本申请涉及Activin-ActRIIa拮抗剂及其促进骨骼生长的应用。在某些方面，本发明专利技术提供了用于促进骨骼生长以及增加骨密度的组合物和方法。
【技术实现步骤摘要】
Activin-ActRIIa拮抗剂及其促进骨骼生长的应用本申请是申请号为200680051538.9、申请日为2006年11月22日的专利技术专利申请的分案申请。相关申请本申请要求2005年11月23号提交的临时申请号为60/739,462、2006年3月17日提交的临时申请号为60/783,322、2006年9月15号提交的临时申请号为60/844,855的优先权权益，上述申请通过参考整体并入本申请。
技术介绍
骨骼疾病，包括从骨质疏松到骨折，代表了一组病理状态，极少有可以有效针对这些病理状态的药物制剂。取而代之的是，治疗的焦点集中在包括固化、运动和饮食改变物理和行为干涉上。对于治疗各种骨骼疾病，有促进骨骼生长以及增加骨骼密度的治疗药剂将是有益的。骨骼生长和矿化依赖于成骨细胞和破骨细胞这两种类型细胞的活性，尽管软骨细胞和血管细胞也参与了这些过程的关键方面。发展地，骨骼形成通过两种机制发生，软骨内成骨和膜内成骨，前者负责纵行骨形成，后者负责拓扑扁平骨如头骨骨骼的形成。软骨内成骨要求顺序形成以及生长板内的软骨结构的降解，所述的生长板作为成骨细胞、破骨细胞、血管细胞的形成以及随后的矿化的模板。在膜内成骨过程中，骨骼在结缔组织中直接形成。这两种进程要求成骨细胞的浸润和后续的基质沉积。骨折以及其它的骨骼结构性破裂通过一种至少表面上类似骨生成的发育顺序的过程来愈合，所述的骨生成的发育包括软骨组织形成以及随后的矿化。骨折愈合的过程可以以两种方式发生。直接或初始的骨骼愈合的发生没有骨痂形成。间接或二级的骨骼愈合的发生具有骨痂前体阶段。骨折的初期愈合涉及横跨紧密排布破裂的机械连接的改造。在合适的条件下，围绕破裂的骨骼吸收细胞显示了隧道吸收应答，并构建穿刺血管以及随后的愈合的通路。骨骼的二级愈合以炎症反应、软骨痂形成、骨痂矿化和骨痂重构的顺序进行。在炎症反应阶段，血肿和出血形成源于损伤位置的骨膜以及骨内膜血管的破裂。炎性细胞侵入该区域。在软骨痂形成阶段，细胞生成新的血管、成纤维母细胞、胞内物质和支持细胞，在骨折破片间的间隙形成肉芽组织。横跨破裂的临床愈合通过纤维状的或软骨组织(软骨痂)建立。成骨细胞形成并调节软骨痂的矿化，然后所述的软骨痂被板层骨所代替且受限于正常的重构过程。除了骨折以及骨骼结构的其他物理破裂外，骨骼矿物质含量以及骨密度的丢失可由多种不同的条件引起并且可能导致重要的医学问题。骨密度的改变以相对可预期的方式发生于个体整个寿命期间。大约到30岁的时候，男性和女性的骨骼通过软骨内成骨生长盘的线性生长和径向生长生长至最大质量。在大约30岁(对于松质骨，例如，扁平骨诸如椎骨和骨盆)以及40岁(对于皮质骨，例如，在肢体中的长骨)，男性和女性均发生缓慢的骨丢失。在女性中，还存在最后阶段的实质骨骼丢失，也许是由于绝经后缺乏雌激素。在此期间，女性可能在皮质骨上额外丢失10％的质量，以及在松质间隔上额外丢失失25％的质量。进行性的骨骼质量丢失是否导致病理状况诸如骨质疏松严重依赖于个体的初始骨骼质量以及是否存在加重的状况。骨丢失有时以正常骨骼重构过程的不平衡为特征。健康的骨骼经常受限于重构。重构以骨骼被破骨细胞吸收开始。然后被吸收的骨骼被新的骨骼组织所代替，其特征在于成骨细胞形成胶原并且随后钙化。在健康的个体中，吸收和形成的速率是平衡的。骨质疏松症是一种慢性的、进行性的状况，以朝向吸收的转移为标记，导致骨骼质量的全面减少以及骨骼矿化。人体的骨质疏松症先于临床的骨质减少(骨矿物质密度在年轻成年人的均值以下大于一个标准差但小于两个标准差)。世界范围内，大致7亿5千万人具有骨质疏松的风险。因此，控制破骨细胞和成骨细胞活性的方法对促进骨折和骨骼其它损伤的愈合以及疾病(如骨质疏松，与骨骼质量的损失以及骨骼矿化相关)的治疗是有效的。关于骨质疏松症，雌激素、降钙素、骨钙素和维生素K，或大剂量的膳食钙均用作干预治疗。其它的骨质疏松的治疗途径包括双磷酸酯、甲状旁腺激素、拟钙剂(calcimimetic)、他汀类、镧和锶的盐以及氟化钠。然而，这些治疗方法通常与不良副作用相关联。因此，本专利技术的目的是提供促进骨骼生长和矿化的组合物及方法。
技术实现思路
专利技术概述部分地，本专利技术证明了具有激活素(activin)或激活素IIA型受体(ActRIIa)拮抗剂活性(“activin拮抗剂”和“ActRIIa拮抗剂”)的分子能够用于增加骨骼密度，促进骨骼生长，并且/或增加骨骼强度。特别地，本专利技术证明了ActRIIa的可溶形式作为activin-ActRIIa信号的抑制剂，并且在体内促进增加的骨骼密度、骨骼生长和骨骼强度。然而，绝大多数的促进骨骼生长或抑制骨骼损失的药物制剂或者作为抗-分解代谢制剂(通常也涉及如“分解代谢制剂”)(如，双磷酸酯)或者作为合成代谢制剂(如，甲状旁腺激素，PTH，当剂量适宜时)，可溶性的ActRIIa蛋白显示双重活性，具有分解代谢和合成代谢的效果。因此，本专利技术确立，activin-ActRIIa信号通路的拮抗剂可以用于增加骨骼密度以及促进骨骼生长。然而可溶性的ActRIIa可能通过除了activin拮抗以外的机制影响骨骼，尽管如此，本专利技术证明了合意的治疗剂可以根据activin-ActRIIa拮抗剂活性来选择。因此，在某些实施方式中，本专利技术了提供了使用activin-ActRIIa拮抗剂的方法来治疗与低骨骼密度或低骨骼强度相关联的疾病(如骨质疏松症)或促进有此需要的患者(如在骨折的患者中)的骨骼生长，所述的activin-ActRIIa拮抗剂包括例如激活素结合IIA型受体(activin-bindingActRIIa)多肽、抗activin抗体、抗ActRIIa抗体、activin靶向或ActRIIa靶向的小分子和核酸适体，以及降低activin和ActRIIa表达的核酸。此外，可溶性的ActRIIa多肽促进骨骼生长而不造成肌肉质量的持续可测量的增加。在某些方面，本专利技术提供了包括可溶的、结合至activin的activin-bindingActRIIa多肽的多肽。ActRIIa多肽可以被制成包含activin-bindingActRIIa和药学上可接受的载体的药物制剂。优选的，activin-bindingActRIIa多肽以小于1个微摩尔或小于100、10或1个纳摩尔的KD结合至激活素。视情况，相对于GDF11和/或GDF8，activin-bindingActRIIa选择性地结合activin，优选地，activin的KD至少比GDF11和/或GDF8的KD要低10倍、20倍或50倍。然而不希望束缚于特定的作用机制，预期的是，activin抑制高于GDF11/GDF8的选择度说明了在骨骼上的选择效果不会在肌肉上造成持续可测量的效果。在一些实施方式中，选择引起低于15％、低于10％或低于5％的肌肉增长的ActRIIa在骨骼上获得合意的效果的剂量。优选地，组合物的纯度至少是95％，有关其它的多肽成分，通过尺排阻色谱确定，更优选地，组合物的纯度至少是98％。这样的制剂中使用的activin-bindingActRIIa多肽可以是本专利技术所公开的任意多肽，如具有选自SEQIDNos：2、3、7、12或13的氨基酸序列的多肽，或与选自SE本文档来自技高网...
【技术保护点】
activin或ActRIIa拮抗剂多肽在制备用于促进骨骼生长、增加骨骼密度、抑制骨骼吸收、或增加骨骼强度的药物中的用途。
【技术特征摘要】
2005.11.23 US 60/739462;2006.03.17 US 60/783322;21.ActRIIa-Fc融合蛋白在制备用于促进有此需要的对象的骨骼生长、增加骨骼密度、抑制骨骼吸收、或增加骨骼强度的药物中的用途，其中所述融合蛋白选自：a)包含SEQIDNO：7的氨基酸序列的多肽；和b)其中所述融合蛋白的ActRIIa部分由SEQIDNO：2的氨基酸序列组成的多肽；并且其中所述融合蛋白结合至activin和/或GDF11。2.权利要求1的用途，其中所述融合蛋白的ActRIIa部分由SEQIDNO：2的氨基酸序列组成。3.权利要求1的用途，其中所述的融合蛋白包括，除ActRIIa多肽的结构域外的一个或多个多肽结构域，所述的多肽结构域增强体内稳定性、体内半衰期、摄取、组织定位或分配、蛋白质复合物的形成，和纯化中的一个或多个。4.权利要求1的用途，其中所述的融合蛋白包含SEQIDNO：7的氨基酸序列。5.权利要求1的用途，其中所述的融合蛋白由SEQIDNO：7的氨基酸序列组成。6.权利要求1的用途，其中所述的融合蛋白具有一个或多个下述的特性：i)以至少10-7M的KD结合至ActRIIa配体；并且ii)在细胞中抑制ActRIIa信号。7.权利要求1的用途，其中所述的融合蛋白包括一个或多个选自下面组的修饰的氨基酸残基：糖基化的氨基酸、聚乙二醇化的氨基酸、法尼基化的氨基酸、乙酰化的氨基酸、生物素化的氨基酸，和耦联至脂质部分的氨基酸。8.权利要求1-7中任一项的用途，其中所述的融合蛋白用于制备促进有此需要的对象的骨骼生长的药物。9.权利要求1-7中任一项的用途，其中所述的融合蛋白用于制备增加有此需要的对象的骨骼密度的药物。10.权利要求1-7中任一项的用途，其中所述的融合蛋白用于制备抑制有此需要的对象的骨骼吸收的药物。11.权利要求1-7中任一项的用途，其中所述的融合蛋白用于制备增加有此需要的对象的骨骼强度的药物。12.权利要求1-7中任一项的用途，其中所述的融合蛋白结合至activin。13.权利要求12的用途，其中所述的融合蛋白结合至activinA。14.权利要求12的用途，其中所述的融合蛋白结合至activinB。15.权利要求13或14的用途，其中所述的融合蛋白结合至GDF11。16.权利要求1-7中任一项的用途，其中所述的融合蛋白结合至activin和GDF11。17.ActRIIa融合蛋白在制备用于治疗或预防有此需要的对象的骨骼相关疾病的药物中的用途，其中所述融合蛋白选自：a)包含SEQIDNO：7的氨基酸序列的多肽；和b)其中所述融合蛋白的ActRIIa部分由SEQIDNO：2的氨基酸序列组成的多肽；并且其中所述融合蛋白结合至activin和/或GDF11。18.权利要求17的用途，其中所述融合蛋白的ActRIIa部分由SEQIDNO：2的氨基酸序列组成。19.权利要求17的用途，其中所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：J克诺普夫，J西拉，
申请(专利权)人：阿塞勒隆制药公司，
类型：发明
国别省市：
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