, S., et al. (2004). Tools for target identification and validation. Curr. Op. in Chem. Biol. 8: 371-377.76 Mousses, S., et al. (2001). Clinical and functional target validation using tissue and cell microarrays. Curr. Op. in Chem. Biology, 6: 97-101. Ziauddin, J. & Sabatini, D. M. (2001). Microarrays of cells expressing defined cDNAs. Nature 411:107-110.77 Silva, J. M., et al. (2004). RNA interference microarrays: High-throughput loss-of-function genetics in mammalian cells. PNAS 101, nº 17: 548-6552.26
  • 26. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Microarrays de Tejidos Microarrays de Células b c a a b Inmovilización de Transfección de las d células en un células con múltiples Microarray de ADNc genes de interés c Inmovilización de secciones de tejidos en un array e Visualización de la expresión de los genes en las células in vivoFigura 15. Esquema de funcionamiento de un microarray de tejidos aplicado a la validación de dianas.Fuente: Sauter, G., et al. (2003). Tissue microarrays in drug discovery. Nature Reviews. Drug discovery 2: 962-972;Ziauddin, J. & Sabatini, D. M. (2001). Microarrays of cells expressing defined cDNAs. Nature 411: 107-110.3.4. Modelos vivos de la enfermedadEl avance en el conocimiento del genoma de diferentes organismos que se ha producido a lo largo de losúltimos años ha puesto de manifiesto la existencia de un alto grado de conservación de la secuencia delADN y proteínas, así como una similitud en la función de los genes y rutas de señalización en diferentesorganismos. Este elevado grado de conservación permite el empleo de otros organismos diferentes del serhumano como sistemas modelo en el proceso de desarrollo de fármacos. De hecho, se ha descubierto queexiste un elevado grado de similitud con las rutas moleculares implicadas en enfermedades humanas, loque hace que el valor de los organismos modelo en la validación de dianas sea mayor78. Vertebrados Ratón Pez cebra Mosca de la fruta Invertebrados C. elegans Unicelulares LevaduraFigura 16. Principales sistemas modelo en validación de dianas.Fuente: Lindsay, M. A. (2003). Target discovery. Nature Reviews: Drug Discovery. 2: 831-838.78 Doan, T. N. (2004). High-throughput target validation in model organisms. Drug Discovery Today: Targets. Vol. 3, Nº 5: 191-197. 27
  • 27. En lo concerniente a la validación de dianas, la proporciona un grado elevado de evidencia de queobtención de un modelo animal que reproduzca la un gen en concreto está implicado en el proceso deenfermedad humana constituye de por sí un interés. Por otro lado, el modelo animal obtenidoproceso de validación de la diana. Al tratarse de un es de gran valor para estudios posterioresorganismo completo, se puede así demostrar la necesarios para el desarrollo del fármaco, comoimplicación de la diana en la enfermedad in vivo, y son los estudios farmacológicos y toxicológicos79. Características de un modelo animal ideal80 • Facilidad de cría en cautividad. • Tiempos de reproducción cortos. • Descendencia numerosa. • Disponibilidad de métodos de manipulación genética y experimental. • Elevado número de genes conservados respecto al ser humano.3.4.1. Ratones knock-out y knock-in tejido concreto. Los knock-out inducibles permiten interrumpir la expresión de interés en el momentoLos ratones knock-out son ratones a los que se deseado administrando una sustanciales ha inactivado uno o varios genes mediante determinada. En este caso, el gen se expresa con 81técnicas de ingeniería genética , por lo que normalidad hasta que se administra el compuestocarecen de una determinada función génica. Los concreto83.ratones knock-out permiten estudiar la funciónfisiológica de genes de mamíferos y son sistemas Los ratones knock-out suelen presentar problemasmodelo valiosos sobre los que estudiar la eficacia de letalidad de los embriones para determinadosde los fármacos. Se ha demostrado que el genes. En ocasiones se ponen en marchafenotipo de los ratones knock-out para una mecanismos de compensación en el embrión quedeterminada diana se corresponde con los efectos hacen que la ausencia del gen no de lugar a losde los fármacos que actúan sobre la diana y la efectos esperables ya que otros genes compensanbloquean82. Los ratones knock-in, en cambio, son al gen inactivado. Los knock-out induciblesratones que sobreexpresan el gen de interés permiten inactivar el gen cuando el ratón ya se hamediante la introducción de varias copias del gen desarrollado y por tanto evitan que se den estosdurante el desarrollo embrionario del ratón. mecanismos de compensación y letalidad embrionaria.Una estrategia alternativa consiste en eldesarrollo de ratones knock-out y knock-in La principal limitación de los ratones knock-out yespecíficos de tejido o inducibles. Los primeros knock-in se refiere al tiempo y coste que requiere laconsisten en ratones en los que la expresión de manipulación genética de estos organismos, lo queun gen determinado se encuentra inhibida en un dificulta la manipulación de ratones a gran escala84.79/80 Kramer, R. & Cohen, D. (2004). Functional Genomics to new Drug Targets. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol. 3: 965-972. Abuin, A., et al. (2002). Full-speed mammalian genetics: in vivo target validation in the drug discovery process. Trends in Biotechnology. Vol. 20, Nº 1: 36-42.81 La ingeniería genética es una tecnología que permite introducir cambios en el genotipo de un organismo.82 Zambrowicz, B. P., et al. (2003). Predicting drug efficacy: knockouts model pipeline drugs of the pharmaceutical industry. Current Opinion in Pharmacology. 3: 563-570.83 Törnell, J. & Snaith, M. (2002). Transgenic systems in drug discovery: from target identification to humanized mice. Drug Discovery Today. Vol. 7 No. 8: 461-470. Hardy, L. W. & Peet, N. P. (2004). The multiple orthogonal tools approach to define molecular causation in the validation of druggable targets. Drug Discovery Today. 9(3): 117-26.84 Baumeister, R. (2002). The worm in us - Caenorhabditis elegans as a model of human disease. Trends in Biotechnology. Vol. 20, Nº 4: 147-148.28
  • 28. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS3.4.2. Ratones transgénicos función de proteínas humanas en ratones transgénicos. De este modo se obtienen ratonesLos ratones transgénicos son ratones a los que se humanizados que expresan dianas humanas queles ha introducido un gen procedente de otro permiten estudiar los efectos debidos a laorganismo diferente durante el desarrollo expresión de la diana humana en el modeloembrionario. De este modo, se puede introducir animal. La principal limitación de los ratonesen el animal transgénico un gen que codifique transgénicos se refiere al tiempo y coste quepara la diana terapéutica que se desee validar, requiere la manipulación genética de los ratones,sobreexpresando dicha diana en el modelo haciendo imposible el empleo de esta técnica aanimal. gran escala.Los ratones transgénicos más fáciles de obtener El clonaje de expresión en cultivos celulares esson aquellos en los que el transgén se expresa de una alternativa al empleo de modelos animalesmodo continuo en todos los tejidos del organismo, transgénicos. Esta técnica se basa en introduciraunque también es posible obtener ratones que genes en células con objeto de que los genes seexpresen el transgén en un tejido determinado al expresen en su interior y den lugar a lasigual que ocurre con los ratones knock-out y proteínas. Posteriormente se estudian lasknock-in. Asimismo, se pueden emplear ratones alteraciones en el fenotipo de las células de modotransgénicos inducibles, y en este caso el que se puede asociar una alteración concreta a latransgén sólo se expresa al inducir la expresión expresión de un gen determinado. Sin embargo,mediante la administración de un compuesto esta técnica no ofrece las ventajas de los modelosconcreto85. Las tecnologías de transgénesis animales transgénicos, los cuales proporcionanpermiten introducir genes humanos en ratones información sobre la función desempeñada por untransgénicos de modo que se puede estudiar la gen in vivo86. Tecnología knock-out/transgénica vs. Tecnología Antisentido87 • Bloqueo total de la expresión del gen. • Modulación de la expresión del gen. • Aplicable a numerosas especies incluyendo a • Limitado a un número de especies. humanos. • Efectos generalmente irreversibles. • Efectos reversibles. • Elevado precio. • Precio moderado. • Proceso lento. • Proceso rápido. • Instalaciones adecuadas para animales. • No requiere instalaciones especiales. • Requiere el control de efectos • Requiere el control de efectos debidos a la compensatorios y de desarrollo. inespecifidad del ADN. • Laborioso si se desea modificar varias dianas. • Posibilidad de modificar múltiples dianas. • Fenotipos letales para algunos genes. • Toxicidad de altas dosis de oligos antisentido. • Es posible generar modelos animales que • No es posible sobreexpresar el gen. sobreexpresen el gen.85 Törnell, J. & Snaith, M. (2002). Transgenic systems in drug discovery: from target identification to humanized mice. Drug Discovery Today. Vol. 7 No. 8: 461-470. Hardy, L. W. & Peet, N. P. (2004). The multiple orthogonal tools approach to define molecular causation in the validation of druggable targets.Drug Discov Today. 9(3): 117-26.86 Chanda, S. K., et al. (2003). Fulfilling the promise: drug discovery in the post-genomic era. Drug Discovery Today. Vol. 8, No. 4: 168-174.87 Stone, L. S. & Vulchanova, L. (2003). The pain of antisense: in vivo application of antisense oligonucleotides for functional genomics in pain and analgesia. Advances Drug Delivery Reviews 55: 1081-1112. 29
  • 29. 3.4.3. Mutagénesis de ratones de ADN que se inserta en el genoma ya que éste al azar es de secuencia conocida y puede ser localizado88.Las mutaciones consisten en cambios en la 3.4.4. Levaduras como modelosecuencia del ADN debidas a la sustitución deuna base nucleotídica o unidad estructural por de enfermedadotra. Mediante agentes mutagénicos químicos esposible crear mutaciones al azar. La línea La levadura Saccharomyces cerevisiae89 es ungerminal masculina que dará lugar a organismo ampliamente estudiado y de fácilespermatozoides puede ser sometida a crecimiento en condiciones de laboratorio. A pesarmutagénesis y los ratones macho que producen de la distancia evolutiva que separa al serespermatozoides mutados se cruzan con humano de las levaduras, éstas poseen miles dehembras dando lugar a una generación de proteínas de secuencia similar a las proteínasratones mutada. A partir de esta descendencia humanas. De hecho, muchas de las mutacionesse pueden seleccionar los ratones que presentan que se observan en tumores humanos pueden serel fenotipo de interés, es decir una modelizadas en levaduras, y los fármacos quesintomatología similar a la de la enfermedad de actúan sobre proteínas humanas ejercen unainterés. Mediante el estudio de las mutaciones acción similar en sus equivalentes en lasocurridas en estos ratones, se pueden identificar levaduras.los genes mutados, que por tanto estarán Es posible obtener mutantes de S. cerevisiae a losasociados a la aparición de la enfermedad. que se les haya eliminado un gen concreto, lo queExisten otras técnicas capaces de obtener permite crear un modelo del efecto biológicoratones mutados al azar sin necesidad de debido a la inactivación del gen. De este modo, seemplear agentes químicos. La captura de genes puede reproducir el efecto de un fármaco queo Gene trapping es un método que permite la actúe inhibiendo esa diana en concreto. Por otromutación al azar mediante inserción de un lado, también es posible sobreexpresar geneselemento de ADN en el gen que interrumpe la concretos y observar su efecto en el fenotipotranscripción del mismo. celular, lo que resulta de utilidad a la hora de establecer relaciones entre genes ySin embargo, estas técnicas no permiten crear enfermedades.mutaciones precisas ya que éstas ocurren al azar.Las mutaciones no siempre dan lugar a la La principal desventaja de la levadura comoinactivación del gen, y por tanto pueden no modelo se debe a que se trata de organismosdetectarse mutaciones en genes de interés. En el simples formados por una sola célula, por lo quecaso de la mutagénesis química, la identificación no permiten el estudio de procesos másdel gen mutado resulta muy difícil ya que requiere complejos característicos de mamíferos como ella búsqueda de cambios a lo largo de toda la ser humano. Resulta imposible por tanto elsecuencia del genoma debido a que no existe estudio de fenotipos complejos, limitando suinformación previa acerca del gen que se ha utilización a la validación de dianas demutado. La captura de genes, en cambio, facilita la determinados tipos de enfermedades siendo unalocalización del gen mutado a partir del fragmento de las principales el cáncer90.88 Abuin, A., et al. (2002). Full-speed mammalian genetics: in vivo target validation in the drug discovery process. Trends in Biotechnology 20 ( 1): 36-42.89 Saccharomyces Genome Database (http://www.yeastgenome.org).90 Parsons, A. B., et al. (2003). Yeast genomics and proteomics in drug discovery and target validation. Progress in Cell Cycle Research Vol. 5, 159-166. Carroll, P. M. & Fitzgerald, K. (2003). Model Organisms in Drug Discovery. Edited by John Wiley & Sons, Ltd.30
  • 30. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS3.4.5. Otros organismos modelo mutaciones pueden ser creadas por mutagénesis química al azar o empleando mutaciones yaExisten otros organismos modelo de origen conocidas. De este modo, se pueden identificaranimal diferentes del ratón que se pueden rutas nuevas que están relacionadas conemplear en validación de dianas. Los más enfermedades conocidas, lo que permiteimportantes son la mosca de la fruta o Drosophila relacionar nuevas dianas y rutas conmelanogaster, el nemátodo Caenorhabditis enfermedades91.elegans y el pez cebra o Danio rerio. El nematodo intestinal (C. elegans) fue elLa mosca de la fruta (D. melanogaster), es una primer organismo multicelular cuyo genoma fuemosca de pequeño tamaño que se ha empleado secuenciado92 y consiste en un buen modelo paradurante el último siglo en investigación genética y estudiar la función de genes asociados a lagenómica, debido a que se han descrito un gran enfermedad, y por tanto para validar dianas. Estonúmero de mutantes que permiten estudiar la se debe a que existe una elevada similitud entreherencia de los genes y las características su secuencia y los genes humanos (65%), y suscontroladas por los mismos. Mediante la proteínas son responsables de funciones y rutasintroducción de genes procedentes de otros metabólicas similares93.organismos es posible conseguir que la expresiónde los genes introducidos varíe en función de los El ARN de interferencia fue descubierto en estetejidos o estadíos del desarrollo. Por tanto, la organismo como un mecanismo regulador de lamosca de la fruta se puede emplear para transcripción, responsable del silenciamiento deidentificar nuevos componentes de rutas genes de forma específica de secuencia. Elasociadas a enfermedades concretas. silenciamiento de genes concretos mediante tecnologías de ARN de interferencia da lugar aLa validación de dianas en la mosca de la fruta cambios fenotípicos que permiten asociar rutas ypuede realizarse empleando tecnologías dianas a enfermedades concretas94. Por otro lado,antisentido como el ARNi y el ARNsi, por medio las técnicas de transgénesis descritas para otrosde modificaciones que permiten introducir un sistemas modelo también pueden ser empleadastransgen que codifique para el ARN de en C. elegans como método de validación deinterferencia. De este modo se consigue silenciar dianas.la expresión de un gen en un organismo completode modo estable, sin necesidad de añadir ARN de Como modelo animal, C. elegans ha sidointerferencia de manera constante. empleado con frecuencia para el estudio de enfermedades humanas como el cáncer, laLa mosca de la fruta se ha empleado para validar depresión, la enfermedad de Alzheimer y ladianas implicadas en la diabetes y en la muerte celular95. La ruta que controla la apoptosisenfermedad de Alzheimer mediante la búsqueda o muerte celular fue dilucidada en C. elegans yde modificadores genéticos. Esta estrategia esta ruta tiene implicaciones importantes para elconsiste en crear fenotipos de enfermedad ya estudio del cáncer. En el caso del Alzheimer,conocidos mutando dianas ya descritas y C. elegans posee equivalentes a los genesestudiadas, para posteriormente buscar humanos implicados en esta patología, lo quemutaciones que modifiquen el fenotipo. Las permite estudiar su función en este modelo96.91 Kramer, R. & Cohen, D. (2004). Functional genomics to new drug targets. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol 3: 965-972.92 WormBase (http://www.wormbase.org).93 Baumeister, R. (2002). The worm in us - Caenorhabditis elegans as a model of human disease. Trends in Biotechnology. Vol. 20, Nº 4: 147-148.94 Jain, K. K. (2004). RNAi and siRNA in target validation. Drug Discovery Today. 9 (7): 307-309.95 Carroll, P. M. & Fitzgerald, K. (2003). Model Organisms in Drug Discovery. Edited by John Wiley & Sons, Ltd.96 Baumeister, R. (2002). The worm in us - Caenorhabditis elegans as a model of human disease. Trends in Biotechnology. Vol. 20, Nº 4: 147-148. 31
  • 31. El pez cebra (Danio rerio) es un organismo modelo génica en el pez cebra por medio de mutaciones,que se ha comenzado a usar recientemente en la sobreexpresión de genes del pez cebra, y lavalidación de dianas. Sin embargo, este organismo introducción de genes procedentes de otroses un modelo ampliamente conocido debido a que organismos. Por otra parte, existen tecnologíassus embriones son transparentes y permiten basadas en el empleo de oligonucleótidosestudiar el desarrollo embrionario con facilidad, son antisentido sintéticos especialmente adecuadosfáciles de criar, tienen un ciclo de vida corto y su para su empleo en pez cebra, siendo las másdesarrollo es rápido. Debido a que el pez cebra es empleadas los oligonucleótidos tipo morfolino yun organismo vertebrado, posee numerosas los péptidos nucleicos o PNAs98. Los oligos tiposimilitudes con los mamíferos, lo que ha permitido morfolino son oligonucleótidos antisentidodesarrollar modelos representativos de modificados que presentan un esqueleto con unaenfermedades humanas97. estructura química determinada que se denomina morfolino, mientras que los PNAs sonEn este sentido, han sido desarrolladas varias oligonucleótidos antisentido modificados con untécnicas que permiten modular la expresión esqueleto peptídico de carga negativa. Tecnología Naturaleza Funcionamiento Ventajas antisentido Ácido nucleico Unión al ARNm específico y Oligonucleótidos sintético con un bloqueo de la síntesis de la Mayor estabilidad tipo morfolino esqueleto de proteína morfolino Ácido nucléico con Peptidos nucleicos un esqueleto Unión de alta afinidad al Mayor especificidad (PNAs) peptídico de carga ARNm de la proteína Menor toxicidad negativa.Tabla 1. Comparativa de las dos principales tecnologías antisentido empleadas para validar dianas en pez cebra.Fuente: Doan, T. N. (2004). High-throughput target validation in model organisms. Drug Discovery Today: Targets.Vol. 3(5): 191-197.Actualmente, el pez cebra se emplea como interés creciente se ha considerado necesariomodelo para enfermedades humanas y procesos dedicarles un apartado en el que se expone subiológicos de interés como la angiogénesis o aplicación en la validación de dianas, junto concreación de vasos sanguíneos, procesos sus ventajas respecto a la validación medianteinflamatorios, metabolismo de lípidos, regulación otros cultivos celulares.de la insulina y mecanismos implicados en laadicción a las drogas99. Las células madre embrionarias son células procedentes del embrión en su fase temprana que conservan la capacidad de convertirse en toda3.4.6. Células madre embrionarias clase de células del organismo. Al cultivarlas en laboratorio, estas células pueden ser mantenidasLas células madre de origen embrionario no en un estado no diferenciado o puedenconstituyen una técnica de validación por sí diferenciarse a algún tipo celular en condicionesmismo sino que son un sistema sobre el que adecuadas. En la validación de dianas se empleanaplicar las diferentes técnicas de validación que se tanto células madre no diferenciadas, comohan tratado en apartados anteriores. Debido a su células diferenciadas procedentes de ratón debido97 Doan, T. N. (2004). High-throughput target validation in model organisms. Drug Discovery Today: Targets. Vol. 3, Nº 5: 191-197.98 PNA: Peptide Nucleic Acid.99 Walgren, J. L. & Thompson, D. C. (2004). Aplication of proteomic technologies in the drug development process. Toxicology Letters 149: 277-385. Kramer, R. & Cohen, D. (2004). Functional genomics to new drug targets. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol 3: 965-972.32
  • 32. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASa los problemas legales que hay en torno a las células, provocando el silenciamiento de lacélulas embrionarias humanas. Recientemente, la expresión génica101.Comisión de Donación y Utilización de Células yTejidos Humanos ha autorizado los cuatro Las células madre pueden diferenciarseprimeros proyectos de investigación con células posteriormente mediante su cultivo en condicionesmadre embrionarias en España a partir de controladas, dando lugar a células adultas con unaembriones sobrantes de los procesos de fisiología similar a las células diferenciadas delfertilización100. organismo. De este modo se pueden diferenciar células madre a las que se les ha eliminado laLas células madre no diferenciadas pueden ser expresión de un gen concreto y obtener células demanipuladas para eliminar la expresión de un gen un tipo celular determinado en las que estudiar lacon el objeto de evaluar la función del mismo en la función de los genes concretos.célula dando lugar a células madre knock-out, obien a células madre knock-in que sobreexpresen Otro tipo de estrategia de validación de dianasel gen de interés. Por otro lado, se pueden diseñar consiste en la implantación de células madre nocélulas madre transgénicas modificadas diferenciadas en ratones, que dan lugar agenéticamente mediante la introducción del gen teratomas o tumores formados por células deque codifique para la diana potencial que se desea origen embrionario. Estos teratomas son devalidar, de modo que ésta se exprese en la célula. utilidad para evaluar el papel de genes concretosEntre las últimas aplicaciones de las células madre en la proliferación celular y la diferenciación, depara la validación de dianas se encuentra la modo que pueden resultar de interés como dianastranfección de RNA interferente a cultivos de estas terapéuticas frente al cáncer. Estabilidad Variabilidad Manipulación Tipo celular Crecimiento Disponibilidad genética celular genética Cambian a lo Tumoral o Alteraciones Anormal Ilimitada largo del Muy limitada transformada cromosómicas cultivo Células Dependiente Normal No proliferan Limitada No primarias del donante Células madre Normal Normal Ilimitada Uniforme Si embrionariasTabla 2. Características de tipos celulares empleados habitualmente en validación de dianas.Fuente: McNeish, J. (2004). Embriogenic stem cells in drug discovery. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol 3: 70-80.Las células madre embrionarias presentan ciertas estas células son las únicas que pueden serventajas en comparación con los demás tipos de manipuladas genéticamente con facilidad debido acultivos celulares que se emplean en validación de su habilidad para sufrir recombinación homólogadianas. Las células madre embrionarias son con una frecuencia mayor que el resto de tiposgenéticamente estables, uniformes en cultivo celulares. Todas estas características confierencelular, y presentan un crecimiento normal ventajas a las células madre embrionarias sobreaunque se dividen sin límite, lo que permite las células primarias o las líneas celularesmantenerlas en cultivo indefinidamente y disponer procedentes de tumores, ya que combinan lasde ellas en cantidades ilimitadas. Por otra parte, características deseadas de ambos102.100 ”La Comisión de Donación y Utilización de Células y Tejidos Humanos da luz verde a los primeros proyectos de investigación con células madre embrionarias en nuestro país”. Nota de prensa: 23 de febrero 2005, Ministerio de Sanidad y Consumo (http://www.msc.es/gabinetePrensa/notaPrensa/desarrolloNotaPrensa.jsp?id=268).101 Cocks, B. G. & Theriault, T. P. (2004). Developments in effective applicaction of small inhibitory RNA (siRNA) technology in mammalian cells. DDT: Targets. Vol. 3(4): 165-171.102 McNeish, J. (2004). Embriogenic stem cells in drug discovery. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol 3: 70-80. 33
  • 33. 3.5. Técnicas bioinformáticas El primero es de utilidad a la hora de asociar fármacos potenciales a las dianas, ya que permiten la predicción de la estructura de lasLa bioinformática consiste en el uso de las proteínas a partir de su secuencia. Elmatemáticas y de las técnicas informáticas pararesolver problemas biológicos por medio de conocimiento de la estructura tridimensional deprogramas informáticos y modelos matemáticos. las proteínas sirve para comprender mejor susLas herramientas bioinformáticas más relevantes funciones e identificar compuestos de bajo pesoson las bases de datos, las cuales permiten el molecular que inhiban la proteína de modoalmacenamiento y manejo de la información selectivo. La identificación de genes homólogos enbiológica, y los algoritmos, que permiten elaborar otras especies puede resultar de utilidad a la horarelaciones de asociación entre datos contenidos de asignar nuevas funciones a genes humanos, oen las bases de datos. La bioinformática permite bien confirmar la utilidad de modelos animalespor tanto el estudio de una elevada complejidad para experimentos in vivo. Asimismo, lade datos mediante el uso de herramientas con identificación de genes homólogos con funcionesgran capacidad de almacenamiento y poder de divergentes en el genoma humano puede ser útilcálculo. para valorar problemas de especificidad de dianas. Por otro lado, la identificación deLos principales objetivos de la bioinformática proteínas con funciones similares mediante ladurante las fases iniciales de desarrollo de un construcción de mapas de interacciones defármaco se centran en desentrañar la información proteínas es posible mediante herramientascontenida en las secuencias de ADN, ARN y bioinformáticas de análisis. Respecto al análisis deproteínas. Las técnicas bioinformáticas presentan perfiles de expresión, existe una amplia variedadtres aplicaciones fundamentales para la validación de software que permite almacenar y analizar losde dianas, la identificación de genes diferentes patrones derivados de experimentos 103homólogos , el análisis de mapas de proteínas y por medio de microarrays de ADNel análisis a gran escala de perfiles de expresión. fundamentalmente104. La bioinformática en la identificación y validación de dianas • Métodos comparativos basados en homología (identificación de genes homólogos que poseen similitud entre sí en la misma especie o en distintas especies): – La comparación de la diana a nivel de secuencia de ADN o estructura de la proteína con familias de proteínas humanas u otros organismos arroja información relevante sobre la función de la diana. – La identificación de genes homólogos con funciones divergentes en el genoma humano puede ser útil para valorar problemas de especificidad de dianas. • El análisis de mapas de proteínas se emplea para asignar funciones a proteínas. • El análisis de los perfiles génicos obtenidos con microarrays puede servir para asignar función biológica a determinados genes.103 Genes homólogos: genes que poseen similitud entre sí, tanto en la misma especie como entre distintas especies. Esta similitud puede derivarse de una ascendencia común (genes ortólogos) asumiéndose que tienen la misma función, o bien surgir a partir de la duplicación de un gen dentro de un mismo genoma (genes parálogos), que en este caso tendrían diferente función o especialización.104 Whittaker, P. A. (2003). What is the relevance of bioinfomatics to phamacology? Trends In Pharmacological Sciences, 24 (8), 434-439.34
  • 34. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Técnica Ventajas Desventajas Análisis simultáneo de niveles Elevado coste. Análisis Serial de la de expresión. Un segmento corto no Expresión Génica expresión génica No requiere conocer la siempre se corresponde con (SAGE). Análisis de la secuencia del ARNm. un único gen, y viceversa. Requiere cantidades Electroforesis en Geles Bajo coste. elevadas de muestra. de Poliacrilamida (PAGE). Bajo rendimiento. Multiplexado. Microarrays de ADN. Coste elevado. Alto rendimiento. Requieren cantidades proteína-proteína Baja especificidad en la reducidas de muestra. Interacciones Microarrays de proteínas. unión de proteínas. Automatizable. Elevado coste. Alto rendimiento. Detecta interacciones entre Falsos positivos y negativos. proteínas a gran escala. No permite analizar Sistema doble híbrido. Permite construir mapas de proteínas de membrana y interacción de proteínas. factores de transcripción. Problemas de administración. Facilidad de obtención. Toxicidad. Resistentes a las nucleasas. Oligos antisentido. Inestabilidad. Actúan en el núcleo de la No puede expresarse célula.Técnicas de validación de dianas intracelularmente. Modulación de la expresión Facilidad de obtención. Problemas de Requiere bajas concentraciones. administración. Mayor estabilidad. Efectos no específicos. ARN de interferencia. Baja toxicidad. No actúa en el núcleo de la Puede expresarse célula. intracelularmente. Inestabilidad in vivo. Facilidad de obtención. Problemas de Requiere bajas administración. Ribozimas concentraciones. Inestabilidad. Evita el bloqueo no específico de Especificidad. la síntesis proteica. Falta de experiencia in vivo. Problemas de administración. Mayor estabilidad. Proteínas de dedos de Incapacidad de reconocer Permiten activar o reprimir zinc. sitios no activos del genes. genoma. Las moléculas pueden emplearse como base para Uniones no específicas. Genómica química. obtener potenciales fármacos. Requiere disponer de No requieren la alteración moléculas de inhibición. genética de la célula. Inactivación de proteínas Baja eficacia de bloqueo de Anticuerpos Elevada especificidad. la proteína. Inestabilidad. Posibilidad de diseño frente a Inestabilidad. cualquier diana. Problemas de administración. Aptómeros Se unen a los sitios activos de Baja afinidad por proteínas las proteínas. cargadas negativamente. Baja afinidad. Péptidos Facilidad de producción. Baja selectividad. Alto poder de inhibición y La inactivación depende de CALI/FALI especificidad en conjunción con la distancia entre el sitio anticuerpos monoclonales. activo y el sitio de unión. (Continúa en página siguiente) 35
  • 35. Técnica Ventajas Desventajas expresión in vivo Ensayos in vivo. Requieren de la Correlación de los datos Análisis de Microarrays de tejidos. disponibilidad de muestras moleculares con los datos de tejidos. clínicos. Requiere la transfección Microarrays de células. Ensayos in vivo. de ADN a las células. Visualización in vivo de los Laborioso y costoso. Ratones knock-out y cambios fenotípicos. Letalidad de embriones. knock-in Modelos animales similares Bajo rendimiento. al ser humano. Visualización in vivo de los cambios fenotípicos. Laborioso y costoso. Ratones transgénicos. Modelos animales similares Bajo rendimiento. al ser humano. No requiere conocer la Mutaciones no dirigidas. Mutagénesis de ratones función de genes Dificultad de identificar al azar. modificados. genes mutados. Técnicas de validación de dianas Alto rendimiento. Organismo simple que no permite el estudio de Genoma secuenciado. Levaduras. procesos complejos. Sistemas modelo Facilidad de crecimiento. Su uso se limita a ciertas enfermedades. Numerosos mutantes Mosca de la fruta. Modelo invertebrado. desarrollados. Genoma secuenciado. Validación de dianas C. elegans. Modelo invertebrado. mediante tecnologías antisentido. Modelo vertebrado con un ciclo de vida corto. Pez cebra. Validación de dianas No existen knock-outs. mediante tecnologías antisentido. Estabilidad genética, disponibilidad ilimitada y facilidad de manipulación Células madre Disponibilidad de células genética. Permiten estudiar embrionarias. madre. genes que causan mortalidad en fetos de ratones knock-out. Bioinformática Gran capacidad de Requiere de datos Herramientas almacenamiento y poder de experimentales o bases de bioinformáticas. cálculo. datos.Tabla 3. Comparación de las principales técnicas empleadas en validación de dianas.Fuente: elaboración propia.36
  • 36. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS4. Estrategias de validación de dianasEl objetivo de la validación de dianas consiste en dianas, fundamentales para la obtención dedemostrar la implicación de una determinada fármacos eficaces en el menor tiempo posible105.diana en un proceso patológico. En función de lastécnicas empleadas para validar una diana, el Existen varias estrategias que se pueden empleargrado de validación alcanzado será diferente. El a la hora de desarrollar nuevos fármacos frente anivel más alto de validación de dianas se consigue enfermedades. El optar por una u otra estrategiamediante la demostración de que la modificación dependerá del conocimiento previo que se poseade una diana revierte la sintomatología asociada a acerca de las potenciales dianas, de lala patología en cuestión, lo que sólo ocurre disponibilidad de muestras biológicas procedentescuando el fármaco ya se encuentra en el de individuos tanto enfermos como sanos, y delmercado. Por este motivo, se ha desarrollado un dominio y disponibilidad de las técnicas deamplio abanico de técnicas de validación de validación de dianas. Estrategia inversa Estrategia directa Gen ARN Genes ARNs Proteína Proteínas Modificación dirigida Modificación al azar Fenotipo alterado Fenotipo alterado Búsqueda de la diana de interés Asociación de una diana con el fenotipoFigura 17. Estrategias de validación de dianas.Fuente: Doan T. N., et al. (2004). High-throughput target validation in model organisms. Drug Discovery Today: Targets. 3 (5):191-197.105 Drews, J. (2000). Drug Discovery: A Historical Perspective. Science, 287: 1960-1964 . 37
  • 37. • En aquellas ocasiones en las que existe en ocasiones resulta difícil identificar la diana información previa acerca de las dianas sobre la que se ha actuado106. potencialmente implicadas en una enfermedad concreta, es posible proponer su implicación en Las técnicas moleculares que se emplean para el proceso patológico. En estas ocasiones, se validar dianas son muy diversas en cuanto a su opta por una estrategia inversa o dirigida de naturaleza. De hecho, cualquier técnica que permita validación de dianas, en la cual se altera la asociar una proteína o un gen a una característica o expresión de un gen o proteína conocida para a un fenotipo, es susceptible de ser aplicada en la demostrar su implicación en el desarrollo de la validación de dianas. Por otra parte, las técnicas que enfermedad. Por tanto, para esta estrategia son se emplean en la validación de dianas pueden ser de de utilidad aquellas técnicas que permiten utilidad en otras etapas de la investigación alterar selectivamente la función de una diana farmacológica, como los ensayos preclínicos concreta y observar los cambios debidos a estas mediante cultivos celulares y modelos vivos de la alteraciones. Las técnicas de modulación de la enfermedad, los cuales se emplean prácticamente a expresión génica como la tecnología antisentido lo largo de todo el proceso de investigación y las técnicas de inactivación de proteínas como farmacéutica previo a los ensayos clínicos en los anticuerpos monoclonales, permiten humanos. Las diferentes técnicas descritas en el establecer la relacion entre el fenotipo y una presente informe se pueden aplicar en diversos diana concreta. momentos de los programas de I+D en función de los recursos de los que se disponga y del grado de• En los casos en los que no se dispone de validación que se desee alcanzar. información acerca de las dianas implicadas en la enfermedad de interés, o bien se desea El desarrollo de nuevos fármacos por parte de la descubrir dianas novedosas para una industria farmacéutica se aborda habitualmente enfermedad concreta, la estrategia ha de ser mediante una primera identificación de un necesariamente diferente y se puede optar por elevado número de dianas potencialmente el empleo de estrategias al azar también asociadas a la enfermedad. Las técnicas de denominadas estrategias directas. Estas validación que se suelen aplicar en primer lugar estrategias consisten en el estudio de los han de ser rápidas, de alto rendimiento, coste cambios en el fenotipo debidos a la modificación reducido y capaces de eliminar las dianas no de genes o proteínas que se realiza al azar, de válidas, en las cuales no merece la pena invertir modo que se desconoce la función del gen o mayores esfuerzos. Las tecnologías de análisis de proteína sobre la que se está actuando y se la expresión génica, interacciones proteína- pretende validar. Como resultado, se obtienen proteína y el cribado virtual son las técnicas que células u organismos con alteraciones que dan se realizan en las etapas iniciales ya que a pesar lugar a fenotipos diversos, entre los que alguno de que no permiten establecer una asociación puede estar relacionado con enfermedades robusta entre la enfermedad y la diana, permiten interesantes. Una vez detectado el fenotipo de identificar y descartar parte de las dianas con interés y dado que la modificación que ha dado rapidez. Posteriormente, se aplican otras técnicas lugar al mismo es desconocida, se ha de buscar que si bien requieren más tiempo y presentan un el gen o la proteína diana, es decir el gen rendimiento inferior, permiten establecer una responsable del fenotipo de interés. De este asociación más concluyente entre la diana y la modo se establece la relación entre la diana y el enfermedad. Éste es el caso de las técnicas de fenotipo relacionado con la enfermedad. Existe modulación de la expresión y bloqueo de una gran diversidad de técnicas que permiten proteínas diana, que se suelen aplicar sobre modificar genes o proteínas al azar, siendo cultivos celulares o modelos animales. Los habitual el empleo de técnicas como las modelos vivos de la enfermedad constituyen el tecnologías antisentido, las técnicas de bloqueo nivel superior de validación de dianas y aunque de proteínas y la mutagénesis al azar en su coste es muy elevado, se emplean tanto en organismos modelo. La principal desventaja de validación de dianas como en la investigación las estrategias directas o al azar consiste en que preclínica previa a los ensayos en humanos.106 Doan, T. N. (2004). High-throughput target validation in model organisms. Drug Discovery Today: Targets. Vol. 3, Nº 5: 191-197.38
  • 38. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Identificación Identificación Validación Investigación Ensayos y optimización de dianas de dianas preclínica clínicos del compuesto Análisis de la expresión Interacción proteína-proteína Ensayos en animales Ensayos en humanos • Fase I • Fase II Cribado virtual • Fase III • Fase IV Modulación de la expresión Inactivación de proteínas Modelos vivos de enfermedadFig. 18. Aplicación de las técnicas de validación de dianas a lo largo de la investigación farmacéutica.Fuente: Whittaker, P. A. (2003). What is the relevance of bioinformatics to pharmacology? Trends in PharmacologicalSciences. Vol. 24. Nº8: 434-439.Por tanto, la validación de una diana terapéutica La aproximación que hemos tenido en cuenta hastaes un proceso en el cual están implicadas más de el momento se basa en la presunción de que ununa única técnica, permitiendo establecer con la fármaco ejerce su acción únicamente sobre unasuficiente robustez la asociación de la diana con diana, lo cual es bastante improbable debido a launa enfermedad concreta. Una adecuada complejidad biológica de los procesos patológicos. Unvalidación de dianas requerirá entonces la escenario más parecido a la realidad sería aquel en elcombinación de varias técnicas entre sí, de modo cual un fármaco interaccionara con múltiplesque se pueda asociar con un grado de dianas que estuvieran implicadas directamente encertidumbre suficiente una diana y su ciertas patologías. El fármaco ideal consistiría en unenfermedad, y de este modo validar o descartar compuesto dirigido frente a múltiples dianas, todaslas potenciales dianas terapéuticas identificadas. ellas relacionadas con el proceso patológico deLa elección de las tecnologías más adecuadas interés, de forma que el efecto terapéutico se vieravendrá determinada por distintos factores. En el potenciado. El ejemplo más característico es elcaso de que hubiese que adoptar tan solo dos imanitib, comercializado por Novartis con el nombretécnicas, sería recomendable emplear tecnologías Glivec® como fármaco frente a la Leucemia Mieloideque actúen a nivel génico y a nivel de proteína Crónica y tumores de ciertas células del estromarespectivamente, ya que ofrecería una visión de gastrointestinal. Este medicamento es capaz deconjunto más completa acerca de la función de la frenar la expresión de determinadas proteínasdiana. No obstante, las técnicas elegidas vendrán anormales características de estas patologías, perodeterminadas en gran medida por el coste también posee la capacidad de bloquear otras víasprevisto del ensayo, el tiempo disponible, y los aberrantes de señalización celular relacionadas con laresultados obtenidos a partir de los ensayos de aparición de tumores, confiriéndole al producto unvalidación previos107. extraordinario valor añadido108.107 Hardy, L. W. & Peet, N. P. (2004). The multiple orthogonal tools approach to define molecular causation in the validation of druggable targets. Drug Discovery Today. 9(3): 117-26.108 Glivec® (imatinib mesylate, USA Gleevec®), Novartis Pharmaceuticals Corp. (http://www.glivec.com/espanol/content/site_disclaimer.jsp) 39
  • 39. 5. Aplicaciones de las técnicas de validación de dianasEl presente apartado pretende incidir en aquellas enfermedades para las cuales es esencial la identificaciónde nuevas dianas terapéuticas, así como la validación de algunas dianas ya conocidas que forman parte deprocesos biológicos implicados en las patologías de interés. Por otra parte, se ha realizado una revisión delos principales tipos de dianas terapéuticas descritas, junto con las estrategias tecnológicas empleadas ensu validación.5.1. Enfermedades que requieren nuevas dianasNumerosas enfermedades de alta incidencia en la población conllevan necesidades médicas que no hansido resueltas por la medicina actual. Algunas enfermedades no poseen tratamientos eficaces para elpaciente, mientras que para otras patologías tan sólo existen tratamientos paliativos que poseen unaeficacia limitada o bien dan lugar a efectos secundarios que limitan su uso generalizado. Gran parte deestos problemas se solucionarían mediante la identificación y validación de las dianas terapéuticasimplicadas en estas enfermedades. Por este motivo, la identificación y validación de nuevas dianasterapéuticas es una necesidad a la hora de desarrollar nuevos y mejores fármacos. Enfermedades para las que es necesario identificar y validar nuevas dianas109 • Enfermedades neurodegenerativas: alzheimer, esclerosis múltiple, parkinson, esclerosis lateral amiotrófica. • Enfermedades cardiovasculares. • Cáncer. • Enfermedades psiquiátricas: ansiedad, depresión, esquizofrenia. • Enfermedades metabólicas: obesidad, diabetes tipo II. • Enfermedades autoinmunes: artrosis, diabetes de tipo I, psoriasis, enfermedad de Crohn y colitis ulcerosa.5.1.1. Enfermedades La enfermedad de Alzheimer es una enfermedad neurodegenerativas neurodegenerativa que causa demencia y afecta a 800.000 habitantes en España110. Su incidencia seLas enfermedades neurodegenerativas son un encuentra en crecimiento debido al envejecimientoconjunto de enfermedades diversas que afectan al de la población y los tratamientos actuales sonsistema nervioso central, caracterizándose por la meramente paliativos y simplemente retrasan lapérdida de tejido nervioso o neuronas en zonas aparición de la enfermedad. La terapia habitualconcretas del cerebro. La mayoría de las frente a la enfermedad de Alzheimer está dirigidaenfermedades neurodegenerativas se manifiestan a incrementar la transmisión nerviosa mediada poren la vejez, y debido al incremento de la el neurotransmisor acetilcolina y a inhibir laesperanza de vida, su incidencia se encuentra en toxicidad nerviosa del neurotransmisor glutamato.ascenso. En la actualidad se están investigando nuevas109 Kaplan, W. & Laing, R. (2004). Priority Medicines for Europe and the World. World Health Organization. Department of Essential Drugs and Medicines Policy.110 AFAL, Asociación de Enfermos de Alzheimer de Madrid. (www.afal.es).40
  • 40. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASdianas implicadas en la toxicidad del glutamato y La enfermedad de Parkinson es la enfermedadexisten varias rutas novedosas sobre las que se neurodegenerativa más frecuente tras el Alzheimer,podría actuar para combatir el Alzheimer, evitando y da lugar a problemas de movilidad debido a lala acumulación de las placas de -amiloide y la muerte de neuronas en un área determinada delformación de fibras de proteina tau. cerebro. Los tratamientos actuales consisten en estimular la actividad de las neuronas del sistemaLa esclerosis múltiple es el desorden de la dopamina, mejorando de esta forma laneurológico más habitual en adultos jóvenes. Los sintomatología. Sin embargo, estos tratamientostratamientos actuales van dirigidos a reducir larespuesta autoinmune que se produce en esta no evitan la muerte de neuronas, por lo que esenfermedad mediante la administración de necesario estudiar diferentes dianas que impidan lasustancias que modulan el sistema inmune. Sin muerte neuronal, la inhibición de la apoptosis, laembargo, el tratamiento inmunosupresor es producción de NO en las células glia y el control depaliativo y retrasa la aparición de la rutas proteolíticas.sintomatología de la enfermedad. Recientementela agencia estadounidense del medicamento ha La Esclerosis Lateral Amiotrófica se debe a laautorizado un anticuerpo monoclonal, elnatalizumab (Tysabri ) TM 111 , que actúa inhibiendo muerte de neuronas motoras responsables deluna molécula de adhesión de la superficie de control del movimiento. Los tratamientos actualeslinfocitos y monocitos denominada receptor de la son paliativos y simplemente consiguen unaintegrina 4. El natalizumab en principio no impide mejora sintomática limitada actuando sobre lala progresión de la esclerosis múltiple, pero ruta del glutamato e impidiendo su acción tóxicareduce a un tercio el número de recaídas. Las sobre las neuronas motoras. Se han propuestonuevas dianas terapéuticas propuestas se centran varias dianas nuevas en el sistema del glutamatoen impedir la respuesta inmune dañina que se que se cree que podrían impedir estas lesiones,produce a nivel del sistema nervioso central por actuando sobre enzimas implicadas en lamedio de la modulación en la presentación deantígenos, inhibiendo la activación de las células detoxificacion de compuestos dañinos y evitandoT, o bien impidiendo la migración de las células la acumulación de proteínas que dan lugar a lainflamatorias al sistema nervioso. muerte neuronal112.111 TysabriTM (Natalizumab). Biogen Idec, Elan. (www.tysabri.com).112 Mathisen, P. M. (2003). Gene Discovery and validation for neurodegenerative diseases. Drug Discovery Today. 8 (1): 39-46. 41
  • 41. Enfermedad Tratamiento actual Rutas/Dianas potenciales • Evitar la acumulación de -amiloide (Disminución de la formación, • Inhibidores de la fomento de la degradación del acetilcolinesterasa. precursor). Enfermedad de Alzheimer. • Inhibición de la toxicidad mediada • Sistemas de transducción de señales por el glutamato (Inhibidores del del precursor del -amiloide (APP). receptor del NMDA). • Agregación de la proteína tau. • Toxicidad del glutamato. • Modulación del sistema inmune • Inhibir la activación de células-T. (inmunosupresores, interferón ). • Presentación de antígenos. Esclerosis múltiple. • Anticuerpos monoclonales frente al receptor de la integrina 4 • Migración de células inflamatorias (TysabriTM). al sistema nervioso central. • Inhibir la muerte neuronal. • Fomento del sistema de la Enfermedad de dopamina (Agonistas • Producción de NO por células glía. Parkinson. dopaminérgicos, levodopa). • Rutas proteolíticas. • Enzima detoxificadora del superóxido. Esclerosis lateral • Proteínas filamentosas neuronales • Agentes bloqueantes del glutamato. amiotrófica. implicadas en la supervivencia neuronal. • Toxicidad por glutamato.Figura 19. Principales dianas terapéuticas en enfermedades neurodegenerativas.Fuente: Maticen, P. M. (2003). Gene Discovery and validation for neurodegenerative diseases. Drug Discovery Today.8(1): 39-46.5.1.2. Enfermedades En la actualidad existen tratamientos de eficacia cardiovasculares limitada para el tratamiento de la hipertensión como los diuréticos, que favorecen la eliminación de líquidos y sales del organismo, losLas enfermedades cardiovasculares son laprincipal causa de muerte en Europa y en los betabloqueantes que bloquean la estimulación delpaíses del primer mundo. El tabaco, la corazón, y los vasodilatadores que disminuyen lahipertensión arterial, los altos niveles de tendencia de las arterias a estrecharse. Lascolesterol y grasas en sangre, la diabetes y la nuevas dianas propuestas se centran en fomentarobesidad son los principales factores de riesgo de la vasodilatación actuando sobre nuevas dianaslas enfermedades cardiovasculares. En la del sistema renina-angiotensina y el metabolismoactualidad existen tratamientos para el del ácido araquidónico.tratamiento de la hipertensión y para los niveleselevados de grasas en sangre pero su eficacia es Los tratamientos actuales para combatir loslimitada y varía entre diferentes pacientes113. No niveles elevados de grasas y colesterol en sangreobstante, se han propuesto nuevas dianas que consisten principalmente en la administración depermitirán en un futuro desarrollar fármacos más fármacos que reducen la síntesis y absorción deleficaces y con menores efectos indeseables. colesterol, y reductores de los triglicéridos.113 Kaplan, W. & Laing, R. (2004). Priority Medicines for Europe and the World. World Health Organization. Department of Essential Drugs and Medicines Policy.42
  • 42. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASExisten dianas novedosas implicadas en la síntesis del colesterol y en la regulación de la homeostasis delos lípidos que han sido propuestas para el desarrollo de tratamientos más eficaces y seguros114. Enfermedad Tratamiento actual Rutas/Dianas potenciales • Betabloqueantes. • Diuréticos. • Sistema de la renina-angiotensina. Hipertensión. • Vasodilatadores (Inhibidores del • Metabolismo del ácido enzima convertidor de la araquidónico. angiotensina y bloqueantes del receptor de la angiotensina). • Inhibición de la síntesis del colesterol (estatinas y ácido nicotínico). • Inhibición de la absorción del • Homeostasis de los lípidos. Niveles elevados de colesterol (secuestrantes de ácidos grasa/colesterol. • Síntesis del colesterol. biliares). • Reductores de triglicéridos (ácido fíbrico).Figura 20. Principales dianas terapéuticas en enfermedades cardiovasculares.Fuente: Brown, D. et Superti-Furga, G. (2003). Rediscovering the sweet spot in drug discovery. Drug Discovery Today.Vol. 8 (23): 1067-1077.5.1.3. Enfermedades psiquiátricas sistema neurotransmisor del GABA del sistema nervioso central y presentan efectos adversosLas principales enfermedades psiquiátricas son los tales como la sedación excesiva y la dependencia,desórdenes de ansiedad, los trastornos por lo que es necesario desarrollar nuevosdepresivos y la esquizofrenia. Si bien las causas fármacos para el tratamiento de la ansiedad. Sesubyacentes pueden ser de diversa naturaleza, las sabe que en los trastornos de ansiedad y en laenfermedades psiquiátricas se caracterizan por la depresión las rutas de transmisión nerviosa dealteración de la transmisión nerviosa a nivel del neuropéptidos están alteradas, y por este motivosistema nervioso central. La incidencia de los se ha propuesto actuar sobre las mismas paratrastornos relacionados con el estrés tales como desarrollar tratamientos más eficaces y conla ansiedad y la depresión se halla en constante menores efectos indeseables116.crecimiento en la sociedad actual. Ambasenfermedades se encuentran muy relacionadas La depresión afecta en torno al 5% de laentre sí, y los fármacos que se emplean en su población y sobre todo a las mujeres. Latratamiento son habitualmente los mismos. estrategia actual más habitual para el tratamiento de la depresión consiste en incrementar laLos desórdenes de ansiedad afectan a concentración de neurotransmisores de la familiaaproximadamente el 10% de la población y los de las monoaminas mediante inhibidores de laansiolíticos son el segundo grupo de fármacos monoaminooxidasa e inhibidores de la recapturamás consumidos115. Las terapias farmacológicas de monoaminas, que también son empleadosactuales contra la ansiedad son las como tratamiento frente a la ansiedad. Por otrobenzodiacepinas, las cuales actúan sobre el lado, existen fármacos alternativos que actúan114 Brown, D. & Superti-Furga, G. (2003). Rediscovering the sweet spot in drug discovery. Drug Discovery Today. Vol. 8 (23): 1067-1077.115 Gallen, C. C. (2004). Strategic Challenges in Neurotherapeutic Pharmaceutical Development. The American Society for Experimental NeuroTherapeutics. Vol. 1: 165-180.116 Holmes, A., et al. (2003). Neuropeptide systems as novel therapeutic targets for depresión and anxiety disorders. Trends in Pharmacological Sciences. Vol. 24. Nº 11: 580-588. 43
  • 43. sobre otras dianas como son los antidepresivos dopamina, cuyo mecanismo de acción se asocia atricíclicos y heterocíclicos117. Estos fármacos efectos no deseados. Por otro lado, losposeen numerosos efectos secundarios y no todos tratamientos actuales no son efectivoslos pacientes responden adecuadamente al totalmente y, debido a los efectos secundariostratamiento, por lo que resulta necesario que provocan, gran parte de los pacientesdesarrollar nuevos medicamentos antidepresivos. abandonan el tratamiento, por lo que existe unaEn el caso de la depresión, también se aboga por necesidad de identificar y validar nuevas dianasactuar sobre los componentes de las rutas de terapéuticas que actúen por vías diferentes119.neuropéptidos para desarrollar nuevos Existen varios receptores y rutas neuronales defármacos118. señalización sobre las que se investiga para desarrollar nuevos fármacos más eficaces y conLa esquizofrenia es una enfermedad psiquiátrica menores efectos secundarios, como por ejemploque se caracteriza por la aparición de un subtipo específico de receptores de laalucinaciones, delirios y comportamientos que serotonina y del glutamato. Por otro lado, seconllevan la pérdida de capacidad de trabajo, estudia la posibilidad de fomentar el efectorelación social, afectividad y capacidad intelectual. protector de los estrógenos sobre laLa mayoría de los tratamientos antipsicóticos esquizofrenia, y la posibilidad de actuar sobre elactuales actúan sobre varias dianas a la vez daño que se observa en las membranassiendo los más comunes los receptores de neuronales mediante ácidos grasos omega-3120. Enfermedad Tratamientos actuales Rutas/Dianas potenciales • Activación de receptores GABA Ansiedad. • Sistemas de neuropéptidos. (ansiolíticos). • Incremento de la concentración de monoaminas (inhibidores de la recaptura de monoaminas e Depresión. inhibidores de la • Sistemas de neuropéptidos. monoaminooxidasa). • Antidepresivos tricílicos y heterocíclicos. • Receptor de serotonina 5HT2. • Receptor del glutamato NMDA. • Bloqueo de receptores de dopamina • Corrección de las membranas Esquizofrenia. (antipsicóticos típicos y atípicos). dañadas (ácidos grasos omega-3). • Fomentar el efecto protector de los estrógenos.Figura 21. Principales dianas terapéuticas en enfermedades psiquiátricas.Fuente: Weiden, P. J., et al. (2003). New Developments in Antipsychotic Therapy. J. Clin. Psichiatry (64)11: 1379-1381;Kuperberg, G., et al. (2002). Developments in the pharmacological treatment of schizophrenia. Expert Opin. Investig.Drugs. 11(10): 1-7; Höckfelt, T., et al. (2003). Neuropeptides: Oportunities for drug discovery. The Lancet Neurology.Vol. 2: 463-472. Holmes, et al. (2003). Neuropeptide systems as novel therapeutic targets for depresión and anxietydisorders. Trends in Pharmacological Sciences. Vol. 24. Nº 11: 580-588.117 García, J. T. &. Rosete, E. M. (2002). Tratamiento farmacológico de la depresión mayor. Rev Cubana Med Gen Integr 3/2002 (http://www.bvs.sld.cu/revistas/mgi/vol18_3_02/mgi09302.htm).118 Höckfelt, T., et al. (2003). Neuropeptides: Oportunities for drug discovery. The Lancet Neurology. Vol. 2: 463-472.119 Kuperberg, G., et al. (2002). Developments in the pharmacological treatment of schizophrenia. Expert Opin. Investig. Drugs. 11 (10) 1-7.120 Weiden, P. J., et al. (2003). New Developments in Antipsychotic Therapy. J. Clin. Psichiatry (64)11: 1379-1381.44
  • 44. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS5.1.4. Enfermedades metabólicas en sangre122. Los tratamientos actuales se dirigen a impedir la producción de glucosa a nivel delLas enfermedades metabólicas afectan al hígado, fomentar la cantidad de insulina en sangreequilibrio metabólico del organismo y suponen y combatir la resistencia a su acción. Existen variosproblemas sanitarios de primer orden, ya que procesos sobre los que se podría actuar paraconstituyen factores de riesgo para otras desarrollar nuevos fármacos, principalmenteenfermedades de gran importancia como son las activando la función del páncreas, inhibiendo lapatologías cardiovasculares. Las enfermedades síntesis de glucosa, incrementando la respuesta ametabólicas más habituales son la obesidad y la la glucosa a nivel de diferentes tejidos y actuandodiabetes, y los fármacos de los que se dispone a nivel de la función del tejido graso.actualmente están dirigidos al control a largoplazo del peso corporal y del nivel de glucosa en La obesidad es la enfermedad metabólica mássangre, aunque tan sólo alivian los síntomas de frecuente en la población del primer mundo, emanera transitoria y dan lugar a efectos incrementa el riesgo de enfermedad y muerte porsecundarios importantes. Por tanto, resulta diabetes, apoplejía y enfermedades coronarias. Lanecesario identificar mecanismos y nuevas dianas incidencia de la obesidad se encuentra en ascensoque den lugar al desarrollo de nuevos fármacos y supone un serio problema en los paísespara tratar e incluso prevenir las enfermedades industrializados, por lo que se está investigandometabólicas121. activamente en el desarrollo de fármacos para combatirla123. Los tratamientos actuales consistenLa diabetes tipo II es una enfermedad en cirugía, control de la dieta, ejercicio y lametabólica caracterizada por un elevado nivel de administración de fármacos que incrementan laglucosa en sangre. El 90% de los diabéticos sufre sensibilidad de los adipocitos a la insulina. Lasdiabetes tipo II, consistente en la producción estrategias propuestas actuarían a nivel de lainsuficiente de insulina, o bien en la generación de función del tejido graso y sobre la disipación de laresistencia a su acción. La diabetes de tipo II se energía para desarrollar nuevos tratamientosacompaña a menudo de obesidad y colesterol alto frente a la obesidad124. Enfermedad Tratamientos actuales Rutas/Dianas potenciales • Incremento de la sensibilidad de los adipocitos a la insulina (activación • Regulación de la adipogénesis y del PPAR- ). función de adipocitos. • Inhibición de la producción de • Respuesta del músculo esquelético glucosa a nivel del hígado a insulina. Diabetes tipo II. (Metformina GlucophageTM). • Inhibición de la síntesis de glucosa • Activación de la síntesis y liberación a nivel del hígado. a nivel de páncreas (secretagogos, • Activación de la función del análogos del GLP-1, inhibidores de páncreas. la DPP-IV). • Incremento de la sensibilidad de los adipocitos a la insulina (activación • Regulación de la adipogénesis y la del PPAR- ). función de adipocitos. Obesidad. • Control dietético y ejercicio. • Activación de la disipación de la energía en el tejido graso (UCPs). • Cirugía reductora del estómago.Figura 22. Principales dianas terapéuticas implicadas en diabetes tipo II y obesidad.Fuente: Dormán, C. E. (2004). Target discovery in metabolic disease. Drug Discovery Today. 9 (18): 785-794.121 Dohrmann, C. E. (2004). Target discovery in metabolic disease. Drug Discovery Today. 9(18): 785-794.122 Diabetes mellitus no insulinodependiente (DMNID). Enciclopedia médica en español. Medline Plus. Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos (http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/000313.htm).123 Obesidad. Enciclopedia médica en español. Medline Plus. Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos. (http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003101.htm).124 Dohrmann, C. E. (2004). Target discovery in metabolic disease. Drug Discovery Today. 9 (18): 785-794. 45
  • 45. 5.1.5. Enfermedades autoinmunes dificultad que supone la regulación de los niveles de glucosa en sangre126. Las futuras terapias iránLas enfermedades autoinmunes son un conjunto de dirigidas a evitar la destrucción de las células beta opatologías producidas por el reconocimiento de los bien a la recuperación de su función actuando sobrepropios tejidos como agentes extraños por parte del las distintas rutas implicadas en la respuesta inmunesistema inmune, provocando una respuesta de dañina, ya que de este modo se conseguiría mejorardefensa que puede afectar a diversos órganos y ostensiblemente la calidad de vida de los pacientes.tejidos. Las principales enfermedades autoinmunesson la artritis reumatoide, la diabetes de tipo I, La psoriasis es una enfermedad crónica de la piellupus, miastenia gravis, enfermedad de Crohn y caracterizada por una invasión de la misma porpsoriasis. Los tratamientos tradicionales consisten en parte de células inflamatorias y en consecuenciael empleo de fármacos que producen alivio de la una proliferación excesiva de las células de la piel.sintomatología como pueden ser analgésicos, Los tratamientos actuales se centran en el control deantiinflamatorios e inmunosupresores. Además de su los síntomas y en impedir infecciones secundariasreducida eficacia, estos fármacos reducen la mediante tratamientos tópicos, fototerapia, y encapacidad inmunológica de los pacientes y favorecen casos severos fármacos inmunosupresores ola aparición de infecciones. retinoides127. Recientemente se han autorizado nuevos tratamientos basados en la administraciónLa artritis reumatoide se desarrolla cuando el de anticuerpos monoclonales o derivados de lossistema inmune ataca el tejido que cubre las mismos que actúan sobre dianas implicadas en laarticulaciones dando lugar a dolor, inflamación, y respuesta inflamatoria, que de este modo modulanpérdida de movilidad. Los tratamientos habituales la respuesta inmune excesiva128. Existen múltiplestienen por objeto reducir el dolor y la inflamación de rutas y dianas que han sido propuestas como dianaslas articulaciones por lo que se suelen administrar potenciales de futuras terapias frente a la psoriasis,analgésicos y antiinflamatorios. Por otro lado, los entre las que cabe destacar las moléculas deinmunosupresores pueden aliviar la sintomatología y adhesión celular, receptores de factores deralentizan la progresión de la enfermedad. crecimiento y moléculas inflamatorias129.Recientemente han sido autorizados variosanticuerpos monoclonales e inhibidores biológicos La enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa sefrente a dianas implicadas en la inflamación para el producen debido al ataque del sistema inmune sobretratamiento de la artritis reumatoide125. Existen el intestino que origina un proceso inflamatorio.varios niveles sobre los que se ha propuesto actuar Ambas enfermedades son muy similares aunquepara el desarrollo de nuevos fármacos, regulando la existen diferencias en cuanto a la afectación delfunción de las células T, mastocitos y el sistema intestino y profundidad de las lesiones. Elhormonal esteroideo. tratamiento actual consiste en la administración de fármacos que suprimen la respuesta inflamatoriaLa diabetes de tipo I es una enfermedad en la que como antiinflamatorios, inmunosupresores yel sistema inmune ataca a las células del páncreas corticosteroides, lo que permite controlar losproductoras de insulina. Debido a ello el organismo síntomas y reducir los brotes de la enfermedad.no es capaz de producir insulina, el nivel de glucosa Recientemente se ha autorizado el uso de unen sangre deja de estar bajo control y se altera el anticuerpo frente a una diana implicada en lametabolismo de los hidratos de carbono, lípidos y respuesta inmune para el tratamiento de laproteínas. El tratamiento actual consiste en controlar enfermedad de Crohn130. Existen varias dianas sobrela dieta, seguir hábitos de vida adecuados y el las que se podría actuar para tratar estas patologías,suministro diario de insulina mediante inyecciones. principalmente a nivel de la función de células T, losLas inyecciones de insulina han de administrarse de sistemas de reparación y defensa del intestino,por vida y a pesar de ello los enfermos de diabetes moléculas inflamatorias y procesos relacionados consuelen sufrir problemas de salud debido a la la apoptosis131.125 Instituto Nacional de la Artritis y enfermedades musculoesqueléticas y de piel. Instituto Nacional de la Salud de Estados Unidos de América. (http://www.niams.nih.gov/hi/topics/arthritis/rahandout.htm).126 Diabetesjuvenil.com (http://www.diabetesjuvenil.com/documentos_html/dj_investigacion.asp).127 Psoriasis. Medline Plus. Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos. (http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/psoriasis.html).128 Fundación Nacional de la Psoriasis de los Estados Unidos de América. (http://www.psoriasis.org).129 Igney, H. G., et al. (2004). Techniques: Species’ finest blend-humanized mouse models in inflammatory skin disease research. Trends Pharmacol Sci. 25 (10): 543-549.130 Enfermedad de Crohn. Medline Plus. Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos. (http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/crohnsdisease.html#tratamiento).131 Fundación Americana de la Enfermedad de Crohn y Colitis. CCFA. (http://www.ccfa.org/).46
  • 46. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASEl lupus es una enfermedad autoinmune efectos secundarios en tratamientos a largosistémica que afecta al tejido conectivo dañando plazo132. Se han propuesto varias dianas paramúltiples órganos como los riñones y el corazón. desarrollar fármacos más eficaces que actúen aLos tratamientos actuales se basan en el empleo nivel de proteínas de adhesión, moléculasde fármacos analgésicos, inmunosupresores, implicadas en procesos inflamatorios, antígenos,antiinflamatorios y anticoagulantes que controlan factores de crecimiento, necrosis y la activaciónla sintomatología pero que presentan serios de las células B133. Enfermedad Tratamientos actuales Rutas/Dianas potenciales • Analgésicos. • Antiinflamatorios (no esteroideos y corticosteroides). • Función de la células T. • Fármacos inmunosupresores • Función de los mastocitos. Artritis reumatoide. modificadores de la enfermedad: metotrexato. • Regulación del sistema hormonal esteroideo. • Anticuerpos inhibidores del TNF- : (etanercept, Infliximab, Adalimumab). • Inhibidor de la interleuquina (Anakinra). • Función de células beta (Interleuquinas, • Control dietético y ejercicio. Diabetes tipo I. rutas del interferón, TNF- , interacción • Administración de insulina inyectada. entre Fas y Fas-L). • Inmunosupresores (ciclosporina, esteroides). • Vitamina D3. • Proteasoma. • Retinoides. • Regular la adhesión celular (selectina). • Anticuerpo monoclonal frente a TNF- • Receptor del PAR . Psoriasis. (etanercept). • Receptor del factor de crecimiento NGF. • Anticuerpo monoclonal frente a CD11a • Regular rutas inflamatorias (leucotrieno, (efalizumab). Inteleuquina-15). • Anticuerpo de fusión anti-CD2 (alefacept). • Función de la células T. • Regular rutas inflamatorias (interleuquinas • Antiinflamatorios como los aminosalicilatos 10 y 14). Enfermedad de Crohn y y corticosteroides • Factor de necrosis tumoral (TNF ). colitis ulcerosa. • Anticuerpo quimérico frente a TNF- • Sistemas de defensa del epitelio intestinal. (Infliximab). • Mecanismos de daño y reparación del intestino. • Regulación de la apoptosis (card15/NOD2). • Moléculas inflamatorias: interferón-1, Interleuquina-10, MIF. • Antiinflamatorios (no esteroideos y • Estimulación de células B: BLyS. corticosteroides). • Proteasas TIMP-3 y TIMP-4. Lupus. • Analgésicos. • Moléculas de adhesión: caderinas P y R • Fármacos inmunosupresores. • Factores de crecimiento y necrosis (TNF, • Anticoagulantes. CSF-1 CSF-1). • Antígenos CD20 y CD154.Figura 23. Principales dianas terapéuticas en enfermedades autoinmunes.Fuente: elaboración propia.132 Fundación Americana del Lupus (http://www.lupus.org/) .133 Rus, V., et al. (2004). Gene expression profiling in peripheral blood mononuclear cells from lupus patients with active and inactive disease. Clinical Immunology. 112: 231– 234. 47
  • 47. 5.1.6. Cáncer Los tratamientos actuales más habituales son la cirugía, quimioterapia y radioterapia, aunque noEl cáncer consiste en un conjunto de más de 100 son eficaces en todos los casos, por lo que lapatologías en las que se produce una proliferación tendencia actual va dirigida hacia una estrategiaanormal de las células que da lugar a tumores que de terapia combinada frente a múltiples dianaspueden invadir otros tejidos dando lugar a implicadas en el proceso canceroso. Por otrametástasis. Dado que diferentes tumores parte, la mayoría de los fármacos disponiblesmorfológicamente idénticos pueden ser consecuencia actualmente para el tratamiento del cáncerde alteraciones en un gran número de rutas, las presentan problemas de toxicidad, por lo quedianas sobre las que actuar serán de distinta resulta una prioridad la búsqueda de nuevas 134naturaleza en función de cada tipo de tumor . dianas terapéuticas relacionadas con el cáncer. Enfermedad Tratamientos actuales Rutas/Dianas potenciales • Cirugía. • Muerte celular de las células • Radioterapia. tumorales. • Quimioterapia. • Inhibición del crecimiento del tumor • Anticuerpos monoclonales frente al (inhibición de la angiogénesis, receptor del factor de crecimiento regulación del ciclo y Cáncer. epidérmico humano (Transtuzumab). envejecimiento celular). • Ácido retinóico. • Inhibición de la migración y la • Inhibidor de la tirosina quinasa metástasis. Bcr-Abl. (Imatinib). • Regulación de la respuesta inmune • Inhibidor del proteosoma (rutas antiinflamatorias, ruta del (Bortezomib). interferón).Figura 24. Tratamientos actuales frente al cáncer y rutas de interés para el desarrollo de nuevos fármacos con actividadantitumoral.Fuente: Brown, D. & Superti-Furga, G. (2003). Rediscovering the sweet spot in drug discovery. Drug Discovery Today.Vol. 8 (23): 1067-1077.En los últimos años se han lanzado al mercado inhibe la tirosina quinasa Bcr-Abl y se emplea envarios fármacos anticancerígenos que actúan el tratamiento de tumores intestinales y un tiposobre dianas terapéuticas que han sido de leucemia137. En último lugar, cabe destacar elidentificadas y validadas estudiando rutas bortezomib (Velcade®)138, fármaco que inhibe elmoleculares que juegan un papel crucial en el proteosoma y que ha sido autorizado para elcáncer. El primero de ellos es un fármaco tratamiento del mieloma múltiple.autorizado para el tratamiento del cáncer demama, Trastuzumab (Herceptina™)135, que actúa Existen varias rutas y procesos sobre los que sesobre el receptor del factor de crecimiento podría actuar para el desarrollo de nuevoshumano inhibiendo su función. El ácido retinoico fármacos frente al cáncer, ya sea impidiendo elactiva el receptor de ácido retinóico y ha sido crecimiento tumoral mediante la inhibición de laestablecido para el tratamiento de un tipo de irrigación sanguínea al tumor o mediante laleucemia. Por otro lado, el Imatinib (Glivec®)136 regulación del ciclo celular, promoviendo la134 Sauter, G., et al. (2003). Tissue Microarrays in Drug Discovery. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol. 2, 962-972.135 Genentech, Inc. HerceptinTM (http://www.herceptin.com/herceptin).136 Novartis. GlivecTM (http://www.glivec.com/content/home.jsp).137 Serrano, R. Investigación y clínica oncológica deben diseñar fármacos selectivos. Diario Médico. 23 de mayo de 2002 (http://www.diariomedico.com/edicion/noticia/0,2458,148513,00.html).138 Millenium Pharmaceuticals y Johnson & Johnson Pharmaceutical Research & Development. VelcadeTM. (http://www.mlnm.com/products/velcade/index.asp).48
  • 48. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASmuerte de las células cancerosas, impidiendo la modo que cabe decir que un número ostensible demigración o metástasis, o bien favoreciendo la dianas aún no han sido explotadas.respuesta de defensa del organismo frente altumor. Debido a que el cáncer es un conjunto de Las 500 dianas terapéuticas conocidas puedenenfermedades diferentes debidas a alteraciones clasificarse en base a su estructura y su funcióndiversas, los tumores que presentan una misma en 130 familias de proteínas, de las cuales losmorfología no tienen porqué presentar las mismas receptores acoplados a proteínas G son las másalteraciones ni las mismas dianas, por lo que hay importantes en número, seguidas de las enzimasque considerar que fármacos desarrollados frente serín-treonin y tirosín quinasas. Cabe destacar laa una diana pueden no ser eficaces en estos importancia en número de otros tipos de enzimascasos 139 . como las zinc peptidasas y las serín proteasas. Asimismo, los receptores nucleares de hormonas como los esteroides son una familia de dianas relevante en la farmacoterapia actual.5.2. Naturaleza de las dianas Al comparar las dianas actuales con las dianas terapéuticas para los potenciales, se observa que existen diferencias en la fármacos actuales distribución de las dianas en familias de proteínas. Cabe destacar que existen grandes familias deLos avances en genómica y proteómica que se han dianas potenciales para las que se dispone deproducido en los últimos años han permitido relativamente pocos fármacos y, por tanto, se puedeestimar en 600-1.500 el número de dianas considerar que estas familias de dianas no han sidoterapéuticas sobre las que se podría actuar suficientemente explotadas. Entre estas familias semediante fármacos. Por otro lado, se conoce que encuentran las serín treonín y tirosín quinasas quelos fármacos de los que se dispone en la actualidad además constituyen las familias de dianasactúan sobre menos de 500 dianas diferentes, de potenciales más numerosas140.139 Sauter, G., et al. (2003). Tissue Microarrays in Drug Discovery. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol. 2, 962-972.140 Hopkins, A. L. & Groom, C. R. (2002). The druggable genome. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol 1: 727-730. 49
  • 49. A) GPCRs 25% 119 familias diferentes y dianas únicas 44% Ser-Thr/Tyr kinasas 10% Zn peptidasas 4% NHRs 3% Cys proteasas 2% Ser proteasas 3% Canales iónicos 2% Fosfodiesterasas 3% Enzimas C. P450 2% Canales catiónicos 2% B) Ser-Thr / Tyr kinasas 22% 114 familias diferentes y dianas únicas 40% GPCRs 15% Deshidrogenasas/ Canales catiónicos 5% reductasas 2% Ser proteasas 4% -carboxilasas 2% Protein fosfatasas 4% NHRs 3% Enzimas C. P450 2% Zn peptidasas 2%Figura 25. Familias de dianas terapéuticas actuales (A) y potenciales (B).Fuente: Hopkins, A. L. et Groom, C. R. (2002). The druggable genome. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol 1: 727-730.Acrónimos: GPRCs: Receptores acoplados a la proteina G, Ser: Serina, Thr: Treonina, Tyr: Tirosina, Cys: Cisteina,Zn: Zinc, NHR: Receptores Nucleares de Hormonas, C. P459: Citocromo P450.El Anexo IV del presente informe contiene una dianas y han dado lugar al descubrimiento de unrevisión de diversos enfoques que se han gran número fármacos. Por otro lado, lasempleado con éxito en la validación de dianas. tecnologías antisentido están cobrando fuerza enGran parte de dichas dianas han dado lugar al los últimos años y están siendo ampliamentedesarrollo de nuevos fármacos que ya han sido usadas para validar dianas terapéuticas. Nolanzados al mercado o que se encuentran en obstante, se ha de destacar que las técnicas quediferentes etapas de los ensayos clínicos. figuran en la tabla anterior no son las únicas que se han empleado para validar cada una de lasEn la actualidad, los ratones knock-out siguen dianas descritas, sino que suelen ser varias lassiendo los sistemas preferidos a la hora de validar técnicas empleadas de forma combinada.50
  • 50. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS6. Entorno económico en la validación de dianasLa investigación en la industria farmacéutica se fuerte competencia en el sector, se estima quecaracteriza por ser una investigación de larga tan sólo tres de cada diez medicamentosduración, altamente arriesgada, muy costosa, y comercializados producen beneficios que superansometida a gran competencia. La duración media los costes de I+D143.de la investigación previa al lanzamiento de uncompuesto es de 10-12 años141 y se estima que el Al analizar los proyectos de I+D que fracasan secoste medio de la investigación y desarrollo de un observa que el abandono de estos proyectos tienenuevo fármaco ronda en torno a los 800 millones lugar principalmente en tres momentos clave delde dólares, de los cuales el 40% se debe a las proceso de desarrollo de un fármaco. En algunosfases preclínicas mientras que el 60% restante se casos, dianas que no han sido suficientementecorresponde con las fases de investigación validadas fracasan en etapas tempranas delclínica142. La tasa de fracaso a lo largo del proceso proceso de descubrimiento de fármacos o durantede investigación farmacéutica es elevada y más las fases clínicas de desarrollo. En ambos casos,del 80% de los proyectos fracasan durante la fase el fracaso está estrechamente ligado a unade descubrimiento anterior a los ensayos clínicos, incorrecta validación de las dianas terapéuticas.de modo que sólo uno de cada cinco proyectos Por otro lado, los errores en la identificación yllega a iniciar los ensayos clínicos. Durante la fase optimización de compuestos terapéuticos, asíde desarrollo, más del 90% de los proyectos se como la aparición de efectos tóxicos de losabandonan, de modo que en total tan sólo uno de compuestos seleccionados son los otros doscada 50 proyectos comenzados llega a lanzar un factores que explican la mayoría de los fracasosfármaco al mercado. Por otro lado, debido a la que se producen144. Factores responsables del elevado índice de fracaso en el lanzamiento de nuevos fármacos: • Dianas insuficientemente validadas en las primeras fases de identificación de dianas y durante las fases clínicas. • Errores en la identificación y optimización de compuestos. • Toxicidad y efectos indeseados de los fármacos candidatos.141 Jackson, L. K. & Phillips, M. A. (2002). Target Validation for Drug Discovery in Parasitic Organisms. Current Topics in Medicinal Chemistry, 2, 425-438.142 DiMasi, J. A. (2003). The price of innovation: new estimates of drug development costs. Journal of Health Economics, 22: 151-185.143 Esteve, A. Biotecnología y Salud. I curso de formación e información científica en biomedicina y biotecnología para especialistas en comunicación. 16 de diciembre de 2003. Fundación Genoma España (http://www.gen-es.org/06_news/docs7/aesteve161203.pdf).144 Brown, D. & Superti-Furga, G. (2003). Rediscovering the sweet spot in drug Discovery. Drug Discovery today. Vol. 8 No. 23. 1067-1077. 51
  • 51. En los últimos años, el número de lanzamientos de un ritmo superior al 5% anual. Por otro lado, se hanuevos fármacos no se ha incrementado a pesar de producido un incremento de fracasos en fármacoslos avances que se han producido en el área de la que alcanzan fases tardías en los proyectos debiología molecular. En el gráfico que figura a investigación farmacéutica, principalmente en lacontinuación se puede apreciar que el número de fase II de los ensayos clínicos a pesar delnuevos compuestos que se lanzan al mercado no incremento de fármacos que entran en fase I145.ha dejado de reducirse desde el año 1999, mientras Algunos autores señalan que esta tendencia seque los costes en I+D no dejan de incrementarse a mantendrá al menos hasta el año 2008146. 60 60Nº de moléculas que llegan al mercado Inversión en I+D en billones de dólares 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 0 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Año Nuevos compuestos Inversión en I+DFigura 26. Evolución del lanzamiento de nuevos fármacos y de los costes de I+D en el mercado mundial durante elperiodo 1992-2003.Fuente: CMR International, http://www.cmr.org.6.1. Validación de dianas en que la duración media de la fase de validación de dianas en un proyecto de I+D para el desarrollo el desarrollo de fármacos de un nuevo fármaco ronda los dos años y que su coste asciende a 205 millones de dólares147.El proceso de validación de dianas supone gran Por tanto, la validación de dianas suponeparte de la inversión que realiza la industria en torno a un quinto de la inversión económicafarmacéutica en investigación y desarrollo tanto de los proyectos de I+D en la industriaen tiempo como en coste económico. Se estima farmacéutica.145 Walker, M. J. A., et al. (2004). Functional pharmacology: the drug discovery bottleneck? Drug Discovery Today. Vol. 3, Nº 5: 208-215.146 Brown, D. & Superti-Furga, G. (2003). Rediscovering the sweet spot in drug Discovery. Drug Discovery today. Vol. 8 No. 23: 1067-1077.147 Altshuler, J., et al. (2001). A Revolution in R&D: How Genomics and Genetics are transforming the Biopharmaceutical Industry. The Boston Consulting Group.52
  • 52. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS 8 7 7 6 Duración (años) 5 4 3 2,7 2 2 1,6 1 1 0,4 0 Identificación Validación Identificación Optimización Desarrollo Desarrollo de dianas de dianas del compuesto del compuesto preclínico clínico 300 260 250 205 Coste (millones de €) 200 165 150 120 100 90 50 40 0 Identificación Validación Identificación Optimización Desarrollo Desarrollo de dianas de dianas del compuesto del compuesto preclínico clínicoFigura 27. Coste y duración del proceso de validación de dianas y del resto de fases de desarrollo de un fármaco.Fuente: Altshuler, J., et al. (2001). A Revolution in R&D: How Genomics and Genetics are transforming theBiopharmaceutical Industry. The Boston Consulting Group.Debido a que la inversión necesaria para el queda patente al observar que la industriadesarrollo de un fármaco se ha incrementado farmacéutica y biotecnológica ha lanzado alconsiderablemente durante los últimos años, la mercado una media de 2-3 fármacos por año queindustria farmacéutica ha tenido que idear actúan sobre nuevas dianas, mientras que seestrategias para contener sus gastos. Por un lado, aprueban entre 25-30 medicamentos que actúanla industria farmacéutica centra sus esfuerzos de sobre dianas para las que ya existen fármacos enI+D en dianas terapéuticas para las que ya el mercado.existen fármacos en el mercado. Esto se debe engran medida al riesgo que supone trabajar con No obstante, existen motivos tanto sociales comodianas que aún no han sido validadas debido alelevado porcentaje de fracasos que ocurren. Las económicos para investigar en nuevas dianas. A lodianas para las que existen fármacos en humanos largo del presente informe se han expuestono suelen presentar estos problemas, lo que diversas patologías que dan lugar a problemasreduce considerablemente el tiempo e inversión sanitarios de primer orden para las cuales lanecesario para el desarrollo de nuevos fármacos sociedad demanda nuevos fármacos eficaces yque actúen sobre las mismas. Esta tendencia seguros, y que por tanto actúen sobre dianas 53
  • 53. específicas para estas patologías. Algunas de Cuanto más se avance en el proyecto deestas enfermedades generan costes elevados que investigación y desarrollo, mayores son los costesrepercuten negativamente en el creciente gasto acumulados a lo largo del proceso. Por tanto,sanitario de los Sistemas Nacionales de Salud. Por cuanto más tarde se produzca el abandono de losotro lado, la disminución que se ha producido en proyectos que van a fracasar, mayores serán losel lanzamiento de nuevos fármacos difícilmente costes acumulados para la empresa farmacéutica.podrá ser superada si no se identifican y validan Existe por tanto una necesidad de discriminar losnuevas dianas terapéuticas. Algunas de las proyectos que no van a conducir a un fármacoenfermedades para las que no existen exitoso en fases tempranas de la investigación. Latratamientos eficaces afectan a amplios sectores validación de dianas constituye un proceso clavede la población, por lo que el descubrimiento de que puede permitir rechazar proyectos abocadosnuevas terapias permitiría dirigirse a un público al fracaso en fases tempranas.numeroso aportando nuevas oportunidades demercado para las empresas farmacéuticas148. Identificación Validación Desarrollo Desarrollo Desarrollo de dianas de dianas del compuesto preclínico clínico Comercialización Diana A Diana B Diana C Diana DFigura 28. Beneficios de la validación de dianas sobre el desarrollo de proyectos de I+D en la industria farmacéutica.Fuente: Elaboración propia.De este modo, el abandono de proyectos en fases biotecnológicas muestran gran dinamismo a pesartempranas evitará el invertir recursos y tiempo en el de su reducido tamaño y recursos gracias a ladesarrollo de compuestos activos que posteriormente especialización tecnológica y el dominio de áreasdemostrarán no ser eficaces. De esta forma, se tecnológicas punteras que hace que su nivel deliberarían recursos que podrían ser empleados para ingresos, ventas e inversión avance a ritmo sólido afinalizar proyectos con mayores posibilidades de escala mundial. En consecuencia, el punto fuerte deconducir al lanzamiento de fármacos de exito y las empresas biotecnológicas consiste en elacortar por tanto la duración de los mismos. desarrollo de tecnologías innovadoras propias que las farmacéuticas necesitan para validar dianas. Por este motivo, las compañías farmacéuticas tradicionales buscan fórmulas de colaboración con6.2. Estrategias de las empresas biotecnológicas con el fin de implantación de garantizarse el acceso a las nuevas tecnologías validación de dianas en desarrolladas por estas últimas. la industria farmacéutica La incorporación de tecnologías de validación deEl coste derivado del lanzamiento de un nuevo dianas a la industria farmacéutica puedefármaco al mercado es elevado debido producirse por medio de diferentes estrategias.principalmente a los ensayos clínicos y, por tanto, Un gran número de empresas optan por latan sólo las grandes compañías son capaces de adquisición de tecnología de validación de dianasrealizar el proceso completo de desarrollo de nuevos desarrollada por empresas biotecnológicas,fármacos. Sin embargo, las nuevas compañías mientras que en otros casos estas últimas ofrecen148 Zambrowicz, B. P., et al. (2003). Predicting drug efficacy: knockouts model pipeline drugs of the pharmaceutical industry. Current Opinion in Pharmacology. 3: 563-570.54
  • 54. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASlas dianas ya validadas en su cartera de productos. En otras ocaciones, las empresas farmacéuticasrecurren a alianzas estratégicas en busca de socios con tecnología propia de validación de dianas, o bien ala adquisición de estas compañías biotecnológicas especializadas. Estrategias de implantación de nuevas técnicas de validación de dianas en la industria farmacéutica: • Adquisición de tecnología desarrollada por empresas biotecnológicas especializadas en validación de dianas. • Compra de potenciales dianas validadas por empresas biotecnológicas. • Alianzas estratégicas entre empresas biotecnológicas y farmacéuticas. • Adquisición de empresas biotecnológicas especializadas en validación de dianas.6.3. Estrategias comerciales en la validación de dianasLas principales empresas farmacéuticas multinacionales han optado por establecer colaboraciones conempresas biotecnológicas para hacer frente a su déficit de innovación y reforzar sus líneas de I+D. Acontinuación detallamos algunos de los principales acuerdos que han establecido las grandesmultinacionales farmacéuticas con las empresas biotecnológicas más relevantes. Empresa Empresa biotecnológica Contribución farmacéutica ISIS Pharmaceuticals Inc. Tecnologías antisentido.Pfizer Lexicon Genetics Inc. Tecnología knock-out. Deltagen Tecnología knock-out. CuraGen Servicios de validación. ISIS Pharmaceuticals Inc. Tecnologías antisentido. Deltagen Tecnología knock-out.GlaxoSmithKline Cytokinetics Dianas terapéuticas validadas. Galápagos Genomics Tecnologías de ARNsi y de dianas validadas. Beyond Genomics Servicios de validación.Johnson Lexicon Genetics Tecnología knock-out.& Johnson Lexicon Genetics Tecnología knock-out. Tecnología para validar dianas del sistema BioVex nervioso.Aventis Xerion Pharmaceuticals Tecnología CALI. Servicios de validación. Desarrollo de un Zygogen modelo de trombosis en pez zebra. Atugen Tecnología antisentido. (Continúa en página siguiente) 55
  • 55. Empresa Empresa biotecnológica Contribución farmacéutica Tecnología. Plataforma de diseño y síntesis de Compugen Ltd. ARNi. Beyond Genomics Servicios de validación. Novartis Immusol Dianas terapéuticas validadas. Xerion Tecnología CALI. DeCode Servicios de validación. Bases de datos. Roche Curagen Servicios de validación. Lexicon genetics Tecnología knock-out. Acceso a su base de datos. Servicios de validación. Validará dianas Atugen concretas con antisentidos. Oxford Biomedica Tecnología. Vectores para transferir genes. Astrazeneca Pharmagene Servicios de validación. ISIS Pharmaceuticals Inc. Tecnologías antisentido. BioVex Tecnología. Lexicon Genetics Tecnología knock-out. ISIS Pharmaceuticals Inc. Tecnología antisentido. Merck & co. Biovex Tecnología. Deltagen Tecnología knock-out. Cellomics Inc. Tecnologías relacionadas con microarrays. Tecnología y servicios de validación. Bases de Pharmagene datos, validación de dianas con tecnología propia. Bristol Myers Sequitur Tecnología de ARNi. Squibb Tecnología. Base de datos de fenotipos de Lexicon Genetics knock-outs. Lexicon Genetics Tecnología knock-out. Eli Lilly Pangea Sistems Tecnología. Software. Tecnología. Software para plataforma de Lion Bioscience validación. Schering Plough Atugen Tecnología. Ribozimas. Servicios de validación basados en tecnologías Galapagos antisentido. Lexicon Genetics Tecnología knock-out. Bayer Atugen Tecnologías antisentido. Curagen Dianas terapéuticas validadas.Tabla 5. Principales acuerdos de colaboración entre empresas farmacéuticas y empresas biotecnológicas relacionadas conla validación de dianas.Fuente: BioCentury Publications, Inc; http://www.biocentury.com.56
  • 56. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASEn cuanto a las tecnologías que son objeto de basados en oligonucleótidos antisentido propios ycolaboración entre las principales empresas ARNsi, e ISIS Pharmaceuticals presta servicios defarmacéuticas y las biotecnológicas más validación de dianas basados en tecnologíasimportantes, destacan las tecnologías antisentido antisentido. Ambas empresas están investigandoy los modelos vivos, especialmente los ratones activamente en el desarrollo de terapias basadasknock-out. De hecho, la totalidad de las en tecnologías antisentido con el objeto de poderfarmacéuticas más importantes han establecido desarrollar fármacos antisentido.acuerdos que implican alguna de las dostecnologías mencionadas para garantizarse el En los últimos años, gran parte de las empresasacceso a las mismas. Entre las empresas que especialistas en tecnologías de validación dedesarrollan animales modelo cabe destacar los dianas han aprovechado su conocimiento encasos de Lexicon Genetics, que desarrolla ratones tecnologías punteras para realizar otras fases deknock-out y transgénicos y presta servicios de la I+D y lanzarse al desarrollo de fármacos.validación de dianas, y Deltagen, que desarrolla Debido a su falta de experiencia en la totalidadratones knock-out y dispone de bases de datos de del proceso de desarrollo, algunas compañíasgenes de interés clínico obtenidos a partir de los biotecnológicas han optado por colaborar conmismos. Ambas empresas ofrecen sus modelos y compañías farmacéuticas para desarrollarsus servicios a la mayoría de las multinacionales conjuntamente nuevos tratamientos, lo que les hafarmacéuticas más importantes. Por otro lado, permitido adquirir el conocimiento necesario paraAtugen e ISIS Pharmaceuticals son las empresas lanzarse al desarrollo en solitario de nuevosespecializadas en tecnologías antisentido que han fármacos. De este modo las biotecnológicasestablecido mayor cantidad de colaboraciones con consiguen obtener mayores ingresos, lo quelas grandes farmacéuticas. Atugen oferta les permite rentabilizar al máximo susproductos y servicios de validación de dianas esfuerzos en I+D. 57
  • 57. 7. Empresas y proyectos en validación de dianasEn el presente apartado se comentan las reactivos para el uso de la tecnologías antisentidoprincipales empresas que ofrecen productos y en investigación. Algunas de estas empresas hanservicios relacionados con la validación de dianas desarrollado tecnologías y plataformas conque operan a nivel internacional y aquellas otras marcas propias diferenciadas de la competencia,empresas de carácter nacional relacionadas con la como es el caso de los oligonucleótidos de bajavalidación de dianas. Se mencionarán las toxicidad resistentes a endonucleasa Geneblockactividades principales de estas empresas que de Atugen y la plataforma de alto rendimiento deprestan servicios o productos de validación de ARN interferencia HT-RNA de Cenix.dianas, así como la evolución que han sufrido lasmismas en los últimos años. En segundo lugar en número se encuentran las empresas especializadas en modelos vivos de laPor otro lado, se estudian los proyectos de I+D enfermedad, siendo los ratones y el pez cebra losespañoles en validación de dianas que emplean modelos más empleados en validación de dianas.las tecnologías y técnicas expuestas a lo largo del En este caso, las empresas más importantes sonpresente informe, así como las tecnologías Exelixis, compañía que emplea modelos animalesempleadas y las patologías en las que se centra la diversos en su I+D de dianas para cáncer,I+D nacional. Deltagen que comercializa bases de datos de la función de genes elaborados a partir de ratones knock-out, Ingenium Pharmaceuticals a través del desarrollo de una plataforma basada en la7.1. Empresas internacionales estrategia directa de validación en ratones y en validación de dianas Lexicon Genetics, cuya estrategia de validación de dianas a escala genómica emplea ratones knock-En el anexo II del presente informe figuran las out para 5.000 genes. Cabe destacar el elevadoprincipales empresas internacionales en validación número de colaboraciones y acuerdos que hande dianas con los productos y servicios que establecido dichas empresas con compañíasofrecen y las colaboraciones que han establecido farmacéuticas, lo que es síntoma del interés quecon otras compañías del sector. En cuanto a la despiertan las tecnologías y plataformasactividad principal y la misión de las empresas desarrolladas por las mismas.detalladas, gran parte de ellas desarrollantecnologías aplicables a la validación de dianas en En cuanto a las empresas cuyo negocio consistegeneral, mientras que otras validan dianas con en validar dianas para enfermedades o áreasobjeto de descubrir nuevas dianas frente a terapéuticas concretas, éstas han desarrolladodeterminadas enfermedades. metodologías de validación de dianas que son capaces de integrar la información obtenidaLa mayoría de las empresas se han especializado mediante diferentes técnicas de validación.en tecnologías concretas de desarrollo propio que Debido a ello, estas compañías han desarrolladocomercializan como herramientas de validación de plataformas de validación de dianas que combinandianas. Las empresas especializadas en varias técnicas como el análisis de la expresióntecnologías antisentido son las más numerosas, génica, las tecnologías antisentido, las técnicas deentre las que destacan ISIS Pharmaceuticals y bloqueo de proteínas, los animales modelo y laAtugen debido a su amplia experiencia en bioinformática que aplican de acuerdo a unaoligonucleótidos antisentido y ARN de metodología propia. Éste es el caso de la empresainterferencia respectivamente. Otras empresas Devgen, que ofrece bases de datos de fenotiposdestacadas en el campo de las tecnologías de mutantes y knock-outs y servicios deantisentido son Alnylam Pharmaceuticals que validación con tecnologías de ARN interferencia eninvestiga activamente en nuevos tratamientos modelos vivos como C. elegans. En el caso debasados en el ARN de interferencia, Cenix Pharmagene, dispone de la base de datosBioscience que presta servicios basados en la TargetEvaluatorTM de expresión de genes enaplicación del ARN de interferencia a células tejidos normales y patológicos que puede serhumanas y modelos animales, y Sequitur empleada para validar y priorizar dianas, además(perteneciente a Invitrogen) fabricante de kits y de ofrecer servicios de genómica química y58
  • 58. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASscreening. Por otro lado, Xenogen está 7.2. Empresas españolasespecializado en ratones y ratas transgénicas y en validación de dianasknock-out que permiten visualizar la expresión degenes mediante emisión de luz gracias a su En cuanto a la situación de las empresas detecnología LPTA®. El caso de Xerion, la compañía validación de dianas a nivel nacional, cabees propietaria de la técnica CALI, lo que le destacar el reducido número de empresas quepermite validar dianas y comercializar las mismas realizan actividades relacionadas con la validaciónasí como introducirse en el desarrollo de de dianas. En el anexo III figuran las empresasanticuerpos terapéuticos. españolas que ofrecen la validación de dianas enEn los últimos años existe una tendencia clara en las su cartera de servicios o que desarrollanempresas que han desarrollado y puesto a punto tecnologías y herramientas dirigidas a laplataformas de validación de dianas a dejar de ser validación de dianas.meras proveedoras de servicios de validación o dedianas validadas, para convertirse en empresas que Las compañías biotecnológicas Progenikadesarrollan y comercializan fármacos. Es decir, Biopharma150, antes conocida como Medplantexisten compañías con plataformas de validación de Genetics, y su filial Proteomika151 poseen proyectosdianas que están evolucionando hacia un modelo de identificación y validación de dianas mediantemás parecido al de las empresas farmacéuticas y tecnologías diversas como los microarrays de ADN ytienen en marcha proyectos de desarrollo de tejidos, anticuerpos bloqueantes, tecnologíasfármacos novedosos frente a enfermedades de antisentido, ratones transgénicos y knock-out.interés. Éste es el caso de Celera Genomics, Ambas empresas se han especializado enCuragen y Deltagen, que emplean sus plataformas enfermedades psiquiátricas y cáncer, y en el caso debasadas en la integración de técnicas diversas para Progenika también trabaja en esclerosis múltiple.identificar y validar sus propias dianas, las cuales en Por otro lado, la empresa biotecnológicasu mayoría están relacionadas con el cáncer. Por Advancell152, valida dianas mediante análisis de laotro lado, Exelixis y Lexicon Genetics se han expresión, tecnologías antisentido y técnicasespecializado en el desarrollo de modelos animales bioinformáticas aplicadas al diseño y síntesis deque emplean para validar dianas de sus áreas fármacos. Dominion Pharmakine153 posee proyectosterapéuticas de interés y están desarrollando de validación de dianas terapéuticas mediante elcompuestos frente a las mismas. Otro ejemplo claro empleo de microarrays de ADN, ARN delo constituyen Millennium Pharmaceuticals, Incyte interferencia y ensayos sobre células tumorales. EnGenomics y Myriad Genetics, que emplean este caso, la empresa dispone de colecciones deplataformas basadas en la integración mediante tejidos humanos y animales, así como arrays deherramientas bioinformáticas propias de la tejidos y células que comercializa para diferentesinformación obtenida a partir del análisis de la aplicaciones entre las que se encuentra la validaciónexpresión de genes y proteínas149. de dianas. La compañía Oryzon Genomics154 ofrece servicios de I+D mediante el uso de herramientasPor otro lado, cabe reseñar el gran número de genómicas y proteómicas, como microarrays de ADNacuerdos relacionados con la validación de dianas y bioinformática. La empresa Owl Genomics155 seque se establecen entre empresas, tal y como se centra en la identificación de marcadorespuede observar en el anexo II. Las colaboraciones moleculares y agentes terapéuticos para elpueden darse entre dos empresas biotecnológicas o diagnóstico temprano y tratamiento deentre una empresa biotecnológica y una enfermedades hepáticas, mientras quefarmacéutica. De hecho, la mayoría de empresas Neuropharma156 tiene por objetivo la identificación ybiotecnológicas han establecido acuerdos con varias validación de dianas terapéuticas relacionadas confarmacéuticas y biotecnológicas en los últimos años, enfermedades neurodegenerativas. Otras compañíaslo que refleja el dinamismo del sector y la españolas relacionadas con la identificación yimportancia dada por las multinacionales validación de dianas son Necodex, Sistemasfarmacéuticas a la validación de dianas. Genómicos y Biomedal157.149 Gray, L. (2003). Genomics-based Approaches to Drug Target Validation. Business Communications Company, Inc.150 Progenika Biopharma, S. A. (www.progenika.com).151 Proteomika, S. L. (www.proteomika.com).152 Advancell, Advanced in Vitro Cell Technologies, S. L. (www.advancell.net).153 Dominion Pharmakine, S. L. (www.pharmakine.com).154 Oryzon Genomics S.A. (www.oryzon.com).155 Owl Genomics, S. L. (www.owlgenoics.com).156 Neuropharma, S. A. (www.neuropharma.es).157 Necodex (www.neocodex.es), Sistemas Genómicos (www.sistemasgenomicos.com), Biomedal (www.biomedal.es). 59
  • 59. En cuanto a las empresas españolas que han determinadas enfermedades como medio paradesarrollado herramientas bioinformáticas identificar y validar dianas terapéuticasaplicadas a los microarrays, Bioalma, Ebiointel, novedosas. Los proyectos de investigación seIntegromics o NorayBio158 son algunos de los centran en aquellas enfermedades que en elejemplos más destacados. presente informe se han identificado como prioritarias para el desarrollo de nuevos fármacos,En la mayoría de los casos, las empresas principalmente cáncer, enfermedadesespañolas que ofrecen servicios o productos de neurodegenerativas como el Alzheimer y elvalidación de dianas establecen colaboraciones Parkinson y enfermedades cardiovasculares.principalmente con instituciones públicasespañolas como hospitales del Sistema Nacional Respecto a las técnicas genómicas y proteómicasde Seguridad Social, Universidades Públicas, que se emplean en los proyectos de I+D recogidascentros dependientes del CSIC159 o el CNIO160. No en el anexo I, se observa que la mayoría de losobstante, existen notables excepciones que han mismos, en torno al 40% del total de los proyectosestablecido acuerdos con numerosas empresas estudiados, emplean modelos animales para validarprivadas tanto nacionales como multinacionales lo dianas, siendo los ratones transgénicos y knock-outque les permite acceder a financiación privada. los principales modelos utilizados. Cabe destacar la existencia de proyectos dirigidos especificamente alCabe destacar la existencia de dos organismos desarrollo de nuevos modelos animales para elvinculados a instituciones públicas que realizan estudio de enfermedades concretas como el cáncer,actividades relacionadas con la validación de la enfermedad de Alzheimer y Parkinson. Asimismo,dianas. El primero de ellos es el Instituto de el uso de tecnologías de análisis de la expresiónFarmacia Industrial161, dependiente de la génica está ampliamente extendido y en torno alUniversidad de Santiago de Compostela, que 15% de los proyectos españoles en validación deofrece servicios de validación de dianas, dianas se basan en su utilización. La técnica deidentificación de compuestos químicos yoptimización de los mismos. En segundo lugar, la análisis de la expresión más habitual la constituyenUnidad Mixta Almirall Prodesfarma-PCB 162 consiste los microarrays de ADN, existiendo proyectosen una iniciativa conjunta del Parque Científico de específicos dirigidos al desarrollo de nuevasBarcelona y la empresa farmacéutica Almirall- tecnologías relacionadas con los mismos. Por otroProdesfarma, que tiene como objetivo la lado, se ha observado un número reducido deidentificación y validación de dianas para el proyectos que no llegan a suponer un 5% del total,desarrollo de nuevos fármacos frente a y que emplean tecnologías de modulación de laenfermedades relacionadas con procesos expresión en validación de dianas.inflamatorios. Finalmente, cabe subrayar el nivel básico de la investigación en validación de dianas que se realiza en España ya que la mayor parte de los7.3. Proyectos de I+D proyectos van dirigidos al estudio de los españoles en validación mecanismos de la enfermedad, y se encuentran de dianas lejanos a su aplicación práctica en la validación de dianas. No obstante, la investigación básicaEn lo concerniente a los proyectos de I+D existente se dirige hacia áreas terapéuticas deespañoles en validación de dianas, cabe destacar interés y puede constituir una sólida base sobre laque gran parte de los mismos se centran en el que realizar una investigación aplicada de calidadestudio de los mecanismos que conducen a en validación de dianas.158 Bioalma, Alma Bioinformática S.L. (www.almabioinfo.com); Ebiointel, S.L. (www.ebiointel.com); Integromics, S.L. (www.integromics.com); Noray Bioinformatics, S.L. (www.noraybio.com).159 Consejo Superior de Investigaciones Científicas - CSIC (www.csic.es).160 Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas - CNIO (www.cnio.es).161 Instituto de Farmacia Industrial (www.usc.es/farmind).162 Unidad Mixta Almirall Prodesfarma-PCB (www.pcb.ub.es/homePCB/live/es/p516.asp).60
  • 60. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS8. ConclusionesLa secuenciación del genoma humano marcó un En la actualidad se dispone de varias técnicasantes y un después en la investigación que permiten modular la expresión de genesfarmacéutica, lográndose la identificación de específicos bien bloqueando o activando losdecenas de miles de genes y proteínas que mismos. Los oligonucleótidos antisentido sonpueden constituir dianas potenciales de fármacos. conocidos desde hace tiempo pero su uso seDebido a ello, el descubrimiento de fármacos ha había visto restringido debido a los problemasdejado de ser el cuello de botella del proceso de técnicos asociados a su aplicación. ElI+D y la validación de dianas se ha constituido en descubrimiento de la tecnología del ARN deel principal cuello de botella del proceso. Por interferencia y de las diferentes estrategias paratanto, si la industria quiere ser capaz de su aplicación, abrió todo un abanico dedesarrollar fármacos a partir de los conocimientos posibilidades que permitían el silenciamientoen genómica, será necesario utilizar técnicas de específico de genes concretos. La rapidez delvalidación de alto rendimiento que permitan diseño y producción de ARNs de interferenciaseleccionar aquellas dianas en las que invertir específicos de genes concretos y su reducidomayores esfuerzos. coste, hacen de la misma una de las tecnologías más prometedoras en la validación de dianas. Tanto el ARN de interferencia como losLa validación de dianas se ha revelado como una oligonucleótidos antisentido permiten cribaretapa crítica a la hora de condicionar el éxito o genes candidatos en corto espacio de tiempo yfracaso de los proyectos de I+D en el proceso de obtener información acerca de su función condesarrollo de fármacos. El principal reto de la rapidez. Sin embargo, los problemas devalidación de dianas consiste en asignar funciones administración de los ARN de interferencia aa dianas concretas y abandonar aquellas dianas células u organismos completos no han sidoque no sean adecuadas a la hora de diseñar resueltos completamente. En el caso de losfármacos eficientes. Hay que tener en cuenta que cultivos celulares de células de mamíferos esteun número elevado de dianas pueden estar problema ha sido resuelto con éxito mediante elasociadas a una enfermedad contribuyendo en empleo de técnicas disponibles para lacierto grado al fenotipo patológico, y por lo tanto introducción de ácidos nucleicos a las células.resulta necesario validar aquellas dianas que son Sin embargo, la administración in vivo siguecruciales para el desarrollo y mantenimiento de la siendo una asignatura pendiente sobre todo enenfermedad. el caso de modelos de mamíferos y la mayoría de los estudios en este sentido se han realizadoLa identificación de dianas a gran escala en dianas presentes en el hígado debido a lapermite a su vez conseguir un cierto grado de mayor accesibilidad de este órgano a lavalidación, por lo que muchas de las técnicas de administración de ácidos nucleicos.análisis de la expresión génica como losmicroarrays de ADN y técnicas de interacciones Las estrategias actualmente disponibles parade proteínas, como el sistema doble-híbrido, son facilitar la administración del ARN de interferenciade gran valor a la hora de asignar funciones a consisten en el empleo de reactivos lipídicos,dianas hasta entonces desconocidas. modificaciones químicas de los ácidos nucleicos y su inyección intravenosa o intraperitoneal. A pesar• Las técnicas de validación de dianas del progreso realizado, aún no está claro si el ARN propiamente dichas se han clasificado en de interferencia presenta ventajas respecto a los función de su estrategia molecular. Por un lado, oligonucleótidos antisentido para su aplicación in las técnicas de modulación de la expresión vivo, y resulta indispensable abordar cuestiones de se basan en la alteración de la expresión de diseño químico y farmacológico que posibiliten la genes bien actuando sobre el ADN o el ARN, de aplicación del ARN de interferencia in vivo. modo que se activen o inactiven genes concretos. De este modo, al poner de manifiesto El descubrimiento y optimización del ARN de que la expresión alterada de un gen da lugar al interferencia ha promovido que tecnologías estado patológico, se puede establecer una como los ribozimas hayan sido relegadas a un asociación entre una diana y una determinada segundo plano ante las aparentes desventajas enfermedad. de los mismos. No obstante, los avances 61
  • 61. tecnológicos que recientemente se han producido las dianas intracelulares tanto en cultivo celular en el diseño, eficiencia y administración, como sobre todo en organismos modelo, por lo posibilitan el empleo de ribozimas en la que el desarrollo de reactivos y métodos de validación de dianas de modo mucho más administración sigue siendo una asignatura efectivo, lo que permite afirmar que junto con el pendiente. ARN de interferencia sigue siendo una técnica con un futuro prometedor por delante. Las • Otras estrategias alternativas que se han proteínas de dedos de zinc permiten tanto descrito con detalle en el presente informe se silenciar la expresión de un gen concreto como corresponden con tecnologías de alto incrementar la expresión del mismo. El rendimiento basadas en el empleo de incremento de la expresión no puede ser microarrays. Los arrays de tejidos ofrecen la alcanzado por ninguno de los anteriores métodos posibilidad de analizar in situ los cambios de modulación de la expresión, mientras que las fenotípicos en tejidos patológicos por medio de proteínas de dedos de zinc han sido empleadas su comparación con tejidos sanos. La gran con éxito en la validación de dianas. ventaja de esta estrategia radica en la visualización clínica de los cambios fenotípicosSin embargo, la relación entre la expresión génica de los tejidos implicados en el procesoy la función de la proteína diana no tiene por qué patológico, por lo que añaden una informaciónser causal, es decir, la diferencia de expresión de extra a la validación de dianas que ninguna deun gen concreto puede no ser la causa de la las técnicas actuales permite. Asimismo, losenfermedad. Por otra parte, las proteínas sufren a microarrays de células ofrecen la posibilidad demenudo modificaciones que no vienen analizar la expresión génica a gran escala sobredeterminadas en los genes que las codifican, por células vivas.lo que las técnicas de modulación de la expresiónno siempre ofrecen información completa acerca Los modelos vivos de enfermedadesde la función de las dianas. Por este motivo, las constituyen sistemas sobre los que es posibletécnicas basadas en la inactivación de aplicar las técnicas mencionadas anteriormente,proteínas consistentes en el bloqueo de la por lo que su desarrollo es primordial a la hora defunción de las proteínas, son necesarias en validar dianas mediante un conjunto de técnicasnumerosas ocasiones. complementarias. El diseño de sistemas modelo adecuados para cada patología es un proceso• Los anticuerpos monoclonales constituyen las muy laborioso que no siempre es viable. El primeras estrategias de validación de dianas que empleo de técnicas genómicas para su desarrollo fueron diseñadas para interferir directamente y la búsqueda de nuevos modelos más sencillos con las proteínas, y siguen siendo ampliamente constituyen las principales estrategias actuales. empleados debido a su elevada especificidad y fácil producción. De hecho, en los últimos años ha tenido lugar un resurgir de los anticuerpos Los modelos animales permiten el estudio de la monoclonales debido al desarrollo de fármacos función de dianas terapéuticas en organismos basados en su empleo como terapia completos, lo que posibilita validar dianas en su principalmente en cáncer y enfermedades contexto natural. La validación de dianas autoinmunes. En estos casos la validación de mediante modelos animales proporciona el mayor dianas mediante anticuerpos monoclonales grado de evidencia de la relación existente entre puede constituir la primera etapa del desarrollo una determinada diana y un estado patológico. No de un potencial fármaco basado en anticuerpos obstante, la administración de agentes terapéuticos o sus derivados. El conocimiento de moduladores de la expresión o inhibidores de los anticuerpos monoclonales ha permitido el proteínas, sigue siendo uno de los grandes desarrollo de la técnica CALI/FALI que permite problemas de la validación en modelos animales. una inactivación funcional irreversible de la Se han desarrollado enfoques que pretenden proteína diana. Esta técnica sólo puede ser sortear estas limitaciones, bien mediante el empleada en cultivos celulares y su elevado empleo de nuevos reactivos, métodos que rendimiento hace que permitan validar dianas faciliten la entrada en el organismo y en las proteicas a gran escala, lo que facilita la células del mismo, o mediante técnicas dirigidas a industrialización del proceso y su aplicación en la síntesis de los mismos en el interior de la la empresa. Por otro lado, los aptómeros célula. Por otra parte, debido al elevado coste de presentan problemas de administración que los modelos animales, los esfuerzos actuales siguen siendo limitantes a la hora de alcanzar están dirigidos al desarrollo de técnicas de62
  • 62. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASvalidación de alto rendimiento en modelos actualidad, debido a la rigidez legislativa queanimales y a la búsqueda de nuevos modelos impide el uso de células madre humanas, seanimales más sencillos. Otro factor que hasta la emplean células madre procedentes defecha no se tenía en cuenta es la existencia de embriones de ratón. Recientemente se hanmúltiples dianas para cada fármaco, por lo que es producido cambios en la legislación españolanecesario el diseño de modelos animales que pretenden posibilitar la investigaciónadecuados que permitan el estudio completo de mediante el empleo de embriones sobrantes delas bases moleculares de la enfermedad y los fecundaciones in vitro, lo que presagia un futuroposibles efectos secundarios del fármaco. prometedor a su empleo en investigación farmacéutica.• En la actualidad, los ratones siguen siendo el principal modelo animal en experimentación Las técnicas de validación mediante ratones farmacéutica, debido a su similitud con el ser knock-out/knock-in y las tecnologías humano y facilidad de cría. Sin embargo, el coste antisentido en general, son las principales temporal y económico de obtener ratones estrategias que sigue la industria farmacéutica a la knock-out/knock-in y transgénicos resulta hora de validar sus dianas candidatas. En el caso de muy elevado lo que imposibilita su empleo a gran los primeros, suponen una tecnología consolidada escala. Existen técnicas de alto rendimiento que permite no sólo su uso como herramienta de mediante la obtención de ratones mutados al validación, sino que es de gran valor como sistema azar, que sin embargo no son útiles para la modelo durante los ensayos preclínicos. Debido al mayoría de las estrategias de validación, en las alto coste y laboriosidad de los ratones knock-out y cuales se pretende validar una única diana. knock-in, las tecnologías antisentido como el ARN de interferencia están cobrando fuerza en los últimos años. Debido a que ésta es una técnica barata,• La dificultad de emplear el ratón como modelo rápida y relativamente sencilla, ha sido adoptada en animal en la validación de dianas con un poco tiempo. No obstante, las técnicas de ARNi elevado rendimiento, ha provocado que otros todavía se enfrentan a ciertos retos especialmente modelos animales hayan cobrado fuerza como relacionados con la validación in vivo en modelos herramientas de validación de dianas. Cabe animales de mamíferos. La validación de dianas in destacar el nemátodo C. elegans, modelo vivo sigue siendo el principal reto a superar, ya que animal de fácil crecimiento en laboratorio, a hasta el momento no es posible realizarla a gran partir del cual se pueden obtener knock-outs, escala. puede ser sometido a transgénesis, o a ARN interferencia. A pesar del alto potencial de estas técnicas y del valor predictivo de los modelos animales, el• La necesidad de desarrollar un nuevo modelo confiar excesivamente en un única tecnología en animal vertebrado ha sido cubierta por el pez ocasiones puede conllevar dar por buenas dianas cebra, de fácil cría y susceptible de ser que fracasen en fases posteriores, o bien manipulado de modo automatizado, a la vez que descartar dianas que podrían dar lugar a presenta la mayoría de los órganos y sistemas proyectos exitosos. Por lo tanto, un punto crítico presentes en humanos. En la actualidad aún no en la validación de dianas consiste en decidir es posible desarrollar knock-outs para pez cuándo se considera que una diana está cebra, aunque se han desarrollado mutantes de suficientemente validada. En la actualidad, se pez cebra y transgénicos. Existen tecnologías aboga por combinar varias técnicas para de antisentido que han sido puestas a punto para esta forma poder establecer con mayor grado de su empleo en pez cebra como son los morfolinos certidumbre la asociación entre una diana y PNAs que permiten silenciar genes de modo concreta y su importancia en la génesis y específico y eficaz por medio de su desarrollo de una enfermedad. Sin embargo, administración en el medio. Por tanto, cabe cuanto mayor sea el número de técnicas que se afirmar que una vez puesto a punto el pez empleen para validar una diana terapéutica, cebra, éste se consolidará como uno de los mayor será el coste económico asociado y el modelos animales más relevantes en la tiempo invertido. Por tanto, se tiende a combinar validación de dianas terapéuticas. técnicas que actúen a diferente nivel, es decir, a nivel de modulación de la expresión génica e• Por último, las células madre embrionarias inhibición de proteínas, aplicadas ambas en presentan ventajas respecto a otros tipos de modelos animales, de modo que la asociación que sistemas celulares de validación de dianas. En la se establezca entre una diana y una enfermedad 63
  • 63. sea más robusta. En la práctica, las empresas elementos de un sistema biológico, las cualesfarmacéuticas se enfrentarán a tres factores clave definan redes biológicas que a su vez no sóloa la hora de definir sus estrategias de validación: transmitan información acerca de la genómica y proteómica de un proceso, sino también de su• Competitividad (lanzamiento de nuevos perfil metabólico. Esta novedosa aproximación se productos en respuesta a la competencia). ha denominado Biología de sistemas, y requiere la integración de varias displinas como la biología,• Bajo coste (disminución del coste de desarrollo ingeniería y la informática. de nuevos productos).• Seguridad (fármacos más seguros y efectivos). El elevado interés que despierta la validación de dianas para la industria farmacéutica no sóloCabe destacar el esfuerzo que las empresas reside en la relevancia de estos nuevosfarmacéuticas están empleando en la descripción tratamientos, ya que es fundamentalmente unade nuevas rutas de señalización implicadas en las herramienta esencial para disminuir el elevadoenfermedades más destacadas, como son el índice de fracasos ligado al desarrollo de nuevoscáncer, enfermedades autoinmunes, metabólicas, fármacos. Aunque existen varias razones quementales, neurodegenerativas y cardiovasculares. podrían provocar la caída de un fármacoPara muchas de estas enfermedades como la candidato durante su desarrollo, la ausencia dedepresión y la ansiedad, el conocimiento de su una validación adecuada de las dianasbiología es muy escaso, por lo que la implicadas en el proceso patológico es uno de losidentificación y validación de nuevas dianas irá principales motivos de fracaso.emparejada con un mejor conocimiento de estasrutas. Para otras enfermedades como la diabetes, La inversión necesaria para sacar adelante unel mecanismo patológico es de sobra conocido, fármaco de éxito al mercado se ha incrementadopor lo que los esfuerzos actuales van de forma paulatina en los últimos años, siendo elencaminados a la validación de dianas ya proceso de identificación de dianas similar aldescritas pero para las que no existen fármacos desarrollo clínico en cuanto a coste, y alactuales disponibles. desarrollo preclínico respecto al tiempo necesario para su consecución. No obstante, se haEl continuo descubrimiento de nuevas dianas demostrado que la validación de dianasmoleculares complica a su vez el proceso de terapéuticas involucradas en los procesosdesarrollo de nuevos fármacos, ya que el nivel de biológicos que desencadenan una terapia efectiva,complejidad de los sistemas biológicos y acortan el tiempo y coste necesario para elpatológicos impide obtener una visión de lanzamiento de un fármaco eficaz, ya que seconjunto. Por este motivo en los últimos años se evita continuar con los esfuerzos empleados en elempieza a hablar de la necesidad de emplear desarrollo de fármacos cuyas dianas no han sidoestrategias analíticas que engloben todos los validadas correctamente.64
  • 64. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASAnexosAnexo I: Proyectos de I+D españoles en validación de dianas Centro Título Proyecto Duración Financiación Genética, patogénesis y organismos inferiores modelo de la ataxia de Friedreich. Subproyecto 1: Genética, biología y fisiopatología 2000-2003 CICYTInstituto de celular, y modelo en C. elegans de la ataxia deBiomedicina de Friedreich.Valencia(IBV-CSIC) Aproximación genética al estudio de lasUnidad de Genética y enfermedades neurológicas: genes, modelos 2001-2003 FISMedicina Molecular animales y epidemiología genética. Biología, clínica y terapia de las ataxias cerebelosas: 2003 FIS genética y genómica funcional y comparada.Instituto de Caracterización funcional de epitempina, el gen 2002-2005 MCyTBiomedicina de responsable de la epilepsia lateral temporal.Valencia(IBV-CSIC)Unidad de Genética Identificación de dianas terapéuticas relacionadas Fundación 2002-2005Molecular con la enfermedad de Parkinson. Ramón Areces Análisis de genes implicados en la diferenciación celular en células de neuroblastoma humano 2001 GVInstituto de mediante la tecnología de los microchips de DNA.Biomedicina deValencia(IBV-CSIC) Estudio funcional mediante modelos animales delUnidad de Biología de receptor de glucocorticoides (GR), su relación con ella Acción Hormonal complejo quinasa IkB (IBB) en inflamación y 2002-2005 MCyT tumorigénesis de epidermis. Implicación de estos factores en el síndrome de displasia ectodérmica (ED) Caracterización molecular y funcional de la interacción entre el protooncogen c-fos y la proteína 2002-2003 GV estructural lamin A: implicaciones en la patología cardiovascular.Instituto deBiomedicina de Factores de riesgo, evolución y tratamiento de lasValencia enfermedades cardiovasculares y sus mecanismos(IBV-CSIC) moleculares y celulares (Ayudas para el desarrollo 2003-2005 FISUnidad de Biología de Redes Temáticas de Investigación Cooperativa,Vascular Red de Enfermedades Cardiovasculares). Patología cardiovascular y proto-oncogen c-fos: papel de las interacciones con proteínas 2001-2003 FIS estructurales de la matriz nuclear. The cellular fuel gauge AMP-activated protein kinase: a key player in type 2 diabetes, cardiovascular 2001-2004 UEInstituto de disease and the metabolic syndrome?Biomedicina deValencia Las levaduras como sistema modelo para estudiar(IBV-CSIC) las bases moleculares del proceso de señalización 2002-2005 MCyTUnidad de por glucosa en células pancreáticas de tipo beta.Señalización porNutrientes Determinantes moleculares del metabolismo y la nutrición. Biocomunicación hormonal. Nuevas 2003-2006 FIS estrategias terapéuticas. 65
  • 65. Centro Título Proyecto Duración Financiación Papel de SREB-1C en estados de resistencia aInstituto de 2003-2006 MCyT insulina.Biomedicina deValencia(IBV-CSIC) Estudio funcional mediante modelos animales delUnidad de Patología receptor de glucocorticoides (GR), su relación con elMetabólica complejo quinasa IkB (IBB) en inflamación y 2002-2005 MCYTExperimental. tumorigénesis de epidermis. Implicación de estos factores en el síndrome de displasia ectodérmica (ED). Caracterización estructural de la glucoquinasa y su proteína reguladora como posibles dianas 2001-2003 FIS terapéuticas para el tratamiento de la diabetes. Oligonucleótidos modificados con 8-aminopurinas:Instituto de Biología síntesis y estudio de sus propiedades formadoras 2003-2004 MCyTMolecular de de hélices triples.Barcelona(IBMB-CSIC) Mecanismos moleculares de acción de las proteínas UEV1-Ubc13 y PTOV1. Estudio de su papel durante el desarrollo embrionario y en 2001-2004 MCyT procesos neoplásicos, con especial énfasis en carcinoma de próstata. Utilización de la técnica de arrays para determinarInstituto de Biología perfiles de expresión relativa de moléculas efectoras 2004-2005 ACMy Genética Molecular de la lesión intestinal en la enfermedad celíaca.(IBGM-CSIC)Facultad de Medicina. Definición de dianas terapéuticas para el tratamientoUniversidad de de la enfermedad de Alzheimer a partir de losValladolid 1999-2001 CICYT mecanismos de señalización bioquímica operativos en células de astrocitoma humano. Resistencia tumoral a múltiples fármacos y apoptosis celular. Mecanismos de modulación y 2001-2003 FIS nuevas estrategias terapéuticas. Validación de una terapia contra la demencia de 2002 MTAS alzheimer.Instituto de BiologíaMolecular y Celular(IBMC-CSIC) Diferenciación celular y quimiorresistencia en cáncer de colon. Identificación de dianas moleculares y 1999-2001 CICYT diseño de estrategias farmacológicas. Interacciones lípido-proteína y proteína-proteína en sistemas modelo de interés neurobiológico: 1999-2001 DGESIC relevancia funcional y consecuencias estructurales. Caracterización molecular del centro de unión del 1999-2002 MCyT activador de la proteína desacoplante UCP2. Nuevas dianas de antibacterianos. Estudio de losCentro de sistemas de dos componentes de Streptococcus 2001-2002 CAMInvestigaciones pneumoniae.Biológicas(CIB-CSIC) Mecanismos moleculares de daño vascular: abordajeDpto. de Estructura y 2003 MCyT proteómico y desarrollo de modelos animales.Función de Proteínas Caracterización de nuevas modificaciones lipídicas Fundación implicadas en la activación de las proteínas Ras. 2004 La Caixa Evaluación como potenciales dianas farmacológicas.66
  • 66. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Centro Título Proyecto Duración Financiación Análisis genómico en modelos animales y tumoresCentro de humanos de la función del sistema de regulación 2001-2004 MCyTInvestigaciones transcripcional polycomb.Biológicas(CIB-CSIC)Dpto. de Biología Silenciamiento génico por RNA de interferencia enCelular y Desarrollo 2003 MCyT epitelio seminífero de ratón.Centro deInvestigaciones Efectos de neurotrofinas y ligandos de receptoresBiológicas nucleares en el proceso de mielinización: 2003 MCyT(CIB-CSIC) implicaciones terapéuticas en mielinopatíasUnidad Regulación de periféricas.la Expresión Génica Caracterización de la familia glucán sintasas de Schyzosaccharomyces pombe. Dianas útiles para 2001-2003Instituto de el diseño de nuevos antifúngicos.MicrobiologíaBioquímica Estudio de subunidades catalíticas responsables de(IMB-CSIC) la síntesis de (1-3) beta-d-glucano de la pared 2000-2003 CICYT celular fúngica. Dianas útiles para el diseño de nuevos antifúngicos. Implicación de P13k en la migración celular de linfocitos T en inflamación y metástasis. P13k 2001-2003 CAM como diana en procesos inflamatorios y linfoproliferativos. PI3K como diana terapéutica y factor de riesgo de 2001-2004 MCyT procesos tumorales. Estudio sobre la regulación de la expresión de la 1997-2000 MCyT tirosinasa mediante ratones transgénicos. Papel de la telomerasa en la estabilidad genómica, tumorigénesis y envejecimiento: estudio de un 1998-2001 CICYT ratón knock-out para la telomerasa. Obtención de ratones transgénicos con expresiónCentro Nacional de constitutiva de actividad telomerasa en tejidosBiotecnología adultos: implicaciones para terapia génica de 2001-2003 MCyT(CNB-CSIC) enfermedades asociadas al envejecimiento y terapia del cáncer. Identificación de dianas y mediadores de la senescencia y apoptosis dependiente de los 2002-2005 MCyT telómeros. Análisis de genomas “in silico”: desarrollo de un paquete software para la identificación de genes y 1998-2000 MCyT predicción de su función. Estrategias para desarrollar mutaciones inducibles 1999-2001 MCyT en el ratón utilizando el sistema CRE/LoxP. Análisis de las interacciones proteína-proteína y los genes diana que median los efectos 2001-2004 CICYT transcripcionales de DREAM. 67
  • 67. Centro Título Proyecto Duración Financiación Los genes MEIS en desarrollo y enfermedad: análisis en modelos de modificación genética 2003 MCyTCentro Nacional de dirigida en el ratón y células madre embrionarias.Biotecnología(CNB-CSIC) Regulación por mutantes del represor dream de la Fundación neurodegeneración inducida por excitotoxinas del 2004 La Caixa procesamiento de la APP. Caracterización molecular de p62 como nueva 2000-2003 CICYT diana terapéutica en la activación de NF-kB Estudio de la estructura y función de la presenilina-1 y de la influencia de mutaciones 1997-2000 asociadas a la enfermedad de Alzheimer. Nuevas dianas terapéuticas en la cascada PKC-MEK5. 2001-2003 CAM Análisis bioinformático de microarrays para la detección de rutas determinantes de la malignidad 2001-2003 MCyT asociada a mutaciones del receptor de andrógenos en cáncer de próstata. Selectividad molecular en diseño de fármacos basado en la estructura del receptor: desarrollo de 2002-2005 FIS nuevas dianas computacionales. Estudio del mecanismo patogénico y de posibles nuevas estrategias terapéuticas en un modelo 2003 MCyT transgénico condicional de la enfermedad de Huntington.Centro de Biología Desarrollo y validación de nuevas tecnologías de 2003 MCyTMolecular Severo proteómica de segunda generación.Ochoa(CBM-SO-CSIC) P62-ZPKC: nuevas dianas terapéuticas en el 2003 MCyT tratamiento de metástasis óseas. Contribución de la señalización cooperativa por Notch y pre-TCR (pTa /TCR b) en la patogénesis de las Fundación 2003 leucemias linfoides T: identificación de marcadores La Caixa moleculares y posibles dianas terapéuticas. Control genético de la morfogénesis y proliferación 1999-2002 CICYT celular en Drosophila. Un modelo animal de la EA: ratones triples Fundación transgénicos con sobreexpresión de la proteína tau 2004 La Caixa y la enzima GSK-3 ß de forma condicional. Modelos transgénicos de la enfermedad de Alzheimer. 2001-2003 MCyT Implicaciones patogénicas de tau y GSK-3beta. Estudios bioinformáticos de clasificación estructural y 2001-2004 MCyT relaciones secuencia-estructura en proteínas. Activación endotelial y angiogénesis mediadas por VEGF y PGE2: implicaciones de la ruta 2003 MCyT calcineurina/NFAT y ciclooxigenasa-268
  • 68. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Centro Título Proyecto Duración Financiación Estudio del perfil de expresión génica múltiple en tumores de Ewing como base para la búsqueda de 2000-2003 MCyT nuevos marcadores y dianas terapéuticas. Desarrollo de un microarray específico para la identificación de alteraciones genéticas con valor 2003-2003 MCyT diagnóstico y pronóstico en tumores sólidos infantiles Diseño de un microchip de cDNA para la detección de resistencia a la quimioterapia en pacientes con 2001-2003 MCyT cáncer de pulmón. Estudio de los factores moleculares predictivos deInstituto de respuesta al tratamiento de cáncer no microcítico 2002-2004 FISInvestigaciones de pulmón mediante análisis del transcriptoma aBiomédicas través de microarrays.“Alberto Sols”(IIB-CSIC) Diseño de compuestos con actividad antitumoralLab. de Biología que interfieran con el sistema de transmisión de 1998-2001 CICYTMolecular y Celular señales inducida por oncogenes.del Cáncer Identification of Novel Targets for Cancer Roche 2000-2003 Treatment. Diagnostics Regulación de la colino quinasa y su participación 2001-2003 MCyT en procesos de carcinogénesis humana. Importancia de las proteínas Rho en rutas de señalización y su función en la regulación de la 2002-2005 MCyT transformación celular y la apoptosis. Regulación de la expresión y actividad funcional de las cadherinas E y P durante la progresión tumoral 1995-1998 CICYT en la carcinogénesis de piel de ratón. Implementación y aplicación de una técnica de “cDNA microarrays” para el estudio simultáneo de 2000-2002 MCyTInstituto de la expresión de miles de genes.InvestigacionesBiomédicas Papel de la hormona tiroidea y sus receptores en“Alberto Sols” el desarrollo del encéfalo: una aproximación(IIB-CSIC) basada en el uso de animales modificados 2002-2005 MCyTLab. de genéticamente y en análogos hormonales conEndocrinología potencial terapeútico.Molecular Nuevos métodos de screening para el 1996-1997 PN descubrimiento de agentes antitumorales. Anticuerpos monoclonales PC2.27 y PA2.26Instituto de asociados a tumores. Estudio de su utilidad en 1997-1999 PNInvestigaciones cáncer humano.Biomédicas“Alberto Sols”(IIB-CSIC) Análisis de los defectos de mielinización en ratonesLab. de Señalización transgénicos sin receptores para hormona tiroidea, 2001-2004 MCyTCelular posible modelo de la enfermedades neurológicas humanas. 69
  • 69. Centro Título Proyecto Duración Financiación Estudio de genes humanos de función desconocida usando como sistema modelo el eucariota simple 2003 MCyT Dictyostelium discoideum. Aplicación de la tecnología de los microarrays de cDNA para analizar la expresión diferencial de 2001-2003 CAM genes entre mujeres afectadas de síndrome de ovario poliquístico y normales. Estudio genómico y proteómico para analizar laInstituto de expresión diferencial de genes y proteínas en 2002-2005 FISInvestigaciones pacientes con síndrome de ovario poliquístico yBiomédicas obesidad.“Alberto Sols”(IIB-CSIC) Estudio genómico mediante arrays deLab. de Regulación oligonucleótidos de un modelo humano dede la Expresión 2003-2004 CAM resistencia insulínica: Síndrome de ovarioGénica poliquístico y obesidad. Déficit de glicosilación del alfa-distroglicano. Implicación en patologías musculares y 2003-2006 FIS neuromusculares, y utilización de animales modelo para su estudio. Defectos en la migración neuronal causados por mutaciones en el gen POMT1. Estudios funcionales 2003-2004 CAM y generación del ratón knock-out para estudiar futuras terapias.Instituto deInvestigaciones Caracterización en modelos celulares y animalesBiomédicas de de proteínas de interés terapéutico para la 2001-2004 MCyTBarcelona enfermedad de Alzheimer.(IIBB-CSIC)Centro Nacional deMicroelectrónica Prototipo de un nanobiodispositivo para la(CNM-CSIC) detección de alteraciones en genes humanos 2001-2004 MCyTDpto. de Dispositivos, (NANOBIOGEN).Sensores yBiosensores Integrated Opto-Nanomechanical biosensor for 2002-2005 UE functional genomic análisis (OPTONANOGEN).Centro Nacional de Microsistema Biosensor Opto-nanomecánico para 2003-2006 MCyTMicroelectrónica análisis en genómica funcional.(CNM-CSIC) The application of functional genomic and proteomic technologies to the study of 2002-2005 MCyT development and dissease.Instituto de Catalisis Desarrollo de una plataforma tecnológica dey Petroleoquímica farmacogenómica funcional basada en DNA 2001-2001 MCyT(ICP-CSIC) microarrays.Dpto. de Biocatálisis.70
  • 70. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Centro Título Proyecto Duración Financiación Un modelo de enfermedad de Alzheimer por administración de beta-amiloide 25-35: efectos 1999-2002 CICYT comportamentales y neuroquímicos.Instituto deNeurobiología Ramón Looking for new targets for antiepileptic therapy:y Cajal 2002-2004 CICYT focus on presinaptic glutamate receptors complexes.(INRC-CSIC) Análisis molecular de genes implicados en la 2003 MCyT modulación sináptica normal y patológica. Ensayo y caracterización de distintas estrategias de diseño de RNAs inhibidores, Ribozimas y RNAs 2000-2003 MCyT Antisense, para su uso como supresores génicos. RNAs Catalíticos una Nueva Herramienta para la Investigación sobre VIH. Identificación de Nuevas 2002-2005 FIPSE Dianas en el Genoma del Virus. Explotation of key enzymes in the isoprenoid 2001-2004 UE biosynthetic pathway as drug targets in Leishmania.Instituto deParasitología y Deoxyuridine triphosphate nucleotidohydrolase asBiomedicina 2001-2005 UE a drug target for the control of infectious diseases.“López-Neyra”(IPBLN-CSIC)Dpto. de Bioquímica Inactivación específica de moléculas de RNA 1994-1997 PNy Farmacología mediada por ribozimas.Molecular Ribozimas hairpin y RNAs antisentido como base para el desarrollo de inactivadores génicos: diseño 1997-2000 CICYT y caracterización in vitro de agentes antivirales. Ensayo y caracterización de distintas estrategias de diseño de RNAs inhibidores, ribozimas y RNAs 200-2003 CICYT antisense, para su uso como supresores génicos. Inactivación Génica Mediada por RNAs Catalíticos: 2003-2006 MCyT Caracterización de Ribozimas de Segunda Generación. Identificación por técnicas de proteómica de los complejos señalizadores utilizados por los linfocitos T 2002-2005 MCyT reguladores en las enfermedades autoinmunes. Determinación de la expresión génica global en 2002-2005 FISInstituto de células T implicadas en esclerosis múltiple.Parasitología yBiomedicina Serono Study of the cellular and molecular mechanisms of“López-Neyra” 2002-2003 Internacional AS602868 in a collagen induced arthritis model.(IPBLN-CSIC) S.A.Dpto. de BiologíaCelular e Inmunología Efecto terapéutico de VIP en un modelo de esclerosis Fundación 2004-2006 múltiple. Mecanismos celulares y moleculares. La Caixa Efecto terapéutico de VIP en esclerosis múltiple. Estudio en el modelo de la encefalomielitis 2004-2007 FIS autoinmune experimental (EAE). 71
  • 71. Centro Título Proyecto Duración Financiación Mecanismos moleculares que gobiernan la génesis y mantenimiento del cáncer mesenquimal: función in vivo de proteínas creadas por alteraciones 2003 MCyT cromosómicas, modelos de ratón, genética del cáncer y terapia génica. Identificación de las dianas moleculares en 2001-2004 Pharmamar levaduras de compuestos antitumorales. Análisis de alteraciones moleculares de los activadores de Ras en tumores usando la 2001 MCyT tecnología convencional de RT-PCR y ampliada con la tecnología de los chips microarrays. Obtención de ratones mutantes deficientes en activadores de Ras (Sos2 y Grf2) mediante 2001 MCyT técnicas de Gene Targeting.Centro deInvestigación del Caracterización molecular de alteraciones del genCáncer de Salamanca Ikaros en leucemias agudas linfoblásticas B.(CIC-CSIC) 1999-2001 CICYT Desarrollo de modelos animales portadores de anomalías del gen Ikaros. Clonación y caracterización molecular del gen Aiolos humano. Estudio de su posible implicación 2001-2003 FIS en enfermedades. Línea de investigación: desarrollo in vitro e in vivo de nuevos modelos para evaluar la actividad de — — fármacos antitumorales. Línea de investigación: empleo de microarrays de cDNA en el estudio de la progresión tumoral y — — farmacología molecular. Valor Patogenético de la expresión de C-KIT en el 2000-2005 FIS tumor de Ewing. Una posible diana terapeútica.Instituto deNeurociencias de Alteración en la glicosilación de acetilcolinesterasaAlicante Fundación en la enfermedad de Alzheimer y su implicación en 2003(CSIC) “La Caixa” patogénesis, diagnóstico y tratamiento.Unidad deNeurobiología CelularInstituto deNeurociencias de Identificación y caracterización de nuevos genesAlicante de crecimiento y proliferación en el desarrollo 2003-2006 MCyT(CSIC) temprano del ojo en Drosophila. Implicaciones enUnidad Neurobiología la etiología de aniridia y en cáncer.del Desarrollo Análisis de la regulación de la quimiocina SDF-1 en células dendríticas y su impacto en la infección por 2003 FIPSE el VIH-1.Centro Nacional de Caracterización de nuevas modificaciones lipídicasMicrobiología Fundación implicadas en la activación de las proteínas Ras. 2004(CNM-ISCIII) La Caixa Evaluación como potenciales dianas farmacológicas. Antiguas y nuevas dianas para antimicrobianos en 2002 MCyT Streptococcus pneumoniae.72
  • 72. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Centro Título Proyecto Duración Financiación Una nueva diana de antimicrobianos en Streptococcus pneumoniae: la ATPasa de protones — IM de membrana.Centro Nacional de Uso de Saccharomyces cerevisiae para laMicrobiología 2002 FIPSE búsqueda de nuevas dianas terapéuticas de VIH(CNM-ISCIII) Inhibición de Fosfodiesterasa 7 como terapia antiinflamatoria. Utilidad en un modelo animal de 2004-2006 Fundación MMA esclerosis múltiple. Validación de dianas genómicas en cáncer colorrectal y preparación de anticuerpos humanos 2003-2006 MCyT de interés diagnóstico y terapéutico a partir de librerías de anticuerpos expresadas en fagos. “Humanización” de sistemas modelo animales: 2003-2006 MCyT inducción de tumores por oncogenes Ras. Líneas knockin de genes reporteros en genes específicos de endotelio para el estudio de la 2003-2006 MCyT angiogénesis tumoral in vivo mediante técnicas no invasivas. Genética y genómica en modelos experimentales Fundación 2003-2006 del cáncer humano. La Caixa Identificación genómica de nuevos marcadores del 2003-2004 CAM proceso tumoral en ratones knock in Cdk4 R24C. Estudio funcional de K-ras in vivo: knock-out 2003-2004 CAM condicional. Redundancia funcional de las quinasas dependientes de ciclinas Cdk2 y Cdk4: validación como dianas 2003-2006 FISCentro Nacional de terapéuticas en tratamientos antiproliferativos.InvestigacionesOncológicas(CNIO-ISCIII) Genómica funcional del ratón: biochips y modelos 2002-2005 MCyT genéticos en cáncer. Understanding human molecular physiology and pathology through integrated functional genomics 2002-2005 UE in the mouse model. Diseño de una estirpe de ratón por reemplazamiento génico necesaria para la generación de mutantes 2001-2004 MCyT condicionales: un útil de uso universal para el desarrollo de la genómica funcional. Desarrollo de ratones genéticamente modificados para el estudio del papel del oncogen k-ras in vivo 2001-2003 FIS y el ensayo de terapias antitumorales específicas. Identification, lead generation, structural biology and validation of targets for cancer therapy. An 2000-2003 UE integrated methodological approach. Obtención de ratones transgénicos con expresión constitutiva de actividad telomerasa en tejidos adultos: 2001-2004 MCyT implicaciones para la terapia génica de enfermedades asociadas al envejecimiento y terapia del cáncer. 73
  • 73. Centro Título Proyecto Duración Financiación Uso de modelos animales para el estudio de la relación entre la reparación del daño en DNA y la 2001-2004 CAM función telomérica implicaciones para cáncer, envejecimiento y su terapéutica. Nuevos modelos animales para el estudio del cáncer. 2002-2005 MCyT Aplicación de nuevas tecnologías al estudio del linfoma de Hodgkin: tissue arrays (matrices de 2002-2004 FIS multitejidos), microdisección y análisis de expresión con microarrays de cDNA. Diferenciación celular en linfomas B de célula pequeña. Análisis de expresión con microarrays de 2002-2004 CAM cDNA. Diferenciación celular en linfomas B de célula pequeña. Análisis de expresión con microarrays de 2001-2003 FIS cDNA. Análisis genómico en modelos animales y tumores humanos de la función del sistema de regulación 2002-2004 MCyT transcripcional polycomb. Patrones de expresión genética en cáncer de endometrio: estudio mediante microarrays de 2002-2004 FIS cDNA.Centro Nacional de Estudio mediante arrays de cDNA de los genesInvestigaciones implicados en la sensibilidad y resistencia a 2002-2004 MCyTOncológicas paclitaxel.(CNIO-ISCIII) Identificación de nuevas dianas de inactivación epigenética (metilación aberrante del DNA y 2002-2004 MCyT alteraciones de la cromatina) en cáncer humano usando microarrays y otras técnicas genómicas. Aproximación multidisciplinaria al cáncer de mama hereditario no asociado a mutaciones en los genes 2002-2004 MCyT BRCAs. Desarrollo de un biochip de expresión de cDNAs. Desarrollo de ensayos celulares basados en la vía PI3’K/Akt para el descubrimiento de moléculas 2002-2005 MCyT líder con potencial antitumoral. Identificación de genes de susceptibilidad a la diabetes de tipo 2 mediante la aplicación de 2002-2005 MCyT transcriptómica. Redes temáticas de grupos: Mieloma múltiple y otras gammapatías: de génesis a la terapéutica: 1) Génesis y desarrollo de estas enfermedades, 2003 FIS 2) Nuevos factores pronósticos y de monitorización de enfermedad, 3) Modelos terapéuticos. Marcadores genéticos del mal pronóstico en leucemias mieloides agudas y mielodisplasias: 2002-2004 MCyT análisis por citogenética molecular y perfiles de expresión con cDNA arrays.74
  • 74. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Centro Título Proyecto Duración Financiación Diseño y fabricación de un biochip de DNA de baja complejidad para la evaluación pronóstica del 2003 MCyT cáncer de mama. Desarrollo de metodologías de matrices de DNA en soportes interactivos (CD-ROM) para análisis de 2001 MCyT polimorfismos y expresión génica (CD-DNA) Obtención y caracterización funcional de libreríasCentro Nacional de de anticuerpos expresados en fagos con interés 2003-2004 CAMInvestigaciones diagnóstico y terapéutico en cáncer.Oncológicas(CNIO-ISCIII) Validación de dianas genómicas en cáncer colorrectal y preparación de anticuerpos humanos 2003-2006 MCyT de interés diagnóstico y terapéutico a partir de librerías de anticuerpos expresados en fagos. Utilización de librerías de anticuerpos expresados en fagos para la obtención de nuevos anticuerpos de 2003 MCyT interés diagnóstico y terapéutico en cáncer de vejiga. Genomic approaches to microarray data analysis. 2003 ESF Línea de investigación: acción de los eicosanoides y NFAT en modelos de angiogénesis tanto in vitro — — como in vivo y patologías caracterizadas por neovascularización mediada por VEGF. Línea de investigación: aproximaciones experimentales tanto en cultivos celulares como in vivo, para aportar nueva información sobre la — — integración de las vías de señalización intracelular que gobiernan el proceso apoptótico.Centro Nacional deInvestigaciones Línea de investigación: estudio del mecanismo queCardiovasculares asocia las señales de estrés oxidativo con laCarlos III — — inhibición de la unión al DNA mediante(CNIC-ISCIII) aproximaciones proteómicas en células vivas. Regulación i paper funcional dels factor de Fundació la transcripció NFAT i NFATC en la resposta 2004-2006 Marató de TV3 inflamatoria: studi in vivo i in vitro. Óxido nítrico y regulación de la respuesta inmunitaria adaptativa: implicaciones 2005-2007 MSC fisiopatológicas en modelos experimentales de inflamación crónica. Síndrome de Walker-Warburg: estudios funcionales de POMT1, búsqueda de otros genes implicados y 2003 MCyT utilización de animales modelo para su estudio. Defectos en la migración neuronal causados porUniversidad mutaciones en el gen POMT1. Estudios funcionalesAutónoma de Madrid 2003-2004 CAM y generación en el ratón Knock out para estudiarFacultad de Medicina futuras terapias.Dpto. de Bioquímica Identificación de genes de susceptibilidad a la diabetes de tipo 2 mediante la aplicación 2002 MCyT metrascriptomica. Genómica funcional y análisis masivo de snps. 75
  • 75. Centro Título Proyecto Duración Financiación Estudio de la inhibición de la síntesis de prostaglandina E2 sobre la inflamación sinovial y el 2003 MCyTUniversidad remodelamiento del hueso subcodral en la artrosisAutónoma de Madrid humana y experimental.Facultad de MedicinaDpto. de Medicina Regulación de la transducción de señales por hidroxilación de proteínas. Aplicación al desarrollo 2002 MCyT de nuevas terapias.Universidad Análisis morfólogico de las alteraciones deAutónoma de Madrid proteinas asociadas a microtúbulos en 2002 MCyTFacultad de Medicina degeneración neurofibrilar de cerebros humanos yDpto. de Morfología ratones transgénicos.UniversidadAutónoma de Madrid Modelos de ratón para la caracterización de genes 2002 FISFacultad de Ciencias supresores y modificadores en linfomas.Dpto. de Biología Inhibición de la neurodegeneración en modelos de 2003 MCyT ataxia de Friedreich mediante transferencia génica. Estudio del proteoma mitocondrial humano. Identificación y funcionalidad de genes humanos 2003-2006 MCyT implicados en el metabolismo celular. Utilizacion de ARN de interferencia en el diseño y 2003 CAMUniversidad experimentación de terapias contra el cáncer.Autónoma de MadridFacultad de Ciencias Uso de Sacharomyces cerevisae para la búsqueda 2002 FIPSEDpto. de Biología de nuevas dianas terapéuticas de VIH.Molecular Estudio de la activación por calcio de la lanzadera de NADH aspartato malato y su papel en la 2003 CAM muerte neural por amiloide mediante células troncales neurales deficientes en aralar1. Estudios funcionales de aralar1: Activación por calcio de la lanzadera de nadh aspartato-malato y papel en 2002 MCyT la supervivencia neuronal en modelos celulares.Univ. de Barcelona Explotación de las diferencias metabólicas entre laFacultat de Química Fundación célula normal y tumoral en la búsqueda de nuevas 2003Dpto. Bioquímica i “La Caixa” dianas antitumorales.Biologia MolecularUniv. de Barcelona Diabetes y estrés oxidativo. Estudio de los efectosFacultat de Farmàcia de los agonistas PPAR (A y G) sobre la producción 2003 MCyTDpto. Farmacologia i de especies reactivas del oxígeno en modelosQuímica Terapèutica celulares y animales de diabetes mellitus tipo 2. Canvis bioquímics, mecànics i estructurals (3D) associats a isquèmia cerebral en artèries cerebrals 2003-2006 MCyT de rates SHR. Paper del tractament farmacològic.Univ. Autónoma de Efecte de l’expressió i de la regulació de laBarcelona ciclooxigenasa-2 (COX-2) en el broncoespasme i en la 2003-2006 FISFacultad de Medicina inflamació pulmonar en un model d’asma en el ratolí. Identificación de genes de susceptibilidad a la diabetes de tipo 2 mediante la aplicación de transcriptomica, 2002-2005 MCyT genómica funcional y análisis masivo de SNPs.76
  • 76. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Centro Título Proyecto Duración Financiación Efecto antiapoptótico del PF 9601N y derivados enUniv. Autónoma de neuroblastomas humanos tipo SH-SY5Y tratados conBarcelona MPP+ como modelo de toxicidad dopaminérgica: 2003 MCyTUnitat de Bioquímica implicaciones terapéuticas en la enfermedad dede Medicina Parkinson.Univ. Autónoma de Estudio de la vía de la señalización de CD44 eBarcelona identificación de genes clave en los procesos de 2003 MCyTFacultad de Veterinaria adhesión, migración e invasión de melanoma.Institut de Línea de investigación: Bioinformàtica: DissenyBiotecnologia i de d’algorismes i programes per a l’anàlisi i prediccióBiomedicina d’estructura/funció de proteïnes. Aplicació de la — —(IIB-UAB) Bioinformàtica a l’identificació de dianesUnitat de Biologia terapèutiques, vacunals i per a kits de diagnòstic.MolecularInstitut deBiotecnologia i de Línea de investigación: citogenètica molecular deBiomedicina tumors sòlids: Hibridació Genòmica Comparada en — —(IIB-UAB) microarrays de DNA.Unitat de Citogenètica Unitat de Producció d’Animals Transgènics:Centre de Especialitzada en el disseny i obtenció d’animalsBiotecnologia Animal transgènics per microinjecció de DNA a embrions i — —i de Teràpia Génica d’animals knock-out totals o específics de teixit, en(CBATEG-UAB) criopreservació d’embrions de ratolí, d’esperma i fecundació in vitro i en rederiva d’animals.Univ. Pompeu Fabra Etude moléculaire du Syndrome de Williams:Dpto. Ciències Fondation identification des gènes à l’aide de l’établissementExperimentals i de la 2003-2004 Jerôme de corrélations clinique-moléculaires et de laSalut Lejeune création d’un modèle de souris.Unidad de GenéticaUniv. Pompeu Fabra Línea de investigación: bases neuroquímicas yDpto. Ciències neuroanatómicas de los fenómenos deExperimentals i de la dependencia de opiáceos y cannabinoides, — —Salut animales modificados genéticamente, en particularUnitat de ratones “knock-out”.NeurofarmacologiaUniv. Pompeu FabraDpto. Ciències Línea de investigación: identification of theExperimentals i de la molecular targets of oestrogens and the — —Salut mechanisms of action used by these oestrogenicUnitat de compounds.Senyalització CellularInstituto Municipal de Línea de investigación: molecular targets of snailInvestigación Médica involved in epithelial to mesenchymal transition of — —(IMIM-Univ. Pompeu tumor cells.Fabra). Línies de recerca: desenvolupament del sistemaUniv. de Lleida nerviós, mort neuronal, excitotoxicitat, models — —Facultat de Medicina d’esclerosi lateral amiotròfica.Univ. de Girona Línea de investigación: desarrollo de moléculasFacultat de Ciències antitumorales que vayan contra dianas específicas — —Grupo de Bioquímica de las células cancerosas.del Càncer 77
  • 77. Centro Título Proyecto Duración Financiación La deficiencia de perlecan implica diversas patologías. Caracterización molecular y generación 2003 MCyT de ratones condicionalmente deficientes en perlecan mediante la técnica CRE/LOXP. Enfermedad de Parkinson: modelos animales e 2004-2006 MCyT integración de datos genómicos y proteómicos. Plataforma bioinformática NEUROGENÓMICA. Subproyecto del proyecto coordinado denominado 2003-2006 MCyTUniv. de Valencia “Caracterización genómica y proteómica de la enfermedad de Parkinson”. Análisis funcional y bioinformático de modelos de 2004-2005 GV neurodegeneración parkinsoniana. Genómica Funcional y terapia celular en la 2003-2005 FIS enfermedad de Parkinson. Mecanismos moleculares de muerte neuronal en 2003-2005 FIS modelos animales y patología humana.Univ. de ZaragozaFac. de Veterinaria Desarrollo de modelos animales de enfermedadesDpto. de Bioquímica 2000-2003 MCyT provocadas por alteraciones del DNA mitocondrial.y Biología Molecular yCelularUniv. de ZaragozaFac. de VeterinariaLab. de Neurobiología. Enfermedad de Alzheimer: desarrollo de nuevos 2003 MCyTDpto. de Anatomía, modelos animales.Embriología y GenéticaAnimal Línea de investigación: creación de animales transgénicos, para modelos de enfermedades — —Univ. Zaragoza humanas (en desarrollo).Fac. de VeterinariaLab. Genética Mecanismos moleculares de la neuropatologíaBioquímica asociada a scrapie: análisis de la apoptosis 2003-2005 neuronal y de perfiles de expresión génica a nivel genómico (diferencial display).Univ. SalamancaInstituto de Clonación y caracterización de receptores opioides 2000-2002 JCYLNeurociencias de en Zebrafish II.Castilla y León Línea de investigación: anticuerpos monoclonalesUniv. de Vigo humanos obtenidos a partir de ratones transgénicos — —Facultad de Biología portadores de genes de inmunoglobulinas humanas.Grupo deInvestigaciónInmunoloxía Línea de investigación: desarrollo de ratones — — knockout.Univ. de VigoFacultad de Biología Línea de investigación: hormona de CrecementoGrupo de Investigación (GH). Diabetes e obesidade. Modelos animais e — —Fisioloxia Endocrina e humanos. GHRH, GRF, GHRP-6.Neurofisioloxia78
  • 78. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Centro Título Proyecto Duración FinanciaciónUniv. de Oviedo Modelo de progresión en el cáncer de laringe. 2002-2005 FISIUOPA - Instituto Estudio por hibridación genómica comparativa.Universitario deOncología Principado Genómica funcional aplicada al diagnóstico y 2002-2004 FISde Asturias tratamiento de las neoplasias linfoides.Unidad Investigaciónen Oncología de Modelo de progresión en el cáncer de laringe.Cabeza y Cuello 2002-2005 FIS Estudio por hibridación genómica comparativa. Perfiles de expresión génica, mecanismos moleculares de la regulación e interaccionesUniv. de Oviedo 2002-2005 MCyT proteicas de las anexinas en modelos deFacultad de Medicina diferenciación celular.Dpto. de Bioquímicay Biología Molecular Diseño de modelos experimentales para el estudio 2001-2002 FIS de la farmacología del dolor neoplásico. GPBP en la patogénesis de la fibrosis tisularUniv. de Cantabria asociada a procesos autoinmunes: ensayos 2003 MCyTFacultad de Medicina terapéuticos en modelos murinos.Grupo deInmunopatologíaDpto. de Biología Evaluación in vivo e in vitro del efecto de nuevosMolecular inmunomoduladores sobre la función TH1/TH2 y el 2000-2001 CYCIT desarrollo de autoinmunidad.Univ. de CantabriaFacultad de Medicina.Grupo de Biología Línea de investigación: estudio de la expresión delMolecular de las gen de la apolipoproteína E mediante ratones — —Apolipoproteinas y la knock out como cultivos celulares.AterosclerosisDpto. de BiologíaMolecular Estudio de los efectos de estrategias terapéuticas farmacológicas y conductuales sobre lasUniv. de Cantabria alteraciones cognitivas y neuroquímicas 2002 MCyTFacultad de Medicina. observadas en el ratón TS65DN, un modeloLab. de Neurobiología murino de síndrome de down.del DesarrolloDpto. de Fisiología y Study of the therapeutic effects ofFarmacología acetylcholinesterase inhibitors and GVS-1 11 on 2004 — the cognitive deficits, neurogenesis and apoptosis of TS65DN mice, a model of down syndrome. Proyecto bipo-med identificación de marcadoresUniv. de Cantabria moleculares y dianas terapéuticas para los 2004 —Facultad de Medicina. trastornos bipolares.Grupo de Receptoresde Neurotransmisores Identificación de marcadores moleculares y dianasDpto. de Fisiología y terapéuticas para la depresión mayor, basada en laFarmacología 2004 — tecnología DNA - chip. Estudio en cerebro humano postmortem.Univ. Complutense deMadridFacultad de Ciencias Acción antitumoral de los cannabinoides: análisisBiológicas de la expresión génica en gliomas mediante arrays 2005-2006 CAMDpto. de Biología de DNA.Molecular yBioquímica I 79
  • 79. Centro Título Proyecto Duración FinanciaciónUniv. Complutense de Línea de investigación: regulación de la expresiónMadrid del gen del receptor de insulina por distintasFacultad de Medicina hormonas: mineralcorticoides, glucocorticoides, — —Dpto. de Bioquímica y vitamina D y catecolaminas. Utilización deBiología Molecular III modelos in vivo e in vitro.Univ. Complutense de Línea de investigación: farmacologíaMadrid cardiovascular: estudios con animales diabéticos, — —Facultad de Medicina animales hipercolesterolémicos y Cultivos celularesDpto. de Farmacología de fibra vascular.Univ. Complutense deMadrid Inhibidores de proteasas en PlasmodiumFacultad de Medicina falciparum para la identificación de nuevas dianas 2003 MCyTDpto. de Bioquímica y terapéuticas en malaria.Biología Molecular IVUniv. de Alcalá Receptor del péptido intestinal y vasoactivo (VIP)Facultad de Medicina como posibles dianas de agentes citotóxicos en 2002 —Dpto. de Anatomía y cáncer de próstata.Embriología Humana Estudio del papel de las quimioquinas y sus receptores en el daño renal en un modelo de 2002-2004 CAM isquemia/reperfusión.Univ. de Alcalá Moléculas de adhesión y enfermedad renal:Facultad de Medicina evidencia funcional de las integrinas beta 1 2001-2004 FISDpto. de Anatomía activadas en un modelo de nefritis autoinmune.Patológica Quimioquinas y receptores de quimioquinas como potenciales dianas terapéuticas en la nefritis 2001-2004 MCyT experimental autoinmune. Papel de la proteína relacionada con la parathormona en los mecanismos de lesión y reparación renal. 2001-2002 — Estudio coordinado integral en nefropatías humanasUniv. de Alcalá y en modelos experimentales.Facultad de MedicinaDpto. de Fisiología Caracterización molecular, celular y electrofisiológica de la degeneración retiniana en ratones RD y de su 2001-2004 MCyT posible atenuación por (PRO) insulina. La cirrosis hepática como enfermedad inflamatoria.Univ. de Alcalá Análisis de los mecanismos patogénicosFacultad de Medicina 2003 MCyT leucocitarios en modelos experimentales y enDpto. Medicina enfermedad humana. Análisis de los perfiles de expresión de genes y proteínas en ratones MAT1A KNOCKOUT: 2001-2004 MCyT identificación de marcadores moleculares deUniv. de Navarra esteatohepatitis no alcohólica (NASH).Clínica Universitariade NavarraDpto. de Medicina Posible papel etiopatogénico de la expresiónInterna disminuida del intercambiador de aciones AE2 en la cirrosis biliar primaria: producción de ratones 2001-2003 FIS knock-out y búsqueda de alteraciones hepáticas compatibles con la enfermedad.80
  • 80. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Centro Título Proyecto Duración FinanciaciónUniv. de Navarra Utilidad de la transferencia génica del gen de laClínica Universitaria timidina kinasa, del gen de la interleucina-12 y de Fundaciónde Navarra células dendríticas transducidas con el gen de la 2001-2003 EchébanoDpto. de Medicina interleucina-12 en el tratamiento de cultivos celularesInterna y modelos animales singénicos de cáncer de pulmón. Valor patogenético de la exposición de c-kit en el 2002-2005 FIS tumor de Ewing. Una posible diana terapéutica. Caracterización de la expresión génica delUniv. de Navarra carcinoma renal mediante análisis proteómico.Clínica Universitaria 2002-2005 FIS Identificación de nuevas proteínas potencialmentede Navarra útiles en el diagnóstico, pronóstico y tratamiento.Dpto. de Histología yAnatomía Patológica Caracterización de la expresión génica del hapatocarcinoma mediante análisis proteómico. 2002-2005 GN Identificación de proteínas potencialmente útiles de diagnóstico y pronóstico.Univ. de NavarraClínica Universitariade Navarra Functional proteomics of heart failure in arterial Empresa 2002-2004Dpto. de Cardiología hypertensión. privaday CirugíaCardiovascular Balance angiogénico en melanoma humano. Estudio in vivo e in vitro de factores implicados en la coagulación, metaloproteinasas e inhibidores, 2001-2002 GN endostatina, angiogenina y PDGF. Valoración de la eficacia del tratamiento con antitrombina III en un modelo de melanoma animal.Univ. de NavarraClínica Universitaria Papel de la NADPH oxidasa, del óxido nítrico y delde Navarra NF-KB en la acantolisis del pénfigo vulgar en un 2002-2005 FISDpto. Dermatología modelo murino. Estudio de la conformación estructural de la antitrombina plasmática en pacientes con melanoma. 2002-2004 FUNA Efecto antiangiogénico de la antitrombina latente en un modelo murino de melanoma. Estudio del patrón diferencial de expresión génica en tejido adiposo de pacientes obesos e individuos con 2001-2002 GNUniv. de Navarra normopeso mediante la técnica de microarrays.Clínica Universitariade NavarraDpto. Endocrinología Papel de la leptina en la regeneración hepática.y Nutrición Estudio de la interacción entre leptina y óxido 2004-2006 MCyT nítrico mediante la generación de un ratón doble knockout ob/ob-INOS/.Univ. de NavarraClínica Universitaria Diseño de vectores poliméricos para la liberaciónde Navarra controlada de factores neurotróficos tipo GDNF en 2004-2006 GNDpto. Farmacia y modelos animales de enfermedad de Parkinson.Tecnología Perspectivas terapéuticas.FarmacéuticaUniv. de Navarra Análisis proteómico y funcional de las alteracionesClínica Universitaria inducidas por las proteínas p210 y p190de Navarra dependientes del oncogen VER-ABL en la 2002-2004 GNDpto. de Hematología regulación del ciclo celular y su papel en ely Hemoterapia mecanismo de transformación. 81
  • 81. Centro Título Proyecto Duración Financiación Animales transgénicos como modelos Fundación experimentales de las enfermedades de Parkinson 2001-2003 Echébano y Alzheimer. Ratones transgénicos para UCH-L1 humana mutada (Ile93Met) como modelo in vivo de enfermedades 2001-2004 GN neurodegenerativas humanas por cuerpos de Lewy. Efecto del tratamiento con trifusal en la prevención/aclaración del depósito de material Empresa 2002-2005 amiloide humano como modelo in vivo de privada enfermedad de Alzheimer y neurodegeneración.Univ. de Navarra Ratones transgénicos como modelos experimentalesClínica Universitaria 2001 MCyT de patologías neurodegenerativas humanas.de NavarraDpto. de Neurología yNeurocirugía Coexpresión de las proteínas precursoras del amiloide y tau humanas mutadas en el cerebro de — MCyT ratones transgénicos como modelo in vivo de enfermedad de Alzheimer y neurodegeneración. Identificación, caracterización y determinación ontológica de nuevas dianas moleculares de la 2003-2004 GN S-adenosilmetionina (AdoMet) mediante aproximaciones de Genómica Estructural. Ratones transgénicos como modelos experimentales de patologías neurodegenerativas 2000 MCyT humanas: enfermedad de Parkinson y demencia con cuerpos de Lewy.Centro deInvestigación Médica Significado de la sobreexpresión del gen EVI1 y FundaciónAplicada diseño de nuevas estrategias terapéuticas 2004 Científica de la(CIMA - Univ. de mediante siRNA (short interfering RNA) en aecc. GNNavarra) pacientes con leucemia mieloide aguda.Área de Oncología Análisis de la expresión vascular de la metaloproteinasa-10 (MMP-10) en un modelo 2004 SEA murino de aterosclerosis.Centro de Análisis de la expresión vascular de laInvestigación Médica metaloproteinasa-10 (MMP-10) en la aterosclerosis 2004 SECAplicada humana y murina.(CIMA - Univ. deNavarra)Área de Implicación del PPAR alfa en la transición de laFisiopatología hipertrofia ventricular izquierda a la insuficiencia 2004 PfizerCardiovascular cardíaca en la cardiopatía hipertensiva humana y experimental. Proteómica funcional del miocardio en la cardiopatía 2003 Pfizer hipertensiva. Estudio clínico y experimental.Centro deInvestigación Médica Terapia celular mediante células madre adultas enAplicada modelos experimentales de Enfermedad de 2003 GN(CIMA - Univ. de Parkinson.Navarra)Área de Neurociencias82
  • 82. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Centro Título Proyecto Duración Financiación Caracterización funcional de la prohibitina. Implicación en el desarrollo de enfermedades hepáticas y 2004 MEC hepatocarcinoma mediante técnicas de proteómica. Análisis de ratones knock-out para el gen de cardiotrofina-1 en el desarrollo del hígado y en 2004-2005 GN modelos de daño hepático.Centro de Anticuerpos intracelulares frente a la proteína del coreInvestigación Médica del virus de la hepatitis C (VHC) como estrategia para 2002-2005 FISAplicada el tratamiento de la hepatitis crónica C.(CIMA - Univ. deNavarra)Área de Terapia Importancia de la metionina adenosiltransferasaGénica y Hepatología en la iniciación de la lesión hepática: estudio de un 2001-2004 FIS modelo de ratón “knockout” del gen MAT1A. Desarrollo y análisis de la inhibición específica de la 2003-2006 MCyT expresión génica basada en snRNAs U1 modificados. Estudio del mecanismo de acción de U1 SNRNP y desarrollo de U1 SNRNPS modificados para la 2000-2003 MCyT inhibición de la expresión génica.Univ. País Vasco Caracterización del microambiente pro-metastásicoFacultad de Medicina de la inflamación y la angiogénesis en modelos 2001-2003 UPVDpto. Biología Celular preclínicos de cáncer diseminado.y Ciencias MorfológicasUniv. País Vasco Implicaciones de la muerte oligodendroglialFacultad de Farmacia excitotoxica en la esclerosis múltiple: una 2001-2003 UPVDpto. de estrategia experimental para el descubrimiento deNeurociencias nuevas dianas terapéuticas.Univ. de Santiago deCompostela Potenciales sistemas de neuroprotección enFacultad de Medicina modelos experimentales de enfermedad de 2003 MCyTy Odontología Parkinson y en neuroesferas de células precursorasDpto. de Ciencias pluripotenciales.Morfológicas Nuevas estrategias terapéuticas en enfermedadesUniv. de Santiago de respiratorias. Búsqueda de efectos terapéuticos 2003 MCyTCompostela mediante la activación de fosfodiesterasas.Facultad de Medicinay OdontologíaDpto. de Fisioloxía Estudio de la función supresora de tumores de 2003 MCyT p130rb2 y p107 en modelos murinos. Línea de investigación: mecanismos inflamatorios en la hipertensión arterial: modelo experimental — — en rata hipertensa. Línea de investigación: penumbra isquémica:Univ. de Santiago de — — modelos experimentales.CompostelaFacultad de Medicinay Odontología Línea de investigación: enfermedades genéticasDpto. de Medicina del riñón. Poliquistosis Renal. Gen PKD1. Gen de la — — uromodulina. Línea de investigación: identificación y validación de — — dianas terapéuticas en enfermedades reumáticas. 83
  • 83. Centro Título Proyecto Duración FinanciaciónUniv. de Santiago deCompostela Envejecimiento cerebral en el perro. Un posibleFacultad de Veterinaria 2003 MCyT modelo natural de la enfermedad de Alzheimer.Dpto. de Anatomía yProducción AnimalUniv. de Santiago deCompostela Construcción de vectores y líneas celulares para elComplejo Hospitalario 2002 FIPSE análisis fenotípico de la infección por VIH.Universitario deSantiagoUniv. da CoruñaFacultad de Ciencias Sistema de determinación de niveles de expresión — —Dpto. de Bioloxía génica por microarray.Celular e MolecularUniv. da CoruñaFacultad de INBIOMED: plataforma de almacenamiento,Informática integración y análisis de datos clínicos, genéticos, 2003 FISDpto. de Tecnologías epidemiológicos e imágenes orientada a lade la Información y investigación sobre patologías.las ComunicacionesUniv. da CoruñaInstituto de Ciencias Marcadores moleculares de la patogénesis de lade la Salud cardiomiopatía dilatada: estudio de la expresión 2001 MCyTUnidad de Biología génica en el miocardio porcino y humano.del DesarrolloUniv. CastillaLa ManchaFacultad de Nuevas dianas terapéuticas en neuroprotección:Químicas/Centro 2000 CICYT canales iónicos y mecanismos antioxidantes.RegionalInvestigacionesBiomédicasUniv. Alicante Alteraciones celulares y moleculares en la retinaFacultad de Ciencias de mamíferos asociadas al Parkinson experimental 2003 MCyTDpto. de Biotecnología y posible terapia. Diferenciación celular y quimiorresistencia en cáncerUniv. Miguel Aventis de colon. Identificación de dianas moleculares y 1999-2002Hernández Pharma; MCyT diseño de estrategias farmacológicas.Hospital UniversitarioElche - InstitutoBiología Molecular y Caracterización y validación terapéutica deCelular compuestos analgésicos y quimiosensibilizadores 2003-2005 MEC de extractos vegetales.Univ. Miguel Transcriptional regulation in synaptic plasticity,Hernández learning and memory under normal and 2004-2008 CEInstituto de pathological situations.NeurocienciasUniv. de CórdobaFacultad de Hormonodependencia de los carcinomas de mamaVeterinaria caninos y felinos como modelo natural del 1999-2002 MECUnidad Docente de carcinoma de mama humano.Histología y AnatomíaPatológica84
  • 84. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Centro Título Proyecto Duración FinanciaciónUniv. de CórdobaFacultad de Medicina Línea de investigación: modelos experimentales de — —Dpto. de Bioquímica Alzheimer.y Biología MolecularUniv. de Córdoba Línea de investigación: investigación de losFacultad de Ciencias fenómenos de integración neuroendocrinaDpto. de Biología mediante células melanotropas (MSH) como — —Celular, Fisiología e modelo experimental. Estudios de aplicaciónInmunología farmacológica.Univ. de LeónFacultad de Veterinaria Búsqueda de dianas con potencial terapéutico en 2003 MCyTDpto. de Farmacología el tratamiento de la criptosporidiosis.y ToxicologíaUniv. de León Línea de investigación: purificación y caracterizaciónFacultad de Biología y localización de neurorreceptores de GABA A, — —Dpto. de Bioquímica dopamina y NMDA. Producción de anticuerpos contray Biología Molecular péptidos sintéticos de sus subunidades. Estudio de la correlación entre la evolución clínicaUniv. Valladolid y pronóstico, y la expresión de la p75 y TrkA enFacultad de Medicina tumores de origen epitelial en humanos. 2001-2003 JCYLDpto. Anatomía y Evaluación terapeútica del inhibidor de TrkA enRadiología tumores epiteliales.Univ. Valladolid Nuevos modelos y estrategias para estudiar losFacultad de Medicina quimiorreptores arteriales: preparación in vitro deDpto. Bioquímica y 2001-2003 FIS ratones modificados genéticamente y aplicación deBiología Molecular y microelectrodos sensibles a acetilcolina.FisiologíaUniv. Valladolid Nuevos blancos moleculares de drogas anti-Instituto de Biología inflamatorias: modulación farmacológica de la 2003-2004 JCYLy Genética Molecular función transcripcional de NFATI.(IBGM) Establecimiento de un modelo in vivo para el desarrollo de fármacos contra la enfermedad de 2003-2005 MCyT Alzheimer. Identification of early markers of disease Aventis Pharma.Univ. De Sevilla progression in a murine transgenic model of 2003-2004 Recherche-Facultad de Farmacia alzheimers disease. DéveloppementDpto. Bioquímica,Bromatología,Toxicología y Caracterización molecular de cambios en el Aventis Pharma.Medicina Legal sistema GABAérgico en el hipocampos de un ratón 2001-2003 Recherche- transgénico que expresa una mutación APP. Développement Cambios durante el envejecimiento en los sistemas GABAérgico, colinérgico y glutamatérgico en modelos 2003-2005 MCyT transgénicos de la enfermedad de alzheimer.Univ. de SevillaFacultad de Farmacia Línea de investigación: patogénesis de laFarmacologia enfermedad inflamatoria intestinal y cáncer — —Experimental y colorrectal: mecanismos inmunoinflamatorios.Farmacia Clínica. Nuevas dianas terapéuticas.Dpto. de Farmacología 85
  • 85. Centro Título Proyecto Duración FinanciaciónUniv. de Sevilla Caracterización de nuevas dianas en el patógenoFacultad de Biología Salmonella enterica: análisis genético y molecularGrupo de Genética 2004 MCyT de funciones de virulencia en los regulones IgaA-Bacteriana. RcsBC y Dam.Dpto. de GenéticaUniv. de SevillaFacultad de Medicina Nuevas técnicas de genómica funcional: análisisGrupo de Expresión mediante DNA-arrays de potenciales genes blanco 2003-2005 FISGénica en de los immunosupresores en células linfoides yEucariontes. granulocíticas.Dpto. de GenéticaUniversidad Pablo deOlavideCentro Andaluz de Desarrollo de un modelo experimental de laBiología del — Aventis-Pharma enfermedad de Alzheimer en ratón.DesarrolloDivisión deNeurocienciasUniv. de Murcia Búsqueda de nuevos elementos genéticosCentro Regional de responsables de la malignización celular inducida 2003 MCyTHemodonación de por TGF-beta.MurciaUniv. ExtremaduraFacultad de MedicinaDpto. de Modelling during drug development. 1998-2003 UEFarmacología yPsiquiatríaUniv. GranadaFacultad de Farmacia Línea de investigación: estudios en modelos deGrupo de Parkinson experimental, epilepsia experimental y — —Comunicación en clínica pediátrica.IntercelularDpto. de FisiologíaUniv. GranadaFacultad de Medicina Línea de investigación: modelos experimentales deGrupo de Inmunología — — inmunopatología.MicrobianaDpto. de MicrobiologíaU. CádizServicio de Línea de investigación: modelos de — —Dermatología. experimentación en toxicología y alergia cutánea.Hospital Universitariode Puerto RealModelos cutáneos de Línea de investigación: modelos deexperimentación de experimentación en oncología cutánea y sus — —alergia, toxicología y nuevas alternativas terapéuticas.cancerologíaUniv. JaénGrupo deInmunobiología Línea de investigación: estudio del proceso — —Tumoral metastásico en modelos experimentales murinos.Dpto. de Ciencias dela Salud86
  • 86. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Centro Título Proyecto Duración FinanciaciónUniv. Málaga Línea de investigación: estudios a nivel molecularFacultad de Ciencias del metabolismo de aminas biógenas y de susDpto. de Biología aplicaciones farmacológicas potenciales. — —Molecular y Aproximaciones genómicas, proteómicas yBioquímica bioinformáticas.U. MálagaFacultad de Ciencias Análisis genético y funcional de la glutaminasaDpto. Bioquímica, humana: terapia génica basada en antisentidos de 2003-2006 MCyTBiología Molecular y la enzima.Química Orgánica Alteraciones del epitelio ependimario como causa de hidrocefalia y procesos neurodegenerativos. Estudio — —Univ. Málaga en modelos animales y casos clínicos humanos.Facultad de CienciasDpto. de Biología Estudio de la vulnerabilidad neuronal gabaérgica yCelular su relación con la inflamación y el estrés de retículo — — en procesos neurodegenerativos asociados con la edad: envejecimiento y enfermedad de alzheimer.Univ. Málaga Papel del ácido lisofosfatídico (LPA) en laFacultad de Ciencias neurogénesis embrionaria y de adultos. Estudio de — FISDpto. de Biología ratones mutantes para el receptor lpA1Animal aprendizaje y memoria. Línea de investigación: modelo experimental de hipertensión intraocular. EstudioUniv. Málaga inmunohistoquímico y ultraestructural de laFacultad de Medicina — — degeneración neuronal y su relación con laDpto. de Histología microvascularización. Modificaciones en el transporte axoplástico.Univ. Las Palmas deGran Canaria COX-2, GTPasas Rho y STATs: su posibleDpto. Bioquímica y asociación en tumorigénesis y su estudio como 2002-2003 —Biología Molecular, posibles dianas terapéuticas.Fisiología Línea de investigación: bases moleculares del cáncer: estudio de las alteraciones de las vías de transducción de señales y mecanismos de regulación — FIS del ciclo celular que suceden como consecuencia de la actividad oncogénica; nuevas dianas terapéuticas y herramientas de diagnóstico precoz. Regulación génica de la formación de biofilms por Staphylococcos: identificación de nuevas dianas 2003-2005 MCYTUniv. Cardenal para el tratamiento de infecciones persistentesHerrera-CEU sobre implantes. Desarrollo de un modelo animal de infección Conselleria de experimental y de nuevas estrategias para el 2003 Ciència i tratamiento conservador de la infección asociada a Tecnología dispositivos intravasculares. Acción antifibrótica del TNFalfa y fibrosis mediada por TGFbeta en arteria carótida de ratas 2003-2004 — espontáneamente hipertensas normotensas. 87
  • 87. Centro Título Proyecto Duración FinanciaciónCentro Superior enAlta Tecnología Validación terapéutica y desarrollo deCientífica neuroprotectores de nueva generación basados en 2002-2004 MCYT(CSAT-FVIB) trialquilglinas.Lab. de Neurobiología Identificación mediante química combinatoria deCentro Superior en compuestos moduladores de la actividad de GPBPAlta Tecnología 2001-2004 CICYT y utilización de los mismos con finalidadCientífica terapéutica en modelos animales con lupus renal.(CSAT-FVIB)Dpto. Inmunobiología.Lab. de Patología GPBP en la patogénesis de la fibrosis tisularAutoinmune asociada a procesos autoinmunes: ensayos 2004-2006 CICYT terapéuticos en modelos murinos.Centro Superior enAlta TecnologíaCientífica(CSAT-FVIB) Estudios de estructura-función de nuevas posiblesDpto. de Biología dianas para la terapéutica antimicrobiana: 2000-2003 DGESICCelular, Molecular y carbamato quinasa, acetilglutamatoquinasa yGenética aspartoquinasaLab. deReconocimientoMolecular Caracterización de dianas moleculares para la regulación de la apoptosis celular. Desarrollo de Fundación ensayos de alto rendimiento para la identificación 2001-2003 SALVATCentro Superior en de moduladores con fines terapéuticos en cáncer y InquifarmaAlta Tecnología neurodegeneración.Científica(CSAT-FVIB) Caracterización de dianas moleculares para laDpto. de Química regulación de la apoptosis celular. Desarrollo deMédica. ensayos de alto rendimiento para la identificación 2002-2004 MCYTLab. de Péptidos y de moduladores con fines terapéuticos en cáncer yDesarrollo de neurodegeneración.Ensayos Inhibidores de CDK-2, caracterización de Merck Farma y 2003 compuestos y proteínas reguladoras. Química SA Líneas de investigación: mecanismo de regulación de la transcitosis por el retromero. Identificación de dianas del retrómero y determinación de su — — función. Diseño de fármacos que actúen sobre lasCentro Superior en dianas del retrómero.Alta TecnologíaCientífica Líneas de investigación: identificación de nuevas(CSAT-FVIB) dianas farmacológicas para su aplicación dentro dePrograma de los Programas de Cribado y Desarrollo Preclínico.Genómica y Estudio de los mecanismos molecularesFarmacoproteómica. responsables de la acción antitumoral deIdentificación de compuestos, con un especial énfasis en dilucidar — —Dianas Moleculares su potencial de activación de las cascadas apoptóticas (muerte programada) de la célula tumoral, sobre los procesos de proliferación celular y en el proceso de vascularización del tumor (angiogénesis).88
  • 88. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Centro Título Proyecto Duración FinanciaciónCentro Superior en Líneas de Investigación: análisis in vivo de laAlta Tecnología inflamación y carcinogénesis epiteliales: interferenciaCientífica biológica entre el receptor de glucocorticoides y NF-(CSAT-FVIB) kB. Mecanismos moleculares que median la acción dePrograma de las hormonas glucocorticoides: identificación de — —Genómica y dianas terapéuticas. Modelos animales transgénicosFarmacoproteómica. para el estudio de malformaciones epiteliales. BasesIdentificación de moleculares del síndrome humano DisplasiaDianas Moleculares Ectodérmica.Institut de Recerca Línea de investigación: estudio de la fisiopatología — —Oncológica de la cistinuria en el ratón knockout de Slc7a9.(IRO)Centro de Genética Línea de investigación: estudio de la función de losMédica y Molecular — — HAT mediante animales knockout.Fundación ReinaMercedes para la Caracterización del mecanismo sensor de glucosaInvestigación en el cuerpo carotideo de rata y su modificación 2003 MCyTSanitaria en condiciones de hiperglucemia crónica.Hospital UniversitarioVirgen del RocíoFundación Parque Línea de investigación: Murine models — —Científico de of disease.BarcelonaCRG - Centre deRegulació Genòmica Línea de investigación: Neurobehavioral — —Genes and disease phenotyping of mouse models of disease.Instituto Canario deInvestigación del Aplicación de la tecnología de BIOCHIPS al estudioCáncer de los mecanismos moleculares de la hormona de(ICIC) 2003-2003 FULP crecimiento – Identificación de perfiles deSección de Oncología expresión génica inducidos por hormonas.Molecular y Biologíadel CáncerInstituto Canario deInvestigación del Micrometástasis óseas de cáncer de mama.Cáncer Detección de dianas terapéuticas en células 2002-2003 ACAETCA(ICIC) tumorales presentes en sangre y médula ósea deSección de Nuevas pacientes de cáncer de mama.terapias para el cáncer Análisis fenotípico y proteómico de la inhibición específica de NF-KB en células malignas: 2003 MCYT implicaciones terapéuticas.Hospital Clínico y Papel fisiopatológico de los eicosanoides derivadosUniversitario de de la 5-lipooxigenasa y la ciclooxigenasa-2 en la 2003 MCYTBarcelona inflamación y fibrosis hepática. Estudios en ratones modificados genéticamente. Dianas metabólicas y moleculares del efecto del tungstato sódico sobre la pérdida de peso en la 2003 MCYT obesidad. 89
  • 89. Centro Título Proyecto Duración FinanciaciónHospital Univ. Valld’HebronCentre Línea de investigación: Molecular profiling of — —d’Investigacions en target genes in tumors of the mutator phenotype.Bioquimica i BiologiaMolecular (CIBBIM)Fundació irsiCaixa. Interferencia de RNA: aplicación en la búsquedaHospital Universitari 2002 FIPSE de nuevas dianas antivirales.Germans Trias i PujolHospital La FeCentro de Desarrollo de un modelo hepatocelular humanoInvestigación diferenciado para estudios de metabolismo y 2003 MCYTUnidad Hepatología potencial inductor de nuevos fármacos.Experimental Genómica funcional del linfoma Malt con un nuevoHospital Clínico Fundación reordenamiento del oncogén Malt1: implicaciones 2004Universitario Valencia La Caixa como diana terapéutica potencial. “Patrón de expresión génica mediante microarrays en las hiperlipemias genéticas”. Red temática de investigación cooperativa “Estudio genético, 2003-2005 FIS metabólico, clínico, terapéutico y epidemiológico de las hiperlipemias hereditarias genéticas en España”. Selección de oligonucleótidos (Aptámeros) capacesHospital Ramón de interaccionar de forma específica con proteínasy Cajal reguladoras del proceso de apoptosis. Análisis de 2002-2004 FIS la capacidad de los aptámeros seleccionados de modular la actividad de estas proteínas en enfermedades neurodegenerativas. Selección de aptámeros frente a proteínas específicas que intervienen en la regulación de la apoptósis 2003-2005 FIS durante la infección por Leishmania infantum. Cardiomiopatía hipertrófica familiar:Hospital Universitario caracterización de las mutaciones asociadas y — CAMLa Paz desarrollo de un modelo experimental para el análisis funcional de los genes mutados.Hospital Gregorio Mapas proteómicos de leucocitosMarañón polimorfonucleares neutrófilos (PMNS). Modelos — —Lab. de Biología animal y humano.Celular Papel del receptor cannabinoide CB1 en modelos animales de enfermedad de Parkinson y estudios deHospital Doce de Fundación la eficacia y complicaciones del tratamiento con 2003Octubre La Caixa I-DOPA o agonistas dopaminérgicos en ratones desprovistos del gen del receptor cannabinoide CB1Hospital GeneralUniversitario de Elche Diferenciación celular y quimiorresistencia en(HGUE) cáncer de colon. Identificación de dianasGrupo de Oncología 1999-2002 CICYT moleculares y diseño de estrategiasMolecular farmacológicas.Unidad deInvestigación90
  • 90. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Centro Titulo Proyecto Duración Financiación Modelo murino de infección pulmonar crónica por Pseudomonas aeruginosa: efecto de la Hospital Son Dureta 2003 MCYT hipermutación sobre la adaptación, virulencia y resistencia a antibióticos Hospital Universitario Búsqueda de nuevas dianas contra las infecciones Ntra. Sra. de 2000-2006 PDCAN causadas por estafilococos. Candelaria Fundación privada Instituto de Inhibición de la replicación del VIH mediada por 2003 MCYT Investigación del RNAs interferentes. SIDA-Caixa Diagnóstico molecular y dianas terapéuticas de la Owl Genomics — IMADE esteatohepatitis. Inhibidores de GSK-3. Una nueva estrategia Neuropharma terapéutica para la enfermedad de Alzheimer y — — otros procesos neurodegenerativos. Identificación de marcadores moleculares y dianas Proteomika SL terapéuticas en cáncer de vejiga, empleando — — herramientas de proteómica.Fig. 29. Proyectos de I+D españoles en validación de dianas.Fuente: elaboración propia.AcrónimosPN, Plan Nacional; FIS, Fondo de Investigaciones Sanitarias; MCyT, Ministerio de Ciencia y Tecnología; CAM, Comunidad deMadrid; DGESI, MEyC, Ministerio de Educación y Cultura; FRA, Fundación Ramón Areces; CICYT, Comisión Interministerialde Ciencia y Tecnología; UAB, Universidad Autónoma de Barcelona; UE, Unión Europea; PGI y DT, Plan Gallego deInvestigación y Desarrollo Tecnológico; DGES, Dirección General de Enseñanza Superior; FCRG, Fundación Centro deRegulación Genómic; CSIC, Consejo Superior de Investigaciones Científicas; SEA, Sociedad Española de Arteriosclerosis;GV, Gobierno Vasco; MTAS, Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales; ACM, Asociación de Celíacos de Madrid; FIPSE,Fundación para la Investigación y la Prevención del Sida; MMA, Mutua Madrileña Automovilista; MSC, Ministerio deSanidad y Consumo; JCYL, Junta de Castilla y León; GN, Gobierno de Navarra; SEC, Sociedad Española de Cardiología;IMADE, Instituto Madrileño de Desarrollo. 91
  • 91. Anexo II: Empresas internacionales en validación de dianas Empresa Productos Servicios Actividad Colaboraciones Desarrollo de anticuerpos Lexicon Genetics Inc., AnticuerposAbgenix Microarrays de terapéuticos Pfizer, Amgen, Ambit (XenoMouse®www.abgenix.com tejidos principalmente frente al Biosciences, Schering- XenoMax™) cáncer Plough, Celltech Desarrollo deAlnylam tratamientos basados en Reactivos paraPharmaceuticals ARNi para Parkinson, Merck siRNAwww.alnylam.com degeneración macular, VRS y lesión medular Análisis de la Servicios de apoyo enAlthea Technologies ARNsi para validar expresión génica Expression Analysis, las diferentes fases de lawww.altheatech.com dianas (eXpress Profiling™, Inc. I+D farmacéutica Signature Discovery™) Kits fabricación de ARNsi Cenix BioScience, Vectores de Proveedor de productos Applied Biosystems,Ambion expresión de ARNsi de biología molecular Caliper Technologieswww.ambion.com (pSilencer™ 5.1) basados en ARN Corp., Sigma Aldrich Reactivos Corp., Qiagen ARNsi (Silencer®) Microarrays Desarrollo de fármacos y anticuerpos terapéuticos Validación de dianas Abgenix, ISIS frente a cáncer,Amgen mediante Pharmaceuticals, inflamación,www.amgen.com microarrays, Cambridge Antibody enfermedades proteómica, ARNi Technology metabólicas, neurología y hematología Productos de biología Análisis de laApplied Biosystems molecular dirigidos a Kits para la síntesis expresión génica Myriad genetics,www.appliedbiosyste investigación básica, de PNAs (TaqMan®, arrays, Ambionms.com farmacéutica, y tests LS*LIMS™) estandarizados Aptómeros (SELEX) Aptómeros terapéuticosArchemix Ribozimas frente a enfermedades sirna Therapeuticswww.archemix.com (Riboreporter™) crónicas y agudas Aventis, Xantos Proveedor de tejidos Arrays de tejidos biomedicine, humanos y productosArdais (Ardais® tissue Astrazeneca, Bristol relacionados parawww.ardais.com arrays) Myers Squibb, investigación Tejidos humanos Affymetrix, Abgenix, farmacéutica Curagen Merck, Bayer AG, Ratones manipulados Sanofi-Aventis, (ArteMice Biovitrum, EVOTECArtemis Servicios de generación CONDITIONAL™, Neurosciences,Pharmaceuticals de ratones trangénicos y ArteMice Regeneronwww.artemis- herramientas CONSTITUTIVE™, Pharmaceuticals,pharmaceuticals.de relacionadas ArteMiceHUMANIZED™, Schering AG, ArteMice™ RNAi) Boehringer Ingelheim, Aventis, Benitec92
  • 92. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Empresa Productos Servicios Actividad Colaboraciones Aventis, Schering, ISIS Pharmac., GeneBloc® MetaGen Pharmac., Diseño, selección y Desarrollo de ARNi ARNsi Byk Gulden,Atugen síntesis de terapéuticos en Vectores Astrazeneca, Kinetekwww.atugen.com antisentidos y oncología y Reactivos de Pharma, Novo Nordisc, reactivos a la carta enfermedades hepáticas administración Arena Pharma., Phogen ltd., Serono, Axys Productos y serviciosAviva Biosciences Microarrays de dirigidos alCorporation Axon Instruments células descubrimiento dewww.avivabio.com fármacos Tecnología propia Desarrollo de nuevas ArtemisBenitec Acuerdos de de silenciamiento terapias basadas en Pharmaceuticals,www.benitec.com.au investigación de ARNi (ddRNAi) ARNsi y ddARNsi Promega Desarrollo de nuevos AstraZeneca, Validación basada enBeyond Genomics tratamientos mediante GlaxoSmithKline, proteómica, genómica,www.beyondgenomics su plataforma de Novartis, DiaDexus, metabolómica y.com farmacología de Boston Univ. School of software sistemas Medicine Microarrays de Proveedor de sistemasBiacore estudio de de análisis dewww.biacore.com interacciones entre interacciones entre proteínas proteínas Kits antisentido Servicios de diseño Fabricante de kits de Promega, TranzymeBiognostik prediseñado de antisentidos análisis de la función de Inc., Antisensewww.biognostik.com Antisentidos a la (R.A.D.A.R.®) proteínas Pharma carta Merck & Co Inc., Vectores para Desarrollo de vacunas Astrazeneca,Biovex validar dianas del para prevenir y tratar GlaxoSmithKline,www.biovex.com sistema nervioso cáncer y enfermedades Aventis Pharma, (NeuroVEX) infecciosas crónicas Wyeth Software para Bioinformática aplicada identificación yInpharmatica al descubrimiento de Galapagos, Novartis, validaciónwww.inpharmatica.co. nuevas dianas Serono S.A, Chiron (PharmaCarta™,uk terapéuticas y nuevos Corp., Genentech Biopendium™, tratamientos Chematica™)Cambridge Antibody Descubrimiento y Abbott, Lonza AnticuerposTechnology plc desarrollo de anticuerpos Biologics , Amgen , monoclonales parawww.cambridgeantibo monoclonales para Merck, Pfizer, Chugai, validacióndy.com terapia Wyeth-Research Seattle Genetics Inc., Merck, Pfizer, Bristol- Myers, Genzyme, Plataforma Desarrollo de nuevos Pharmacia, Immunex,Celera Genomics bioinformática on- tratamientos frente al Oxagen, SeattleCorporation line (Celera cáncer, enfermedades Genetics, ISIS Pharm.,www.celera.com Discovery autoinmunes e Somalogic, Aventis, System™) inflamatorias Maxim Pharm., Abbott Laboratories, Seattle Genetics 93
  • 93. Empresa Productos Servicios Actividad Colaboraciones Becton Dickinson and Co., Norak Biosciences Microarrays de Inc., Wyeth-Ayerst Lab., células e Serono S.A., Discovery Plataforma de screeningCellomics instrumental Partners International y análisis de células awww.cellomics.com (ArrayScan®, Inc., Boehringer gran escala KineticScan®, Ingelheim, Abgenix, CellSelect™) AstraZeneca, Aclara BioSciences, Merck, Carl Zeiss Jena. Desarrollo de fármacos y anticuerposCelltech Anticuerpos monoclonales frente awww.celltechgroup. monoclonales (Fab, enfermedades del Atugen, Abgenixcom SLAM) sistema nervioso, enfermedades inmunes y cáncer Servicios deCenix Bioscience investigación basados en ARN para validación a Ambion, Alnylam,www.cenix- ARNi aplicado en células gran escala (HT-RNAi) Bayer, Scheringbioscience.com humanas, de Drosophila y C. elegans Herramientas y servicios Arrays de proteínas de investigación enCiphergen Biosystems (ProteinChip™) proteómica orientada al MediGene AGwww.ciphergen.com Software desarrollo de nuevos fármacos Genómica para Sequenom, desarrollo de nuevos Microarrays GlaxoSmithKline, fármacos, proteínas yCuragen Corporation (CuraChip™) y Roche, Bayer, Ardais, anticuerpos terapéuticoswww.curagen.com análisis de interacción Abgenix, Seattle en cáncer, enfermedades de proteínas Genetics, Bayer, inflamatorias y TopoTarget metabólicas Servicios deCytogenix Desarrollo de agentes Endovasc Ltd., validación conwww.cytogenix.com terapéuticos de ADN Omnimmune Corp. tecnología ssDNA BioXell SpA, Desarrollo de fármacos CombinatoRx Inc., Servicios de para enfermedadesDanioLabs Modelos de pez Oxagen Ltd., KS validación con pez neurológicas,www.daniolabs.com cebra Biomedix Ltd., Sosei cebra oftalmología, Co. Ltd., ProSkelia, osteoporosis BioXell Pfizer, GlaxoSmithKline, Bases de datos de Herramientas y servicios Merck, Hyseq Inc., Eli Ratones knock-out yDeltagen función de genes de validación para el Lilly and Co., Lexicon transgénicos a lawww.deltagen.com de mamíferos descubrimiento de Genetics Inc., Vertex, carta (DeltaOne™) (Deltabase™) fármacos Schering-Plough, Roche Bioscience, Tularik Inc. Desarrollo de nuevosDevelogen AG. Servicios de fármacos frente a Evotec OAI, Dianas validadaswww.develogen.com validación de dianas enfermedades DoubleTwist Inc. metabólicas94
  • 94. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Empresa Productos Servicios Actividad Colaboraciones Servicios de Identificación y validación con ARNi, validación de dianas yDegven Base de datos modelos vivos, C. compuestos químicos Genentech, Metabolex,www.devgen.com (Pheno Base™) elegans (Function para enfermedades Sumitomo Pharm. Co. Factory™) y bases de metabólicas y datos (Pheno Base™) cardiovasculares Kits, RNAs a la carta, grupos de Proveedor de productos Bayer, Odyssey TheraDharmacon siRNA validados relacionados con ARNi y Inc., Exelixis Inc.,www.dharmacon.com (siGENOME™, ARNsi Upstate Group Inc. siARRAY™, SMARTpool®) Desarrollo deDiscovery Genomics, herramientas de terapia AngioGenetics AB,Inc. Morfolinos en pez génica para Sequitur Inc., Technewww.discoverygenomic cebra (Morphant®) enfermedades de la Corp.s.net/morphant.phtml sangre N.V. Organon, Johnson Colaboración con Validación mediante & Johnson, Zen-BioEntelos empresas farmacéuticas bioinformática Inc., Bristol-Myerswww.entelos.com para acelerar el desarrollo (PhysioLab) Squibb, Aventis, Bayer de tratamientos AG, AstraZeneca Microarrays (GEArray®) SuperArray Bioscience siRNA, LAN, PNAs a Proveedor de Corp., EpochEurogentec la carta herramientas Biosciences Inc.,www.eurogentec.com Anticuerpos, genómicas, proteómicas Mosaic Technologies péptidos y biológicas Inc. Microarrays de proteínas Plataforma de validación GPRCs Investigación enEuroscreen Líneas celulares (modelos vivos, receptores acoplados awww.euroscreen.be (AequoScreen™) anticuerpos, proteínas G y desarrollo microarrays, de fármacos AequoScreen™) Identificación y GlaxoSmithKline plc., validación de dianas Desarrollo de fármacos Bristol-Myers Squibb,Exelixis (ARNi, modelos de frente a cáncer basados Protein Design Labswww.exelixis.com Drosophyla, C. elegans, en genómica Inc., Pharmacia Corp., raton y pez cebra) Bayer, AVI BioPharma LNA™ Comercialización deExiqon Microarrays de tecnologías propias Proligo LLCwww.exiqon.com proteínas mediante licencias y (AQ-Link™) colaboraciones Diseño y síntesis de Desarrollo de nuevos AstraZeneca,ExpressOn BioSystems oligonucleótidos oligonucleótidos Auvation, Sankyowww.expresson.co.uk (ACCESSarray 4000) antisentido y ARNsi Pharma Boehringer Ingelheim, GlaxoSmithKline, Descubrimiento de Celgene, Wyeth,Galápagos Bases de datos Validación mediante fármacos frente a BioFocus, Bayer, Procterwww.galapagosgenom (SilenceSelect™, ARNi y cultivos osteoporosis, artritis & Gamble,ics.com FleXSelect) celulares reumatoide, Alzheimer y Inpharmatica, Exelixis, asma Euroscreen, Pharmacia, Incyte Genomics, Vertex Pharm, UCB Pharma 95
  • 95. Empresa Productos Servicios Actividad Colaboraciones Aventis, Solvay S.A., Wyeth, Takeda Chemical, Daiichi Pharm.l Co. Ltd., Bases de datos y Servicios de I+D Artesian, Morphochem,Gene Logic software Validación bajo dirigidos a empresas UCB Pharma,www.genelogic.com (Bioexpress, contrato farmacéuticas y GlaxoSmithKline, Ascenta™) biotecnológicas PsychoGenics, AstraZeneca, Sankyo Co. Ltd., LG Chemical Ltd, Japan Tobacco Inc., Procter&Gamble Descubrimiento, desarrollo, fabricación y Tecnologías comercialización de Lexicon Genetics,Genentech antisentido nuevos fármacos para Phenomix,www.gene.com Anticuerpos oncología e inmunología Inpharmatica, Devgen monoclonales basados en el conocimiento del genoma humano Proveedor de Oligonucleótidos Open Biosystems Inc.,Gene Tools oligonucleótidos tipo antisentido Mermaid Pharm., AVIwww.gene-tools.com morfolino para (Morfolinos) BioPharma Inc. investigación Altana AG, Degussa Software Proveedor de software AG, MWG Biotech AG,Genedata (Genedata para el descubrimiento Schering AG, Novartiswww.genedata.com PhylosopherR, de fármacos AG, Affymetrix, ExpressionistRPro) Schering, Bayer Desarrollo de anticuerpos humanos AnticuerposGenmab para tratamiento de Roche, Amgen, monoclonaleswww.genmab.com enfermedades Medarex Inc. (HuMax™) autoinmunes, infecciosas y cáncer Desarrollo deGenomics Muestras de suero, Bases de datos y herramientas paraCollaborative ADN y tejidos (GCI software (GCI validar dianas ywww.genomicsinc.com Tissue Access™) Access™) comercialización de dianas validadas Producción de anticuerpos AnticuerposGenovac Purificación, marcaje monoclonales y Adquirido por Aldevron prediseñados y a lawww.genovac.com de anticuerpos policlonales por LLC carta inmunización genética Ratones y ratas transgénicas (Safe Desarrollo de modelos Sanofi-synthelabo, DNA Transgenesis™,Genoway genéticamente SynX Pharma Inc., Quick Knock-in™,www.genoway.com modificados de ratón y Laboratoires Servier, RNAi Transgenesis™) rata Altana Pharma ARNi in vivo (SAFE in vivo RNAi™) Identificación y Desarrollo yGenta validación comercialización de Oasis Bioscienceswww.genta.com (Antisentidos, ARNi, nuevos tratamientos OptiSense™) para cáncer96
  • 96. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Empresa Productos Servicios Actividad Colaboraciones Diagnóstico de enfermedades y Validación de dianas y desarrollo de nuevos Mirus, Imgenex,Genzyme SAGE® desarrollo de tratamientos para Celera, Myriadwww.genzyme.com fármacos enfermedades genéticas, Genetics cardiovasculares, inmunes y cáncer Medtronic Inc., MethylGene, Isis Pharm. Inc., I+D y comercialización Tecnologías Aegera Therapeutics de nuevas terapiasHybridon antisentido Inc., The Immune antisentido para cáncer,www.hybridon.com (oligonucleótidos Response Corporation, asma/alergias e sintéticos) Alnylam Pharm. Inc. infecciones Migenix Inc., Epigénesis, Integrated DNA Technologies Inc. Servier Research Group, Mindsense Estudio de Descubrimiento de Biosystems Ltd., Oxford interacciones de fármacos mediante el GlycoSciences plc.,Hybrigenics proteínas (doble estudio de interacciones Lynx Therapeutics Inc.,www.hybrigenics.com híbrido, PIM®, proteicas, validación Genome Express, Small LIMS®) funcional de dianas y Molecule Therapeutics Modelos animales screening de compuestos Inc., Apoxis, Incyte , Merck, XTL Biopharm. Desarrollo de anticuerposIclectus Intracuerpos que funcionan en elwww.iclectus.com interior de células Anticuerpos Desarrollo y ARNi comercialización de Genzyme MolecularImgenex Vectores reactivos para estudio Oncology,www.imgenex.com (GeneSuppressor™) de enfermedades, kits SuperBioChip Arrays de tejidos de diagnóstico y nuevos Laboratories (Histo-Array™) tratamientos Desarrollo de Plataforma de tratamientos frente a Affimetrix, Novartis,Immusol validación in vivo con enfermedades Medarex, Chugai,www.immusol.com ARNsi y microarrays infecciosas, metabólicas Pfizer y cáncer Base de datos de Desarrollo de nuevos Galapagos, Ingenium, Plataforma deIncyte Corporation secuencias fármacos para cáncer, VIH, Medarex, Lexicon validación conwww.incyte.com expresadas enfermedades metabólicas Genetics Inc., Bayer, animales modelo (LifeSeq) y autoinmunes Pfizer, Pharmasset Ltd. Elan, Roche, Bayer AG, Incyte Corp., Merck, Gruenenthal GmbH,Ingenium Identificación y Desarrollo de Wyeth, Molecularpharmaceuticals validación de dianas tecnologías de validación Engines Laboratorieswww.ingenium- en ratones (Deductive de dianas in vivo y de SA, Oxagen Ltd.,ag.com/ Genomics®) desarrollo de fármacos Sequenom Inc., Incyte Genomics Inc., Lynkeus BioTech GmbH TecnologíasIntegrated DNA Proveedor de Promega Corp., Isis antisentido a laTechnologies oligonucleótidos a la Pharm. Inc., carta: LNA, ARNi,www.idtdna.com carta Sequenom Inc. ddARNi, miARN 97
  • 97. Empresa Productos Servicios Actividad Colaboraciones Desarrollo de tecnología ARNsi in vitro e in Qiagen, Sequitur,Intradigm Corporation Validación de dianas de ARNi in vivo para vivo DirectGene,www.intradigm.com por contrato terapia de cáncer y otras Vectores Europroteome enfermedades. ARNi (Stealth™ Proveedor de tecnologías RNAi, BLOCK-iTTM Anticuerpos y para investigaciónInvitrogen (Sequitur) Procter&Gamble, ARNsi péptidos a la carta básica, desarrollo dewww.invitrogen.com Zyomix Modelos celulares Doble híbrido fármacos y (CellSensor™) bioproducción ARNsi Vectores Proveedor deInvivogen (psiRNA™) herramientas parawww.invivogen.com Software de investigación selección de ARNsi (siRNA Wizard™) Alnylam, Amgen, Chiron, Abott, Pfizzer, GlaxoSmithKline, Merck,ISIS Pharmaceuticals Desarrollo de fármacos Aventis, Astrazeneca, Tecnologíaswww.isispharm.com/f que actúan sobre ARNm, Atugen, Sequitur, antisentidounc_genomics.html terapias antisentido Amgen, Chiron Corp., Pharmacia, Johnson&Johnson, Celera Microarrays deJerini array Desarrollo de nuevos péptidos (PepStar™, Péptidos a la carta ytechnology fármacos peptídicos y PepSpots™, librerías de péptidoswww.jerini.com químicos RepliTope™) Descubrimiento y desarrollo de nuevosKalypsis Química genética, Merck, CV fármacos frente a cáncer,www.kalypsys.com bioinformática Therapeutics Inc. enfermedades metabólicas e inflamatorias Servicios a la carta Investigación yKeyNeurotek Animales modelo, desarrollo de fármacos Evotec OAIwww.keyneurotek.de ensayos in vivo e in para enfermedades del vitro (TELOMICS™) sistema nervioso central Bristol-Myers Squibb., Genentech Inc., Desarrollo de fármacos Ratones knock-out y Takeda Pharmaceutical frente a enfermedades transgénicos Company Limited,Lexicon genetics humanas mediante (Genome5000, Gene Abgenix Inc., Pfizer,www.lexgen.com búsqueda de nuevas Targeting, Gene Johnson & Johnson, dianas a escala Trapping) Aventis, Roche, Merck, genómica Eli Lilly, Bayer, Immunex Desarrollo de anticuerpos Incyte, Sangamo, humanos para terapia de Athersys, Pfizer,Medarex Anticuerpos (Trans- enfermedades Ability, Biosite, Eli Lilly,www.medarex.com PhageSM, UltiMAb) auntoinmunes, infecciosas Oxford GlycoSciences, y cáncer Eos Microarrays de ADNc Perfilado de la expresiónMemorec (PIQOR™) mediante microarrays dewww.memorec.com Ratones transgénicos ADNc Bioinformática98
  • 98. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Empresa Productos Servicios Actividad Colaboraciones Plataforma de Descubrimiento de descubrimiento de nuevos tratamientos aMillenium dianas y fármacos partir del conocimientoPharmaceuticals Roche basada en genómica, de los distintos procesoswww.mlnm.com proteómica y implicados en la bioinformática enfermedad Tecnologías, Descubrimiento y herramientas y comercialización deMirus Servicios de Genzyme Corp., reactivos antisentido tecnologías y productoswww.mirusbio.com laboratorio a la carta Transgene in vitro e in vivo innovadores basados en (TransIT®) ácidos nucleicosMWG Biotech Librerías de ARNsi Síntesis y purificación dewww.mwg- y ARNsi a la carta oligonucleótidos y ARNsi GeneDatabiotech.com (siMAX™) a la carta Genómica, proteómica Desarrollo de fármacos Abbott, Bayer, Lilly,Myriad Genetics y bioinformática para frente a cáncer y Searle, Genzyme,www.myriad.com identificación y enfermedad de Applied Biosystems validación de dianas. Alzheimer Kit de síntesis de ARNi Proveedor de productosNew England Biolabs RheoGene Inc., Dyax ARNsi y reactivos de alta pureza parawww.neb.com Corp. (TransPass™, investigación ShortCut™) Desarrollo y Tecnologías deNucleonics comercialización de Apath LLC, Novosom interferencia ywww.nucleonicsinc.com terapias basadas en AG, Wyeth vectores (eiRNA) tecnologías de ARNi ARNsi a la carta y Proveedor deOligoEngine vectores (pSUPER oligonucleótidos a lawww.oligoengine.com RNAi System™) carta Plataforma basada en Desarrollo de datos clínicos, estudios compuestosOxagen Celera, Daniolabs, de función biológica y biofarmacéuticos parawww.oxagen.co.uk Ingenium Pharm. bioinformática dianas validadas en su (CartaGena™) plataforma genética Desarrollo de terapias Vectores para frente a cáncer y AstraZeneca, Wyeth,Oxford BioMedica administrar enfermedades Merck, Biogen Idec,www.oxfordbiomedica. tecnologías neurológicas basadas en Amersham, Molmed,co.uk antisentido y genes el conocimiento de la Arius Research, Kiadis (LentiVector®) función de genesOzGen Ratones transgénicos Desarrollo de ratoneswww.ozgene.com y knock-out modificados genéticamente Allergan , Bayer, Bristol- Myers Squibb, Cubist , Software y base de Johnson & Johnson , datos de perfiles de Schering-Plough, expresión de tejidos Proveer herramientas Amersham,Pharmagene (TargetEvaluator™) que permitan acelerar el AstraZeneca, Bayer UK,www.pharmagene.com Screening, química desarrollo de fármacos Boehringer Ingelheim, genética (Phase GlaxoSmithKline, ZERO™) Janssen , Merck, Oxford Biomedica, Pfizer, Roche, Vernalis 99
  • 99. Empresa Productos Servicios Actividad ColaboracionesPhenomix Desarrollo de fármacos Mutagénesis de Genentech, Inc.,www.phenomixcorp. para enfermedades ratones al azar Plexxikon Inc.com inmunes y metabólicas Pez cebra, morfolinos, Investigación bajoPhylonix análisis de la contrato con pez cebraPharmaceuticals Inc expresión génica, para desarrollo ywww.phylonix.com hibridación in situ screening de fármacos Oligonucleótidos de Proveedor de solucionesProligo ADN o ARN (LNA®), basadas en ácidos Inex Pharm. Corp.www.proligo.com y ARNsi nucleicos innovadores Microarrays ARNi Integrated DNA (CodeBreaker™ Proveedor de reactivos Technologies Inc.,Promega RiboMAX™) biológicos para Benitec, EraGenwww.promega.com Vectores investigación y Biosciences Inc., (psiCHECK™, aplicaciones tecnológicas Serologicals Corp. siLentGene™, siSTRIKE™) Desarrollo deProQinase Modelos in vitro e tratamientos para cáncerwww.proqinase.com in vivo que actúan sobre proteinquinasas Estudio de expresión Tecnologías proteómicas Eli Lilly Canada Inc.,Protana inc. e interacciones entre punteras aplicables a Cephalon Inc.,www.protana.com proteínas (PathMap™, todo el proceso de I+D Abgenix Inc., Agilent PhosMap™) farmacéutica Technologies Compañía biotecnológicaProteome Factory Validación de dianas especializada enwww.proteomefactory en cultivos celulares y proteómica y validación.com modelos de ratón de dianas Desarrollo y comercialización deQiagen siRNA validados y a herramientas para Ambion, Affymetrixwww.qiagen.com la carta, reactivos investigación biológica, Inc. desarrollo de fármacos y diagnóstico molecular Desarrollo y ARNi, ratones comercialización deRegeneron transgénicos y knock- medicamentos para Sanofi-Aventiswww.regeneron.com out (Velocigene™) tratamiento de obesidad, artritis reumatoide Desarrollo de fármacos Estudio de rutas para tratamiento de Novartis, Pfizer,Rigel Inc. implicadas en la asma/alergia, hepatitis Johnsons&Johnsons,www.rigel.com progresión de la C, artritis reumatoide y Daiichi enfermedad cáncerRNA-TEC Proveedor de ARN para RNAi, ribozimas yhttp://www.rna- uso in vitro e in vivo, aptómerostec.com ribozimas y aptómeros Experimentos con Tecnologías de validación Proligo, Quiagen,RNAx ARNsi sobre líneas de alto rendimiento Charité, metaGenwww.rnax.de celulares basadas en ARNi Pharm.100
  • 100. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Empresa Productos Servicios Actividad Colaboraciones Desarrollo de Microarrays y tecnologías deRosetta Inpharmatics software de análisis investigación genómica y Filial de Merckwww.rii.com (Rosetta Resolver®) análisis de datos para selección de dianas Tecnologías Desarrollo ySantaris antisentido comercialización dewww.santaris.com (oligonucleótidos, nuevos fármacos para el LNA, ARNsi) tratamiento de cáncer Proveedor de productos de análisis genético para CuraGen Corp.,Sequenom Microarrays Validación de dianas investigación biomédica, Morphochem AG,www.sequenom.com (MassARRAY™) en cultivos celulares medicina molecular y Autogen Ltd. agriculturaSigma-Genosys Oligonucleótidos Proveedor dewww.sigma- antisentido herramientas y reactivos Compugen Ltd.genosys.com Péptidos de biología molecular Desarrollo de terapiasSirna Therapeutics Eli Lilly, Archemix, ARNsi basadas en la tecnologíawww.rpi.com Abott del ARNi Tecnologías Tecnologías basadas enSomagenics antisentido (oligos, ARN para diagnóstico ywww.somagenics.com ARNsi, ribozimas, desarrollo de fármacos RNA Lassos™) Chips de Desarrollo de sistemasSomalogic aptómeros para de diagnóstico a partir Celerawww.somalogic.com detección de del perfil de expresión proteínas de proteínas Productos, herramientas y servicios de clonaje,Spring Bioscience Kits de ARNsi, screening de dianas ywww.springbio.com anticuerpos análisis de la expresión de proteínas Desarrollo y comercialización de productos y tecnologíasStratagen ARNsi y reactivos de biología molecular, Affymetrix Inc.www.stratagene.com de transfección genómica, proteómica fármacología y toxicología Desarrollo y Identificación y comercialización de Invitrogen, EMDTecan caracterización de soluciones para I+D Biosciences, Inc.,www.tecan.com proteínas y estudio farmacéutica, genómica, Pierce de su expresión proteómica y diagnóstico Servicios para investigadores en terapia génica,Trilink Oligonucleótidos quimioterapia conwww.trilinkbiotech.com modificados nucleósidos, oligonucleótidos y diagnóstico 101
  • 101. Empresa Productos Servicios Actividad Colaboraciones Desarrollar productos de análisis de la ARNsi (siRNA Estudio de señalización celular,Upstate siAb™, siRNA interacciones Phylos Inc., plataformaswww.upstate.com SMARTpools™, proteicas Dharmacon tecnológicas, servicios pKD™) (PathwayProfiler™) de investigación básica y desarrollo farmacéutico Servicios de desarrollo Genómica química de fármacos y deVASTox limited con pez cebra y toxicología para lawww.vastox.com Drosophila industria farmacéutica y biotecnológica Tecnologías de Modelos celulares Servicios basados en trangénesis e imagenxenogen (Bioware™) y ratones y ratas Morphochem AG, dirigidas a la I+Dwww.xenogen.com animales (LPTA® transgénicas y Pfizer farmacéutica, Animal Models) knock-out biotecnológica y química Compañía biotecnológica especializada en Stemline TherapeuticsXerion proteómica funcional y Inc., ARIUS ResearchPharmaceuticals Tecnologías validación de dianas que Inc., ALTANA AG,www.xerion- proteómicas y CALI proporciona dianas PROCORDE GmbH,pharma.com validadas y anticuerpos Xerion Pharm., Aventis terapéuticos Genentech Inc., I+D preclínica y clínica Millennium Pharm. de anticuerpos y Inc., Alexion Pharm.Xoma Anticuerpos proteínas recombinantes Inc., Chiron Corp.,www.xoma.com monoclonales para tratamiento de Aphton Corp., Triton cáncer, enfermedades BioSystems, Zephyr inmunes e infecciosas Sciences Inc. Modelos de pez Desarrollo de fármacos cebra, librería deZnomics con pez cebra como mutantes de pezwww.znomics.com modelo de enfermedad y cebra sistema de screening (ZeneMarkTM) Desarrollo de modelos de pez cebra para Becton Dickinson and Peces cebra preclínica de fármacosZygogen Co., Aventis, NuTec transgénicos (Z-Tag™, frente a enfermedadeswww.zygogen.com Sciences Inc., Ariad Z-Lipotrack™) cardiovasculares, Pharm., Curis Inc. neurodegenerativas y cáncer Desarrollo yZyomix Microarrays de comercialización de Invitrogenwww.zyomyx.com proteínas plataformas de análisis de proteínasFig. 30. Empresas internacionales en validación de dianas.Fuente: elaboración propia.102
  • 102. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASAnexo III: Empresas españolas en validación de dianas163 Advanced In Vitro Cell Technologies, S.L. Área de aplicación Salud humana. Contribuir a la obtención de nuevos medicamentos a partir de nuevas Misión tecnologías adquiridas en universidades españolas y/o desarrolladas por Advancell (modelos celulares in vitro). Servicios relacionados Servicios de validación de dianas a la carta mediante modelos celulares ad hoc con identificación y para el estudio de dianas concretas y screening de potenciales fármacos frente validación de dianas a las mismas. Modelos in vitro para estudios ADMET, administración de fármacos, Cáncer, I+D dermatología, inflamación, cosmética, biocompatibilidad, toxicidad, etc. Acuerdos y Pharma Mar, Smith&Nephew, Merck, Cytochroma, Grifols, ICN, Lipotec S.A., colaboraciones DiverDrugs SL, NorayBio, Cognis, Myrurgia, Progenika, Crystax, Oryzon, científicas Crystax y Laboratorios Esteve. Dirección: Parc Científic de Barcelona. Baldiri Reixac, 10-12. 08028 Barcelona. Contacto Web: http://www.advancell.net Bioalma, S.L. Área de aplicación Salud humana. Misión Bioinformática. Servicios relacionados Consultoría, formación y desarrollo de software aplicado a los microarrays de con identificación y ADN. validación de dianas Bioinfomática aplicada a microarrays de ADN. I+D Sistemas de extracción de información. Acuerdos y colaboraciones CNIO, Genetrix. científicas Dirección: Centro Empresarial Euronova. Ronda de Poniente, 4 - 2ª planta, Contacto Unidad C-D. 28760 Tres Cantos, Madrid. Web: http://www.almabioinfo.com163 Advancell (www.advancell.net) Bioalma (www.almabioinfo.com) Dominion Pharmakine (www.pharmakine.com) Instituto de Farmacia Industrial (www.usc.es/farmind/doc/servicios.htm) Oryzon Genomics (www.oryzon.com) Progenika (www.progenika.com) Proteomika (www.proteomika.com) Unidad Mixta Almirall Prodesfarma-PCB (www.almirall.eswww.pcb.ub.es) 103
  • 103. Biomedal S.L.Área de aplicación Salud humana. Desarrollo de tecnologías innovadoras para el progreso de la investigación post-Misión genómica y la producción industrial eficiente de nuevas biomóleculas útiles para la sociedad.Servicios relacionados • Lectura y procesamiento de ADN arrays.con identificación y • Asesoramiento y gestión de proyectos de I+D en biomedicina (estudios devalidación de dianas expresión semi-cuantitativa empleando tecnologías de DNA arrays). • Desarrollo de vectores para genómica funcional en un amplio rango de organismos.I+D • Desarrollo de herramientas para mejorar la eficiencia en la expresión y purificación de proteínas. • Desarrollo de herramientas para diagnóstico molecular.Acuerdos y Universidad de Sevilla, Université Clermont-Ferrand, Universidad Miguelcolaboraciones Hernández, Universidad Pablo de Olavide, Centro de Investigaciones Biológicascientíficas (CSIC), Instituto de Biomedicina “López Neyra” (CSIC). Dirección: Avenida Américo Vespucio, 5, Bloque E - Planta 1ª Módulo 12.Contacto Isla de la Cartuja, 41092 Sevilla. Web: http://www.biomedal.es Crystax Pharmaceuticals S.L.Área de aplicación Salud humana. Empresa biotecnológica que se dedica al desarrollo de moléculas de interésMisión terapéutico a partir de la determinación estructural de dianas farmacológicas.Servicios relacionadoscon identificación y Determinación de la estructura de dianas proteicas y complejos diana-ligando.validación de dianasI+D High-Throughput NMR, Fragment Screening.Acuerdos ycolaboraciones Advancell, Oryzon Genomics, Uriach Laboratories.científicas Dirección: Parque Científico de Barcelona. Josep Samitier, 1-5.Contacto 08028 Barcelona. Web: http://www.crystax.com104
  • 104. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Dominion Pharmakine S.L.Área de aplicación Salud humana. Compañía biofarmacéutica enfocada al desarrollo de productos y servicios queMisión permitan avanzar en la investigación, el diagnóstico y tratamiento del cáncer. Arrays de tejidos: • Human Hepatic Colon-Carcinoma Metastasis Tissue Array. • Organ-Specific Metastasis Melanoma Tissue Array.Productos • Multi-Organ Animal Tissue-Arrays.relacionados con • Array de tejidos personalizado.identificación yvalidación de dianas. Arrays de células: • Array de células específico de hígado (humano, rata, ratón). • Array de línea celular de melanoma humano. • Array de células personalizado. Genómica funcional: • Análisis de la expresión génica. • Diseño de microarrays de ADN personalizados. • Fármaco-genómica.Servicios relacionados • Análisis de sistemas de expresión modificados.con identificación y Proteómica funcional:validación de dianas • Análisis de la expresión proteica. • Identificación de proteínas. • Proteómica comparativa. • Fármaco-proteómica. Fenómica funcional.I+D Dirección: Parque Tecnológico de Bizkaia, Edificio 801, 1ª planta.Contacto Web: http://www.pharmakine.com Ebiointel, S.L.Área de aplicación Salud humana. Desarrollo de plataformas bioinformáticas para el análisis de secuencias, de laMisión diversidad genética y de datos génomicos en general, con el objetivo de simplificar y acelerar la investigación biomédica. EbioSNP: plataforma para la representación y análisis de la diversidad genética.Servicios relacionados Servicio de análisis experto en los siguientes campos: asociación de factorescon identificación y genéticos y rasgos fenotípicos, búsqueda de dianas farmacológicas, análisisvalidación de dianas epidemiológicos y filogenéticos.I+D Diseño de plataformas bioinformáticas.Acuerdos ycolaboraciones Noray Bioinformatics.científicas Dirección: Edifici M - Campus de la UAB, Vivero de Empresas de Biotecnología yContacto Biomedicina (VE3B). 08193 Bellaterra, Barcelona. Web: http://www.ebiointel.com 105
  • 105. Genetrix S.L.Área de aplicación Salud humana. Desarrollo de plataformas biotecnológicas en las áreas de medicina molecular y regenerativa, abordando programas de investigación orientados a patologías inflamatorias, infecciosas y neurodegenerativas, entre ellas:Misión • Cellerix, centrada en el desarrollo de nuevas terapias en el campo de la ingeniería, reparación y regeneración de tejidos utilizando células madre. • Biotherapix, enfocada al desarrollo de una plataforma de productos terapéuticos dirigidos a enfermedades inflamatorias.Productos Biotherapix:relacionados con • Generación de nuevas moléculas terapéuticas basadas en anticuerpos para elidentificación y tratamiento de enfermedades infecciosas, degenerativas e inflamatorias.validación de dianas Cellerix: • Plataforma propia que combina librerías de anticuerpos producidas dentro deI+D en identificación la empresa con tecnología de células madre.y validación de dianas • Determinar nuevos factores y moléculas capaces de iniciar y/o mejorar programas específicos de diferenciación de células madre adultas. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Centro Nacional de Biotecnología (CNB), Centro Nacional de Microelectrónica (CNM), Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (CBM-SO), Centro de Astrobiología (CAB), Centro de Investigaciones Biológicas (CIB), Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP), Instituto de Parasitología y Biomedicina “López Neyra”, Centro de Investigaciones Energéticas y Medio ambientales (CIEMAT), Centro de Investigación en Medicina Regenerativa, Instituto de Cerámica de Galicia (ICG),Acuerdos y Universidad Autónoma de Madrid (UAM), Universidad Complutense de Madridcolaboraciones (UCM), Universidad Francisco de Vitoria, Gene Expression Laboratory, Salkcientíficas Institute, Centre Nationale de la Recherche Scientifique (CNRS), Hospital Donostia, Hospital Universitario La Paz, Hospital General Universitario Gregorio Marañón, Hospital Universitario 12 de Octubre, Hospital Vall d´Hebrón, Sanatorio Virgen del Mar, Clínica Universitaria de Navarra, Fundación Hospital Alcorcón, Evrogen, Logitest, Laboratorios INDAS, Keramat, Bionostra, Sensia, Biobide, Alma Bioinformática, Fundación Inbiomed, Asociación de Epidermolisis Bullosa de España (AEBE), INASMET. Dirección: Calle Marconi 1, Parque Tecnológico de Madrid.Contacto 28760 Tres Cantos, Madrid. Web: http://www.genetrix.es106
  • 106. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Integromics, S.L.Área de aplicación Salud humana. Proporcionar soluciones tecnológicas que faciliten la adquisición, manejo,Misión procesamiento y análisis de grandes volúmenes de datos en la era post-genómica.Servicios relacionados ArrayHub© (gestión de datos de análisis de la expresión génica).con identificación y Formación en bioinformática.validación de dianasI+DAcuerdos ycolaboraciones Applied Biosystems, Spotfire.científicas Dirección: Parque Científico de Madrid, Ciudad Universitaria Cantoblanco,Contacto Einstein, 13, Pabellón C, 1ª planta. 28049 Madrid Web: http://www.integromics.com Neocodex S.L.Área de aplicación Salud humana. Empresa dedicada a la investigación y desarrollo en biomedicina y alMisión diagnóstico molecular de enfermedades humanas.Servicios relacionadoscon identificación y Expresión génica mediante microarrays de ADN.validación de dianasI+D Trazado de marcadores de susceptibilidad genética en la población española. Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas de Madrid (CNIO), Centro deAcuerdos y Investigaciones Biológicas de Madrid (CIB/CSIC), Hospital Clínico San Carlos,colaboraciones Hospital Doce de Octubre (Madrid), Hospital Virgen del Rocío y Valme (Sevilla)científicas Genetix (UK), Universidad de Utrech (Holanda), Universidad Tor Vergata (Roma). Dirección: Avda. Averroes, 8, Ed. Acrópolis, Mod. 110-111, SevillaContacto Web: http://www.neocodex.es 107
  • 107. Neuropharma S.A.Área de aplicación Salud humana. Compañía bio-farmacéutica participada por el grupo Zeltia, centrada en laMisión investigación y desarrollo de fármacos novedosos para el tratamiento y prevención de enfermedades del Sistema Nervioso. Identificación y validación de dianas terapéuticas específicas con el objeto de desarrollar una nueva generación de fármacos que proporcionen tratamientosI+D más selectivos y efectivos para enfermedades neurodegenerativas tales como la enfermedad de Alzheimer. Universidad Autónoma de Madrid (Medicina), Universidad de Alcalá de Henares de Madrid (Farmacia), Universidad Central de Barcelona (Farmacia), Universidad Miguel Hernández (Instituto de Neurociencias), Universite de Rennes (Francia), Universidad de Vigo (Facultad de Químicas), Centro de Biología MolecularAcuerdos y Severo Ochoa (CSIC-UAM), Instituto de Investigaciones Biomédicas “Albertocolaboraciones Sols” (CSIC-UAM), Instituto de Química Física Rocasolano (CSIC), Institutocientíficas Ramón y Cajal (CSIC), Advancell, CEREP, Charles River Laboratories, CIDA (Centro de Investigación y Desarrollo Aplicado S.A.L.), CIT (Centre Internacional de Toxicologie), Covance Laboratorios Ltd, Gaiker (Zamudio, Bizkaia), Gen Pharm Tox, Instituto Biomar S.A., JSW Research, KYMOS Pharma Services S.L., LONZA, reMYND, RTC (Research Toxicology Centre). Dirección: Avda. de la Industria, 52, Parque Tecnológico de Madrid.Contacto 28760 Tres Cantos, Madrid Web: http://www.neuropharma.es Noray Bioinformatics, S.L.Área de aplicación Salud humana. Diseño, desarrollo e implantación de software a medida, con el objeto de servirMisión como soporte en tecnologías de la información al sector de la biotecnología. Genómica funcional: software para el análisis correlacional de datos clínico-Servicios relacionados patológicos con datos genómicos en estudios de cáncer (BITIATM).con identificación y Servicios: consultoría bioinformática, herramientas de gestión y explotación devalidación de dianas resultados de laboratorio, proyectos de outsourcing en bioinformática.I+D BioinformáticaAcuerdos y Azeretia, H.U. La Paz, Dominion Pharmakine, Advancell, Owl Genomics, Aethia,colaboraciones Universidad de Barcelona, Biolex, Judo, PharmaDatum, eBiointel.científicas Dirección: Parque Tecnológico,801 A. 48160 Derio, BizkaiaContacto Web: http://www.noraybio.com108
  • 108. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Owl Genomics, S.L.Área de aplicación Salud humana. Identificación de marcadores moleculares y agentes terapéuticos para elMisión diagnóstico temprano y tratamiento de enfermedades hepáticas.Productosrelacionados con Hepatochip: chip de ADN que permite conocer la presencia de esteatohepatitisidentificación y no alcohólica (NASH) a partir de la coexpresión de 85 genes.validación de dianas Diagnóstico temprano de esteatosis hepática (EH) y esteatohepatitis noI+D alcohólica (NASH). Universidad de Navarrra, Centro de Estudios e Investigaciones Técnicas deAcuerdos y Guipúzcoa, Hospital Clínico de Barcelona, Hospital Gregorio Marañón, Hospitalcolaboraciones Universitario Príncipe de Asturias, Hospital Italiano de Buenos Aires, Noraycientíficas Bioinformatics, Progenika, Proteómica. Dirección: Parque Tecnológico de Bizkaia, Edificio 801, planta 2ª. 48160 Derio.Contacto Web: http://www.owlgenomics.com Progenika Biopharma, S.A.Área de aplicación Salud humana. Identificación y validación de genes y proteínas implicadas en procesosMisión patológicos, y su empleo en el desarrollo de nuevos fármacos y métodos de diagnóstico. Affymetrix genechip® probe arrays Microarrays de Genotipado: • Human Familiar Hypercholesterolemia DNA Array (Lipochip, comercializado). • Human Blood genotyping DNA Array (Bloodchip).Productos • Inflammatory Bowel Disease DNA Array (IBDchip).relacionados con Arrays de análisis de la expresión génica:identificación y • Human Blood Neoplasias Classification Array (hematochip).validación de dianas • Rat Genome 5K Microarray. • Pseudomonas putida Genome Array. • Pseudomonas aeruginosa Genome Array. • Medplant Small Cell Lung Cancer Chemotherapy Resistance microarray (en fase de validación clínica). Identificación y validación de genes y proteínas relacionadas con enfermedadesI+D psiquiátricas, neurológicas y cáncer.Acuerdos ycolaboraciones Owl Genomics.científicas Dirección: Parque Tecnológico de Zamudio, Edificio 801 -A-Contacto 48160 Derio, Bizkaia Web: http://www.progenika.com 109
  • 109. Proteómica S.A. Área de aplicación Salud humana. Empresa subsidiaria de Progenika S.A. dedicada a la investigación y desarrollo Misión en el campo de la Proteómica. Identificación y validación de marcadores de diagnóstico y pronóstico, así como I+D dianas terapéuticas en cáncer y enfermedades psiquiátricas. Acuerdos y Pepscan Systems BV, Algonomics NV, Proteomika, CNIO, University Louis colaboraciones Pasteur, UMC Utrecht. científicas Dirección: Parque Tecnológico de Zamudio, Edificio 801 -A-. 48160 Derio, Bizkaia. Contacto Web: http://www.proteomika.com Sistemas Genómicos S.L. Área de aplicación Salud humana y agroalimentación. En el área de la Biomedicina, el reto de la empresa consiste en integrar Ciencia y Tecnología para crear y proveer a la sociedad de métodos de diagnóstico que mejoren la salud y la calidad de vida. En el área de la Misión Agroalimentación, su reto es satisfacer aquellas necesidades analíticas de las empresas del sector que únicamente pueden cubrirse mediante el análisis de ADN de los alimentos. Servicios relacionados con identificación y Aplicaciones en el desarrollo de chips de ADN. validación de dianas • Secuenciación de genomas. • Desarrollo de nuevas herramientas de bioinformática para el análisis de secuencias a gran escala. • Optimización de la PCR (Polymerase Chain Reaction) a tiempo real aplicada al diagnóstico molecular. I+D • Generación de una amplia base de datos de marcadores genéticos que contiene especies de interés agronómico. • Tecnología de AFLPs. • Tecnología de Microsatélites. • Aplicaciones basadas en el desarrollo de Chips de ADN, tanto en el área del diagnóstico molecular, como en el análisis de alimentos. Dirección: Parque Tecnológico de Valencia. Avda. Benjamín Franklin, 12. Contacto 46980 Paterna, Valencia. Web: http://www.sistemasgenomicos.comTabla. 31. Empresas españolas en validación de dianas.Fuente: elaboración propia.110
  • 110. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASAnexo IV: Principales dianas terapéuticas Principales dianas terapéuticas Estado del Técnica Diana Fármaco Empresa Indicación ensayo clínico de validación Células knock-out Receptor de ADP Clopidogrel Sanofi Trombosis Comercializado Ratones knock- P2Y12 (Plavix®) out Antiemético TAK-637 (prevención de Abbott y Takeda Receptor NK1 Aprepitant náusea y vómito), Comercializado Ratón knock-out Merck & Company (Emend®) depresión, ansiedad Vasopeptidasa: Vanlev y Bristol- Enfermedad enzima de Omapatrilat Comercializado Myers Squibb cardiovascular conversión de angiotensina Ratón knock-out (ECA) Enfermedad + endopeptidasa Fasidotril Lilly Comercializado cardiovascular neutra (EPN) Omalizumab Genentech Rinitis alérgica, Comercializado (Xolair®) y Novartis asma IgE Ratón knock-out Tanox, Genentech Alergia al TNX-901 Fase II y Novartis cacahuete Erlotinib Genentech y OSI Cáncer de pulmón Comercializado (Tarceva®) PharmaceuticalsKnock-outs Cetuximab Merck & Company Cáncer colorrectal Comercializado (Erbitux®) Receptor EGF Ratón knock-out GS-572016 GlaxoSmithKline Cáncer de pecho Fase III Gefitinib AstraZeneca Tumores sólidos Fase III (Iressa®) CI-1033 Pfizer Cáncer de pecho Fase II bevacizumab Genentech Cáncer colorrectal Comercializado (Avastin™) Degeneración Ranibizumab Genentech macular asociada Fase III (Lucentis™) a la edad Receptor VEGF Degeneración Ratón knock-out Pegaptanib Eyetech/Pfizer macular asociada Fase III (Macugen®) a la edad Vatalanib Novartis Cáncer Fase II ZD-6474 AstraZeneca Cáncer de pulmón Fase II Cicloxigenasa (COX) y Licofelone Merckle Osteoartritis Fase III Ratón knock-out Lipoxigenasa (LOX) 111
  • 111. Principales dianas terapéuticas (continuación) Estado del Técnica Diana Fármaco Empresa Indicación ensayo clínico de validación Enfermedades cardiovasculares (Obesidad, Rimonabant Receptor CB1 Sanofi-Aventis Tabaquismo), Fase III Ratón knock-out (Acomplia) psicosis, esquizofrenia, shock séptico Enfermedades autoinmunes (esclerosis Ratón knock-out Receptor de la Natalizumab Biogen Idec y múltiple, Fase III Anticuerpos integrina alfa-4 (Tysabri®) Elan Corporation enfermedad de monoclonales. Crohn, artritis reumatoide) Receptor Glp-1 Exenatide, GLP-1 Lilly Obesidad, diabetes Fase III Ratón knockout Parke-Davis & Co Hiperlipidemia ACAT-2 Avasimibe Fase III Ratón knock-out Pfizer Arteriosclerosis Enfermedad Roflumilast pulmonar Pfizer Fase III (Daxas®) obstructiva crónica Fosfodiesterasa-4 (EPOC), asma Ratón knock-out Cilomilast rinitis alérgica, GlaxoSmithKline Fase III (Ariflo) artritis reumatoide Lesiones del sistema nervioso,Knock-outs mucosistis, Enfermedad Factor de GlaxoSmithKline inflamatoria crecimiento de Repifermin y Human Genome Fase III Ratón knockout intestinal, colitis queratinocitos 2 Sciences ulcerosa, enfermedad de Crohn, úlceras en la piel GlaxoSmithKline Receptor 5-HT2C BVT-933 Obesidad Fase II Ratón knockout y Biovitrum Receptor CCK1 GI-181771 GlaxoSmithKline Obesidad Fase II Ratón knockout Receptor GW-493838 GlaxoSmithKline Dolor, migraña Fase II Ratón knockout Adenosina A1 Diabetes no Dipeptidil LAF-237 Novartis dependiente de Fase II Ratón knockout peptidasa V P32/98 Merck insulina Enfermedad Receptor del Ifetroban Bristol-Myers vascular periférica, Fase II Ratón knockout tromboxano A2 (BMS-180291) Squibb tromboembolismo, úlcera, isquemia Glaucoma, fallo cardíaco congestivo, Receptor V2 de Síndrome SR-121463 Sanofi-Synthelabo Fase II Ratón knockout la vasopresina inadecuado de ADH (hormona antidiurética), hipertensión112
  • 112. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Principales dianas terapéuticas (continuación) Estado del Técnica Diana Fármaco Empresa Indicación ensayo clínico de validación Esclerosis multiple, transplantes de BMS-188667 Bristol-Myers órganos, CTLA-4 Fase II Ratón knockout BMS-224818 Squibb psoriasis, artritis reumatoide, enfermedades autoinmunes Enfermedad Bristol-Myers inflamatoria TACE BMS-561392 Fase II Ratón knockout Squibb intestinal, artritis reumatoideKnock-outs Rinitis alérgica, GW-559090 GlaxoSmithKline Fase II asma Integrina 4/ 1 Ratón knockout (VLA-4) Rinitis alérgica, R-411 Roche Fase II asma Enfermedades autoinmunes, Receptores EDG FTY-720 Novartis Fase II Ratón knockout trasplante de órganos Catepsina K AAE-581 Novartis Osteoporosis Fase II Ratón knockout RhoB … … Cáncer Preclínica Ratón knockout ARNsi anti-Bcr-Abl Tirosina quinasa Imatinib Cáncer (Leucemia en líneas celulares Novartis Comercializado Bcr-Abl (Glivec®) mieloide crónica) humanas sensibles a imatinib Psoriasis, National Cancer Fase II LMB-2 leucemia y Institute Fase I linfoma Denileukin diftitox Seragen y Ligand linfoma cutáneo Comercializado (Ontak®) Pharmaceuticals de células T Denileukin diftitox Seragen y Ligand Melanoma, cáncer Fase IITecnologías antisentido (Ontak®) Pharmaceuticals de riñón CD25 ARNsi Rechazo de Daclizumab Roche órganos Comercializado Zenapax® transplantados Daclizumab Roche Leucemia Fase II Zenapax® Daclizumab Roche Infección por VIH Fase I Zenapax® GenasenseR Genta Cáncer (leucemia Oligonucleótidos Bcl-2 Fase III (oblimersen) Incorporated linfocítica crónica) antisentido. Enfermedad Canales de Morfolinos en pez Dronedarone Sanofi-Synthelabo cardiovascular Fase III potasio HERG cebra (arritmia cardiaca) Receptor CCR5 UK-427,857 Pfizer Infección de HIV-1 Fase-III ARNsi 113
  • 113. Principales dianas terapéuticas (continuación) Estado del Técnica Diana Fármaco Empresa Indicación ensayo clínico de validación Receptor CXCR4 AMD11070 AnorMED Inc Infección de HIV-1 Fase II ARNsi Subunidad R2 de Lorus Oligonucleótidos la ribonucleótido GTI-2040 Cáncer renal Fase II Therapeutics antisentido reductasa European Verrugas Péptido E6 del Organization for genitales, cáncer Vacuna de virus del papiloma Research and genital: reducción Fase II ARNsi péptido E6 humano 16 Treatment of del crecimiento Cancer celular Zarnestra® Johnson & Leucemias y Oncogén Ras Fase II ARNsi (tipifarnib) Johnson linfomas National Cáncer Terapia génica Cáncer Fase II Institute P53 ARNsi Vacuna de National Cáncer Cáncer Fase II péptidos p53 Institute Antígeno p24 del Vacuna de Chiron Corp. Infección por VIH Fase I ARNsi VIH antígeno p24 National Institute Proteína rev del Vacuna rMVA-HIV of Allergy andTecnologías antisentido Infección por VIH Fase I ARNsi VIH y rFPV-HIV Infectious Diseases National Institute Vacuna rMVA-HIV of Allergy and Tat Infección por VIH Fase I ARNsi y rFPV-HIV Infectious Diseases Oligonucleótidos Oncogén Raf-1 LErafAON Neopharm Tumores sólidos Fase I antisentido Factor nuclear Carcinoma de ... ... Preclínica ARNsi hepático HNF-1 ovario 53bp1: proteina ... ... Cáncer Preclínica ARNsi de unión a p53 Neuroblastoma y P73Dn ... ... Preclínica ARNsi otros tumores Hepatitis ARNsi, Receptor Fas ... ... Preclínica autoinmune anticuerpos Microarrays de ADNc 1 DDRT-PCR COX17 ... ... Cáncer de pulmón Preclínica Oligonucleótidos antisentido ARNsi ARNsi, expresión de ARNsi Vif … … Infección por VIH Preclínica mediante plásmidos114
  • 114. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS Principales dianas terapéuticas (continuación) Estado del Técnica Diana Fármaco Empresa Indicación ensayo clínico de validación LTR mRNA … … Infección por VIH Preclínica ARNsi Proteína estructural de la Infección por … … Preclínica ARNsi capside del poliovirus poliovirus Tecnologías antisentido RNAP del Infección por … … Preclínica ARNsi polivirus poliovirus Proteína P del Enfermedad virus respiratorio … … respiratoria por Preclínica ARNsi sincitial (VRS) VRS Enfermedad Proteína F del … … respiratoria por Preclínica ARNsi VRS VRS Proteína 5B y ARNm de la Hepatitis C, polimerasa del … … cirrosis, cáncer Preclínica ARNsi in vivo virus de la de hígado hepatitis CTabla 4. Principales dianas terapéuticas mediante ratones Knockout y tecnologías antisentido.Fuente: Zambrowicz, B. P., et al. (2003). Predicting drug efficacy: knockouts model pipeline drugs of the pharmaceuticalindustry. Curr Opin Pharmacol. 3(5):563-70; Suzuki, C., et al. (2004). Identification of COX17 as a therapeutic target fornon-small cell lung cancer. Cancer Res; 63(21):7038-41; Clinicalstudyresults.org (http://www.clinicalstudyresults.org/);Drugdevelopment-technology.com (http://www.drugdevelopment-technology.com).Acrónimos: EDG: genes de diferenciación endothelial; VEGF: factor de crecimiento del endotelio vascular; EGF: factor de Crecimiento Epidérmico; HMG-CoA: 3-hidroxi-metil-glutaril-CoA. 115
  • 115. Referencias• Abuin, A., et al. (2002). Full-speed mammalian pharmaceutical research and development. genetics: in vivo target validation in the drug Current Opinion in Biotechnology. 11: 602-609. discovery process. Trends in Biotechnology. Vol. 20, Nº 1: 36-42. • Cocks, B. G. & Theriault, T. P. (2004). Developments in effective applicaction of small• Allen, N. L., et al. (2003). Representational inhibitory RNA (siRNA) technology in mammalian difference analisis: critical appraisal and metod cells. DDT: Targets. Vol. 3(4): 165-171 development for the identification of unique DNA sequences from procaryotes. Journal of • Coleman, R. A. & Clark, K. L. (2003). Target Microbiological Methods. 55: 73-81. validation using human tissue. Targets Vol. 2, No. 2: 58-64.• Altshuler, J., et al. (2001). A Revolution in R&D: How Genomics and Genetics are transforming • Crooke, S. T. (2004). Progress in Antisense the Biopharmaceutical Industry. The Boston Technology. Annu Rev. Med. 55: 61-69. Consulting Group. • Dickson, M. et Gagnon, J. P. (2004). Key factors• Baumeister, R. (2002). The worm in us - in the rising cost of new drug discovery and Caenorhabditis elegans as a model of human development. Nature Reviews. Vol. 3: 417-429. disease. Trends in Biotechnology. Vol. 20, Nº 4: • DiMasi, J. A. (2003). The price of innovation: 147-148. new estimates of drug development costs.• Beck, S., et al. (2202). Fluorophore-assisted light Journal of Health Economics, 22: 151-185. inactivation: A high-throughput tool for direct • Doan, T. N. (2004). High-throughput target target validation of proteins. Proteomics. 2: validation in model organisms. Drug Discovery 247-255. Today: Targets. Vol. 3, Nº 5: 191-197.• Brown, D. & Superti-Furga, G. (2003). • Dohrmann, C. E. (2004). Target discovery in Rediscovering the sweet spot in drug discovery. metabolic disease. Drug Discovery Today. 9 Drug Discovery today. 8 (23): 1067-1077. (18): 785-794.• Brown, D. & Superti-Furga, G. (2003). • Douglas S. A., et al. (2004). Techniques: Rediscovering the sweet spot in drug Discovery. Cardiovascular pharmacology and drug discovery Drug Discovery today. Vol. 8 No. 23. 1067-1077. in the 21st century. Trends in Pharmacological• Caponigro, G., et al. (2003). Functional analisis of Sciences. Vol. 25 Nº 4: 225-233. expressed peptides that bind yeast STE proteins. • Drews, J. (2000). Drug Discovery: A Historical Journal of Biotechnology 103: 213-225. Perspective. Science, 287: 1960-1964.• Carroll, P. M. & Fitzgerald, K. (2003). Model • Drews, J. (2003). Strategic trends in the drug Organisms in Drug Discovery. Edited by John industry. Drud Discovery Today. Vol. 8 No. 9: Wiley & Sons, Ltd. 411-420.• Chanda, S. K. et Caldwell, J. S. (2003). Fulfulling • Dykxhoorn, D. M., et al. (2003) Killing the the promise: drug discovery in the post-genomic messenger: short RNAs that silence gene era. Drug Discovery today. Vol. 8, Nº 4. pag: expression. Nature Rev. Mol. Cell Biol. 4, 168-174. 457–467• Chatterton, J. E., et al. (2004). Ribozymes in • Epstein, D. M., et al. (2002). Target Validation gene identification and drug discovery. Drug with Nucleic Acid Aptamers. Mimicking small Discovery Today: Targets, vol. 3, No. 1, 10-17. molecule therapeutics by attacking the protein,• Coates, P. J. & Hall, P. A. (2003). The yeast two- and not the gene. Pharmaceutical Discovery and hybrid system for identifying protein-protein Development. PharmaVentures Ltd. interactions. Journal of Pathology 199:4-9 • Fitzgerald, K. & Carroll, P. M. (2003). Model• Cockett, M., et al. (2000). Applied genomics: Organisms in Drug Discovery. John Willey integration of the technology within Sons, Ltd.116
  • 116. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICAS• Gallen, C. C. (2004). Strategic Challenges in • Jamieson, A. C., et al. (2004). Drug Discovery Neurotherapeutic Pharmaceutical Development. with Engineered Zinc-finger Proteins. Nature The American Society for Experimental Reviews: Drug Discovery. Vol. 2: 361-368. NeuroTherapeutics. Vol. 1: 165-180. • Kaplan, W. & Laing, R. (2004). Priority Medicines• Godfray, J., et al. (2004). The use of nucleic acid for Europe and the World. Warren Kaplan and tools for target validation in central nervous Richard Laing. World Health Organization. system therapy. Vol 1. No. 2: 85-91. Department of Essential Drugs and Medicines Policy.• Gray, L. (2003). Genomics-based Approaches to Drug Target Validation. Business Communications • Kramer, R. & Cohen, D. (2004). Functional Company, Inc. Genomics to new Drug Targets. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol. 3: 965-972.• Gunsalus, K. C. & Piano, F. (2005). RNAi as a tool to study cell biology: building the genome- • Kumble, K. D. (2003). Protein microarrays: new phenome bridge. Curr. Op. in Cell Biology 17: 3-8. tools for pharmaceutical development. Anal Bioanal Chem. 377: 812-819• Haberman, A. B. (2003). Post-genomic Target Validation: Next Generation Approaches and • Kuperberg, G., et al. (2002). Developments in Tools for Optimizing Target Selection. CHI the pharmacological treatment of schizophrenia. Reports. Cambridge Healthtech Institute. Expert Opin. Investig. Drugs. 11 (10): 1-7.• Hall, J. (2004). Un ravelling the general • Lander, E. S., et al. (2001). Initial sequencing properties of siRNAs: strength in numbers and and analysis of the human genome. Nature. lessons form the past. Nature Reviews. Genetics 409(6822), 860-921. 5: 552-557. • Lee, L. K. & Roth, C. M. (2003). Antisense• Hanash, S. (2003). Disease proteomics. Nature technology in molecular and cellular 422: 226-232. bioengineering. Current Opinion in• Hardy, L. W. & Peet, N. P. (2004). The multiple Biotechnology. 14: 505-511. orthogonal tools approach to define molecular • Lindsay, M. A. (2003). Target discovery. Nature causation in the validation of druggable targets. Reviews: Drug Discovery. 2: 831-838. Drug Discovery Today. 9(3): 117-26. • Liu, R., et al. (2004). New approaches in• Henning, S. W. & Beste, G. (2002). Loss-of- identifying drugs to inactivate oncogene function strategies in drug target validation. products. Seminars in Cancer Biology 14: 13-21. Current Drug Discovery May. 17-21 • López, M.; Mallorquín, P.; Vega, M. (2002).• Höckfelt, T., et al. (2003). Neuropeptides: Microarrays y Biochips de ADN: Informe de Oportunities for drug discovery. The Lancet Vigilancia Tecnológica. Genoma España, Círculo Neurology. Vol. 2: 463-472. de Innovación en Biotecnología y Fundación• Hopkins, A. L. & Groom, C. R. (2002). The General de la Universidad Autónoma de Madrid. druggable genome. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol 1: 727-730. • Mathisen, P. M. (2003). Gene Discovery and validation for neurodegenerative diseases. Drug• Igney, H. G., et al. (2004). Techniques: Species´ Discovery Today. 8(1): 39-46. finest blend - humanized mouse models in inflammatory skin disease research. Trends • Meloni, R., et al. (2003). DNA microarrays and Pharmacol Sci. 25 (10): 543-549. Pharmacogenomics. Pharmacological Research. 49: 303-308.• Ilag, L. L., et al. (2002). Emerging high throughput drug target validation technologies. • McNeish, J. (2004). Embriogenic Stem cells in Drug Discovery Today 7(18): 136-142. drug discovery. Nature Reviews: Drug Discovery. Vol 3: 70-80.• Jackson, L. K. & Phillips, M. A. (2002). Target Validation for Drug Discovery in Parasitic • Mousses, S., et al. (2001) Clinical and functional Organisms. Current Topics in Medicinal target validation using tissue and cell microarrays. Chemistry, 2: 425-438. Curr. Op. in Chem. Biology, 6:97-101• Jain, K. K. (2004). RNAi and siRNA in target • Holmes, A., et al. (2003). Neuropeptide systems validation. Drug Discovery Today. 9 (7): 307-309. as novel therapeutic targets for depresión and 117
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  • 118. BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE DIANAS TERAPÉUTICASGlosario• ADN (ácido desoxirribonucleico): molécula de la unión a los mismos activando o reprimiendo gran tamaño que se encuentra en todos los su expresión. seres vivos y que es portadora de la información • Fenotipo: rasgos o características visibles de un genética. organismo, determinado por su constitución• Anticuerpos monoclonales: anticuerpos genética (genotipo) y por el ambiente en el que específicos que pueden ser producidos en crece y se desarrolla. grandes cantidades por células que se originan a • Gen candidato: gen localizado en una región de partir de una línea celular (hibridoma). Todos los un cromosoma sospechosa de estar involucrada anticuerpos monoclonales producidos por una en una enfermedad y cuyos productos proteicos célula híbrida son idénticos. sugieren que podría ser el gen de la enfermedad• ARN (ácido ribonucleico): molécula parecida al en cuestión. ADN en cuanto a sus características químicas, • Gen mutado: gen que contiene cualquier que también está relacionada con la transmisión cambio respecto al gen original. de la información genética, ya que actúa como intermediario en el proceso de traducción o • Librería de compuestos: repertorio de formación de proteínas. compuestos que presentan variaciones entre sí en cuanto a sus características y que muestran• Diana terapéutica: molécula localizada en una potencial actividad de interés. cualquier parte de la célula, capaz de reconocer a un fármaco y producir una respuesta celular • Oligonucleótidos: moléculas de ácido nucleico que modifique el curso de una enfermedad. de longitud reducida que pueden ser de ADN, ARN o modificaciones químicas de éstos.• Dianas o genes homólogos: genes o dianas que poseen similitud entre sí, tanto en la misma • Tecnologías antisentido: tecnologías basadas especie como entre distintas especies. Esta en el empleo de moléculas complementarias a similitud puede derivarse de una ascendencia un fragmento del ARN diana que permiten su común (genes ortólogos) asumiéndose que unión al ARN de forma específica, bloqueando su tienen la misma función, o bien surgir a partir de expresión e impidiendo la producción de la la duplicación de un gen dentro de un mismo proteína diana. genoma (genes parálogos), que en este caso tendrían diferente función o especialización. • Vectores de expresión: moléculas de ADN que contienen la información necesaria para dirigir la• Factor de transcripción: proteínas que regulan síntesis de oligonucleótidos o proteínas en el la expresión de determinados genes, mediante interior de la célula. 119
  • 119. Orense, 69, planta 2ª - 28020 MadridTeléfono: 91 449 12 50 • Fax: 91 571 54 89www.gen-es.org

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