ES2324780T3 - Composiciones para la inhibicion de la proliferacion e infiltracion de celulas tumorales cerebrales mediante la expresion de la subunidad del receptor de glutamato de tipo ampa. - Google Patents

Composiciones para la inhibicion de la proliferacion e infiltracion de celulas tumorales cerebrales mediante la expresion de la subunidad del receptor de glutamato de tipo ampa. Download PDF

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Abstract

Utilización de un gen que codifica para una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) para la preparación de un medicamento para inhibir la proliferación e invasión in vivo de células tumorales cerebrales regulando la permeabilidad al Ca 2+ mediante una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) que se expresa en una célula tumoral cerebral animal en desarrollo, en la que el gen utilizado en la preparación del medicamento codifica para GluR2(R) sin corrección de ARN adicional.

Description

Composiciones para la inhibición de la proliferación e infiltración de células tumorales cerebrales mediante la expresión de la subunidad de receptor de glutamato de tipo AMPA.
Campo técnico
La presente invención se refiere a composiciones para inhibir la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales regulando la permeabilidad al Ca^{2+} en células tumorales cerebrales animales en desarrollo, en particular, a una composición para inhibir la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales regulando la permeabilidad al Ca^{2+} mediante una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA, y a un procedimiento para medir la actividad de proliferación/invasión de células tumorales cerebrales detectando/midiendo la expresión de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA en células tumorales cerebrales animales en desarrollo.
Antecedentes de la técnica
El ácido glutámico es un neurotransmisor excitador importante en el sistema nervioso central de animales superiores y los receptores de glutamato, que son receptores de ácido glutámico, desempeña un papel primordial en la transmisión sináptica excitadora en el sistema nervioso central. Además, es conocido que los receptores de glutamato están implicados en la plasticidad sináptica que se cree que es una base a nivel celular de la memoria y el aprendizaje, y la plasticidad sináptica durante el periodo de desarrollo, en otras palabras, la formación dependiente de la experiencia de la red neural. Además, se sugiere que los receptores de glutamato están implicados en la muerte de células neuronales en estados patológicos tales como isquemia.
Los receptores de glutamato se clasifican en líneas generales, por su estructura y mecanismo de señalización, en receptores de glutamato ionotrópicos, que presentan un canal iónico para una rápida transmisión sináptica, y receptores de glutamato metabotrópicos, que transmiten señales de manera indirecta mediante la conjugación a proteínas G. Los receptores de glutamato ionotrópicos son complejos de receptor-canal iónico que abren sus canales catiónicos en respuesta a la unión de ácido glutámico, y son responsables de la rápida transmisión sináptica excitadora en el sistema nervioso central (SNC) de animales superiores.
Según su reactividad con agonistas o antagonistas específicos y las propiedades electrofisiológicas de los canales iónicos que contienen, los receptores ionotrópicos se clasifican en líneas generales en receptores de NMDA (ácido N-metil-D-aspártico) que son sensibles al NMDA, y receptores no de NMDA que son insensibles al NMDA. Cuando los agonistas se unen a ellos, los receptores de NMDA permiten que el Na^{+}, K^{+} y Ca^{2+} pasen a través de ellos. Según la diferencia en sus reactividades con los receptores de cainato y con el AMPA (ácido \alpha-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolpropiónico), los receptores no de NMDA se clasifican en subtipos de receptores de cainato y receptores de AMPA, y cuando los agonistas se unen a ellos, permiten que el Na^{+} y el K^{+} pasen a través de ellos.
Los receptores de glutamato de tipo AMPA (AMPAR) median en la neurotransmisión rápida en casi todas las sinapsis excitadoras en el sistema nervioso central (SNC) (Trends Neurosci., 16, 359-365, 1993; Annu. Rev. Neurosci., 17, 31-108, 1994; Prog. Neurobiol., 54, 581-618, 1998). De manera convencional, se ha creído que los receptores existen sólo en las neuronas, pero recientemente se ha revelado que también se expresan en la mayoría de las células de la glía (Trends Pharmacol. Sci., 21, 252-258, 2000).
Es conocido que los receptores de AMPA (AMPAR) están compuestos por subunidades seleccionadas de un conjunto de cuatro proteínas GluR1 a GluR4. La permeabilidad al Ca^{2+} de los AMPAR depende de la composición de sus subunidades.
Los receptores que poseen subunidades GluR2 muestran poca permeabilidad al Ca^{2+}, mientras que los que carecen de GluR2 muestran una alta permeabilidad al Ca^{2+}. Se ha demostrado que la abundancia de la subunidad GluR2 reduce la permeabilidad al Ca^{2+} (Trends Neurosci., 16, 359-365, 1993; Annu. Rev. Neurosci., 17, 31-108, 1994; Prog. Neurobiol., 54, 581-618, 1998). El origen de las propiedades únicas de GluR2 puede encontrarse en un residuo de un solo aminoácido en el segundo segmento hidrófobo (M2). Este residuo es la arginina (R) en GluR2, mientras que el sitio correspondiente está ocupado por glutamina (Q) en las otras subunidades. Cuando la arginina en este sitio crítico (sitio Q/R) se sustituye por glutamina, los receptores homoméricos constituidos a partir de la GluR2 (Q) mutante muestran una alta permeabilidad al Ca^{2+}.
Es conocido un mecanismo en el que un residuo de aminoácido en un segmento hidrófobo (M2) de GluR2, entre las subunidades de AMPAR, se sustituye por arginina (R) en organismos vivos, como un fenómeno que se produce tras la transcripción génica denominada "corrección de ARN". En otras palabras, una base se sustituye tras haberse transcrito un gen (ADN) a ARNm, dando como resultado que un residuo de aminoácido se sustituya también a nivel de proteína. Es un fenómeno peculiar en el que se codifica ácido glutámico (Q) en un gen, pero en realidad, se sustituye por arginina (R). Sin embargo, esta conversión reduce la permeabilidad al Ca^{2+}.
Tal como se mencionó anteriormente, debido a que los receptores de glutamato actúan como receptor para neurotransmisores, los estudios de receptores de glutamato se han realizado de manera profunda principalmente con respecto a un trastorno psicológico, la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), y en el campo de la memoria/el aprendizaje, y se han obtenido diversos hallazgos y se han desarrollado fármacos terapéuticos, etc. Como resultado de tal investigación y desarrollo, se han desarrollado procedimientos para identificar genes implicados en enfermedades neurodegenerativas tales como enfermedad de Parkinson, corea de Huntington, esclerosis lateral amiotrófica, esclerosis múltiple, enfermedad de Alzheimer, accidente cerebrovascular o epilepsia, y fármacos terapéuticos para tratar animales que padecen enfermedades neurodegenerativas, etc.
Por otro parte, el glioblastoma, oligodendroglioma, meningioma, etc., son bien conocidos como tumores cerebrales. En particular, el glioblastoma el tumor más común y más maligno en el sistema nervioso central (SNC). Es conocido que esta clase de tumor es altamente migratoria e invasiva (Pathology and Genetics of Tumours of the Nervous Systems, 29-39, 2000 (IARC press, Lyon, Francia)). Dado que las células migratorias muestran un movimiento preferencial a lo largo de una ruta densa y mielinizada, y se propagan ampliamente en el SNC (Neurol. Med. Chir., 34, 91-94, 1994; Neurol. Med. Chir., 33, 425-428, 1993; Neuropathology, 17, 186-188, 1997), los procedimientos quirúrgicos no han aportado buenos resultados.
Además, la proliferación y migración celulares, que son las dos características principales del glioma maligno, se encuentran también en las células progenitoras neurales a partir de las que se origina el glioma (Glial Cell Development, 209-220, 1996 (BIOS Scientific Publishers, Oxford, UK); Glia, 15, 222-230, 1995). Dado que las células de glioma responden a diversos estímulos externos tales como neurotransmisores, hormonas y factores de crecimiento (Trends Pharmacol. Sci., 21, 252-258, 2000), las características malignas del glioblastoma pueden controlarse por lo menos parcialmente a través de la activación de receptores de superficie.
Recientemente, se ha notificado que los receptores de glutamato se expresan no sólo en las células progenitoras neurales sino también en el glioma (J. Neurosci., 17, 227-240, 1997; Glia, 10, 149-153, 1994; J. Neurosci., 16, 519-530, 1996; Eur. J. Neurosci., 10, 2153-2162, 1998; J. Neurosci. Res., 46, 164-178, 1996). Sin embargo, la mayoría de su significación fisiopatológica sigue siendo poco clara.
En relación al posible tratamiento de tumores, por ejemplo un neuroblastoma, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 2001, vol. 98, 6372-6377, da a conocer la utilización de antagonistas de glutamato, por ejemplo GYKI52466, un antagonista de AMPA.
El objetivo de la presente invención consiste en proporcionar una composición para inhibir la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales regulando la permeabilidad al Ca^{2+} en células tumorales cerebrales animales en desarrollo, en particular, una composición para inhibir la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales regulando la permeabilidad al Ca^{2+} mediante una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA y, además, un procedimiento para medir la actividad de proliferación/invasión de células tumorales cerebrales detectando/midiendo la expre-
sión de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA en células tumorales cerebrales animales en desarrollo.
En el proceso de analizar el papel de los receptores de AMPA permeables al calcio en las células de la glía utilizando un sistema de cultivo establecido de células cerebrales, los presentes inventores han descubierto e informado de que la formación de procesos celulares se promueve cuando se fuerza la expresión de genes de GluR2 (Q) que presentan una fuerte permeabilidad al calcio, mientras que los procesos se revierten y las células se aplanan cuando se introducen genes de GluR2 (GluR2 (R)) que presentan impermeabilidad al calcio (NeuroReport 12, (2001), 745-748).
Además, los presentes inventores sospechaban que los AMPAR (receptores de AMPA) permeables al calcio están implicados en la propiedad de invasión de las células tumorales, basándose en el hecho de que los AMPAR se expresan en las células de glioma humano y además, las células fusiformes en las que se fuerza la expresión de genes de GluR2 (Q) son morfológicamente similares a las células de glioma que migran mientras se estratifican en un frasco de cultivo, y a las células tumorales que atraviesan las fibras de mielina en la sustancia blanca, que se encuentran frecuentemente en muestras extirpadas. Además, como resultado de un análisis adicional, los presentes inventores han descubierto que (1) las subunidades GluR1 y/o GluR4 se expresan de manera ubicua en las célula de glioblastoma humano, y actúan como AMPAR permeable al Ca^{2+}, (2) cuando los genes de GluR2 (GluR2 (R)) se introducen en las células de glioblastoma y los AMPAR permeables al Ca^{2+} endógenos de este tipo se convierten en AMPAR impermeables al Ca^{2+}, se inhibe la migración en células tumorales y se induce la apoptosis, y (3) por el contrario, cuando se sobreexpresan AMPAR permeables al Ca^{2+}, no sólo aumenta la proliferación de células tumorales sino también el comportamiento migratorio, y se ha completado la presente invención.
En otras palabras, la presente invención está relacionada con la inhibición de la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales regulando la permeabilidad al Ca^{2+} en células tumorales cerebrales animales en desarrollo mediante subunidades del receptor de glutamato. La regulación de la permeabilidad al Ca^{2+} mediante subunidades del receptor de glutamato puede realizarse introduciendo un gen de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 en una célula tumoral cerebral. Además, la presente invención proporciona un procedimiento para medir la actividad de proliferación/invasión de células tumorales cerebrales detectando/midiendo la expresión de subunidades del receptor de glutamato en células tumorales cerebrales animales en desarrollo.
Exposición de la invención
La presente invención se refiere a una composición para inhibir la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales regulando la permeabilidad al Ca^{2+} mediante una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA que se expresa en una célula tumoral cerebral animal en desarrollo ("1"), la composición para inhibir la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales según "1", en la que la regulación de la permeabilidad al Ca^{2+} mediante una subunidad del receptor de glutamato se realiza introduciendo un gen de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) en una célula tumoral cerebral animal en desarrollo y expresando el gen ("2"), la composición para inhibir la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales según "2", en la que el gen de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) es un ADNc de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) ("3"), la composición para inhibir la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales según "2" o "3", en la que el gen de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) se introduce en una célula tumoral cerebral animal en desarrollo mediante un vector de expresión, y se expresa ("4"), la composición para inhibir la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales según "4", en la que el vector de expresión es un vector que utiliza un adenovirus ("5"), y la composición para inhibir la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales según cualquiera de "1" a "5", en la que la célula tumoral cerebral es un glioblastoma ("6").
También se describen en la presente memoria un vector de expresión de genes para tratar un tumor cerebral en el que un gen de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) se incorpora en un vector de expresión/introducción de genes para una célula tumoral cerebral ("7"), el vector de expresión de genes para tratar un tumor cerebral según "7", en el que el vector de expresión es un vector adenoviral ("8"), y un kit de introducción de genes para tratar un tumor cerebral que contiene el vector de expresión de genes para tratar un tumor cerebral según "7" u "8" ("9").
La presente invención se refiere además a un procedimiento para medir la actividad de proliferación/invasión de células tumorales cerebrales en el que se detecta/mide la expresión de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA (GluR2 (R)) en una célula tumoral cerebral animal en desarrollo ("10"), y al procedimiento para medir la actividad de proliferación/invasión de células tumorales cerebrales según "10", en el que la detección/medición de la subunidad del receptor de glutamato es la detección/medición de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) ("11").
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un conjunto de fotografías que muestran la expresión de receptores de AMPA en células de glioblastoma humano en la presente invención.
La figura 2 es un conjunto de fotografías que muestran el cambio de [Ca^{2+}]_{i} inducido por AMPA en células tumorales cultivadas en la presente invención.
La figura 3 es un conjunto de fotografías que muestran el efecto de la expresión de subunidades del receptor de AMPA mediada por adenovirus en la presente invención.
La figura 4 es un conjunto de vistas que muestran el efecto de la expresión de GluR2 y GluR2 (Q) sobre la migración de células en la presente invención.
La figura 5 es un conjunto de fotografías que muestran el efecto de la expresión de GluR2 sobre el trasplante tumoral en la presente invención.
La figura 6 es un conjunto de vistas que muestran el efecto de la manipulación de receptores de AMPA sobre el crecimiento tumoral en la presente invención.
Mejor modo de poner en práctica la invención
La presente invención comprende composiciones para la inhibición de la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales regulando la permeabilidad al Ca^{2+} en células tumorales cerebrales animales en desarrollo expresando subunidades del receptor de glutamato. Los ejemplos de la célula tumoral cerebral animal en desarrollo incluyen glioblastoma, oligodendroglioma y meningioma. La regulación de la permeabilidad al Ca^{2+} mediante subunidades del receptor de glutamato puede realizarse introduciendo un gen de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) en una célula tumoral cerebral animal en desarrollo, y expresando el gen. Como gen de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R), puede utilizarse ADNc de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R), pero el gen ya se conoce (Science 249, 1580-1585, 1990), y la secuencia de bases del gen puede recuperarse de la base de datos GenBank con el número de registro M38061.
Para la introducción de un gen de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) en células tumorales cerebrales animales en desarrollo en la presente invención pueden utilizarse procedimientos de introducción de genes apropiados y conocidos. Puede utilizarse un vector de expresión de adenovirus para los procedimientos de introducción preferidos. Como un vector de expresión de adenovirus de este tipo se muestra a título de ejemplo un vector adenoviral utilizado para la expresión transitoria (Science, 259, 988-990, 1993). Los vectores adenovirales presentan una afinidad extremadamente alta por células de la glía en el sistema nervioso central (SNC), y cuando se inyectan en la corteza cerebelosa, pueden expresar un gen de GluR2 en la glía de Bergmann de manera selectiva. Además, como para los vectores adenovirales, pueden utilizarse vectores de introducción de genes que emplean un sistema de control de la expresión Cre/loxP (Nucl. Acids Res., 23, 3816-3821, 1995). Uno de los motivos para utilizar el sistema Cre/loxP es el siguiente: dado que Cre no existe en una infección sólo con AxCALNLGluR2, puede crearse un estado en el que no se expresa nada de GluR2 (R), y tal estado puede utilizarse como control para excluir la influencia de la infección viral.
En la presente invención, un gen de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) puede incorporarse en un vector de expresión de genes tal como vectores adenovirales para preparar un kit de introducción de genes para tratar tumores cerebrales, y tal kit puede utilizarse para el tratamiento de tumores cerebrales.
Como otra forma de realización de la presente invención, el procedimiento de la presente invención hace posible medir la actividad de proliferación/invasión de células tumorales cerebrales detectando/midiendo la expresión de subunidades del receptor de glutamato en células tumorales cerebrales animales en desarrollo. En tumores cerebrales tales como glioblastoma en el sistema nervioso central (SNC) se expresan subunidades compuestas por un conjunto de cuatro proteínas GluR1\sim4, y la permeabilidad o impermeabilidad al Ca^{2+} de las células depende de la composición de las subunidades que se expresan. Esta permeabilidad o impermeabilidad al Ca^{2+} de las células da como resultado la diferencia en la actividad de proliferación/invasión de células tumorales cerebrales. La expresión de las subunidad GluR1 o GluR4 convierte las células en permeables al Ca^{2+} y promueve la proliferación/invasión de células tumorales cerebrales, mientras que la expresión de la subunidad GluR2 (R) convierte las células en impermeables al Ca^{2+} e inhibe la proliferación/invasión de células tumorales cerebrales.
Por tanto, la actividad de proliferación/invasión de células tumorales cerebrales puede medirse detectando/midiendo las subunidades del receptor de glutamato expresadas en células tumorales cerebrales. Para la detección/medición de subunidades del receptor de glutamato, pueden utilizarse de manera apropiada medios conocidos de detección/medi-
ción. Con el fin de medir los genes de subunidades puede utilizarse una sonda para detectar un gen de cada subunidad. En la detección/medición de la expresión de subunidades, resulta preferido construir y utilizar un anticuerpo que se une específicamente a cada subunidad. Como anticuerpo que se une específicamente a una subunidad del receptor de glutamato puede utilizarse un anticuerpo o bien policlonal o bien monoclonal, y tales anticuerpos pueden prepararse mediante procedimientos ordinarios.
La presente invención se pondrá más claramente de manifiesto a partir de los ejemplos, pero el alcance técnico de la presente invención no se limita a estos ejemplos.
Expresión de subunidades del receptor de glutamato, introducción de la subunidad GluR2 (R) y proliferación e invasión de células tumorales Expresión de GluR en muestras quirúrgicas de glioblastoma y cultivos celulares
Los presentes inventores examinaron la expresión de la subunidad de AMPAR GluR1 en un estudio de hibridación in situ de muestras quirúrgicas (véase la figura 1). La figura 1a muestra la histología representativa de una muestra quirúrgica de glioblastoma, que demuestra células tumorales invasivas. Las señales hibridadas con la ribosonda antisentido de GluR1 se detectaron en células no diferenciadas en migración y proliferación (figura 1b). En la sección seriada, la expresión de proteína GluR1 inmunoteñida mediante el anticuerpo de GluR1 purificado por afinidad se detectó en células tumorales (figura 1c).
Los presentes inventores examinaron además la expresión de subunidades de AMPAR en muestras quirúrgicas de glioblastoma incrustadas en parafina (n = 16) mediante tinción inmunohistoquímica con anticuerpos seleccionados frente a GluR1, GluR2 (R), GluR2/3 y GluR4 (tabla 1). Se encontró expresión de proteína GluR1 en todas las muestras quirúrgicas examinadas (n = 16). En estas muestras, se expresó la proteína GluR1 en la mayoría de las células tumorales (52 \pm 21%, n = 16). En 14 de 16 muestras quirúrgicas de glioblastoma se observó expresión de GluR2 (R) en la menor parte de las células (21 \pm 7%, n = 14). Se observó la tinción con anticuerpo anti-GluR2/3 en 14 de 16 muestras quirúrgicas (31 \pm 5%, n = 14). Las células tumorales también eran positivas para GluR4 en todas las muestras quirúrgicas (55 \pm 7%, n = 16).
Las figuras 1d a g muestran un ejemplo de secciones seriadas de una muestra quirúrgica original tratada con anticuerpos frente a GluR1, GluR2 (R) y GluR4. En estas secciones, las células de glioblastoma en migración se acumularon mucho en la zona por debajo de la piamadre de la corteza cerebral. Estas células expresaban tanto GluR1 como GluR4, pero GluR2 (R) sólo débilmente (figuras 1d, e, f y g). En los tejidos cerebrales adyacentes (figuras 1h, i, j, y k), las células tumorales no diferenciadas invasoras expresaban GluR1 y GluR4 (figuras 1i y k), mientras que las neuronas normales expresaban GluR2 (R) abundantemente (figura 1j). Las células tumorales fusiformes que invadían la sustancia blanca expresaban vimentina, un marcador de astrocitos inmaduros, y GluR1, pero expresaban muy poco GluR2 (R).
Los presentes inventores prepararon cultivos primarios de células de glioblastoma a partir de muestras quirúrgicas y examinaron la expresión de subunidades de AMPAR (tabla 1). En estos cultivos, la mayoría de las células mostraban inmunorreactividad frente a GFAP, lo que indica que tenían origen en células de la glía, y no existía contaminación por neuronas o células de la microglía tal como se valoró por la ausencia de inmunorreactividades frente a la proteína de los neurofilamentos (NFP) (Nature, 298, 277-279, 1982; Acta Neuropathol., 64, 30-36, 1984), un marcador neuronal, y Ki-MlP (Pathol. Int., 46, 15-23, 1996), un marcador de las células de la microglía, respectivamente.
En inmunofluorescencia doble utilizando anticuerpos frente a GluR1 y GluR4, la mayoría de las células cultivadas expresaban ambas proteínas simultáneamente (figuras 1l, m y n). Sin embargo, en inmunofluorescencia doble utilizando anticuerpos frente a GluR1 y GluR2 (R) o anticuerpos frente a GluR4 y GluR2 (R), sólo una menor parte de las células que expresaban GluR1 o GluR4 mostraron inmunorreactividades frente a GluR2 (R) (figuras 1o, p y q).
Los presentes inventores establecieron 4 líneas celulares de glioblastoma a partir de las muestras quirúrgicas. Tres de ellas expresaban GluR1 más GluR4, GluR1 más GluR3, y GluR3 más GluR4, respectivamente. Una línea celular no expresaba ninguna subunidad de AMPAR. Los presentes inventores también examinaron la expresión de subunidades de AMPAR en una línea celular de glioblastoma humano disponible comercialmente U87 MG. Esta línea celular expresaba predominantemente GluR1 y GluR3, y GluR2 débilmente (tabla 1).
Para confirmar la expresión de las subunidades GluR1\sim4 en células de glioblastoma, los presentes inventores realizaron a continuación estudios de reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR) (Neuron, 12, 383-388, 1994). Se llevó a cabo una transcripción inversa en 3 muestras quirúrgicas, 4 células de cultivo primario y 5 líneas celulares, seguido por amplificación por PCR con cebadores específicos para GluRl-4. Se investigaron a continuación los productos amplificados mediante análisis de restricción con enzimas específicas para cada fragmento GluR1\sim4 (Neuron, 12, 383-388, 1994). La figura 1r muestra un resultado representativo obtenido en un cultivo primario de células tumorales. En este caso, se detectó la expresión de todos los ARNm de GluRl-4. En tejidos cerebrales control adyacentes al tumor también se detectó la expresión del ARNm de GluR1\sim4 (figura 1s). En lo que respecta a la expresión del ARNm de GluRl-4, los resultados obtenidos mediante RT-PCR concordaban completamente con los obtenidos inmunohistoquímicamente (tabla 1).
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TABLA 1
1
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Estos resultados indicaban que las subunidades de AMPAR se expresan en células de glioblastoma humano y que las subunidades GluR1 y GluR4 se expresan de manera más abundante y consistente que las subunidad GluR2 (R). Sugieren firmemente que se forman en estas células AMPAR permeables al Ca^{2+} constituidos sin GluR2 (R).
Expresión funcional de AMPAR permeables al Ca^{2+} en células de glioblastoma
Para examinar la expresión funcional de AMPAR permeables al Ca^{2+} en células de glioblastoma en cultivo primario, los presentes inventores midieron los cambios inducidos por AMPA en la [Ca^{2+}]_{i} intracelular (concentración de Ca^{2+}), utilizando fura-2 AM (véase la figura 2). La aplicación de AMPA 200 \muM junto con ciclotiazida (CTZ) 100 \muM, que reduce la desensibilización de los AMPAR, aumentó la [Ca^{2+}]_{i} de las células cultivadas (figuras 2a, b y c). El aumento en [Ca^{2+}]_{i} desde 80 \pm 21 hasta 285 \pm 120 nM (n = 150) se detectó en el 65 \pm 15% de las células en 16 placas de cultivo diferentes. Se observó ocasionalmente un aumento de [Ca^{2+}]_{i} prominente en las células con procesos largos que se ubicaron en la periferia del explante (figuras 2d, e y f).
El aumento en [Ca^{2+}]_{i} se detuvo de manera selectiva mediante el antagonista de AMPA, o bien 2,3-dihidroxi-6-nitro-7-sulfamoil-benzo(F)-quinoxalina (NBQX) 20 \muM o bien ácido [2,3-dioxo-7-(1H-imidazol-1-il)-6-nitro-1,2,3,4-tetrahidroquinoxalin-1-il] acético monohidratado (YM872) 10 \muM (J. Pharm. Pharmacol., 50, 795-801, 1998). En estas células cultivadas, el K^{+} 100 mM no aumentó la [Ca^{2+}]_{i}, lo que indica que los canales de Ca^{2+} dependientes de voltaje no estaban implicados en este aumento de [Ca^{2+}]_{i}. Se detectó la expresión tanto de vimentina como de GluR1 en las células de cultivo primario utilizadas para la medición de [Ca^{2+}]_{i} (figuras 2g, h e i).
Efectos de la expresión mediada por adenovirus de subunidades de AMPAR
Para aclarar la significación fisiopatológica de los AMPAR permeables al Ca^{2+} en células de glioblastoma, los presentes inventores intentaron en primer lugar convertir los AMPAR permeables al Ca^{2+} en receptores impermeables al Ca^{2+} mediante la transferencia mediada por adenovirus de ADNc de GluR2 (Science, 292, 926-929, 2001; NeuroReport, 12, 745-748, 2001). Los siguientes experimentos se llevaron a cabo principalmente en una línea celular de glioblastoma establecida (figura 3), denominada CGNH-89, que posee AMPAR permeables al Ca^{2+} constituido a partir de las subunidades GluR1 y/o GluR4.
Para introducir el ADNc de GluR2 (R) en la célula cultivada, los presentes inventores construyeron dos adenovirus recombinantes; uno era para expresar Cre recombinasa (AxCANCre) y otro era para expresar GluR2 (R), que portaban una unidad de cambio para regular la expresión de GluR2 (R) mediante Cre, que consistía en el promotor CAG, un par de secuencias loxP, un gen de relleno y ADNc de GluR2 (R) (AxCALNLGluR2). Los presentes inventores también construyeron un adenovirus recombinante que portaba ADNc de proteína fluorescente verde (GFP) (AxCAGFP), que se utilizó como marcador de células infectadas por adenovirus. En la figura 3a, las células cultivadas que expresaban proteína GluR1 (figura 3b) se infectaron con AxCAGFP. Se detectó fluorescencia de GFP en la mayoría de las células que expresaban GluR1 2 días tras la infección (figura 3c). Cuando se infectaron las células con 3 clases de adenovirus recombinantes, AxCANCre, AxCALNLGluR2 (R) y AxCAGFP, se detectó proteína GluR2 (R) en casi todas las células que emiten fluorescencia de GFP 2 días tras la infección (figuras 3d, e y f).
Como resultado, los presentes inventores observaron un cambio notable en la morfología de las células que expresaban GluR2 (R) (figura 3d, e y f). Los somas celulares se agrandaron y aplanaron gradualmente. Los procesos citoplasmáticos se revirtieron en el plazo de 4 días tras la infección viral. Estos cambios característicos no se observaron cuando las células se infectaron con AxCALNLGluR2 (R) y/o AxCAGFP, que no indujeron ninguna expresión de GluR2 (R). El valor medio del área superficial del cuerpo celular era de 360 \pm 133 \mum^{2} (n = 30) en células control infectadas con AxCALNLGluR2 (R) y/o AxCAGFP, mientras que aumentó hasta 1230 \pm 350 \mum^{2} (n \approx 30) en las células que expresaban GluR2 (R) (P < 0,05).
Los presentes inventores observaron que el citoesqueleto de las células que expresaban GluR2 (R) estaba desorganizado (célula control en la figura 3g frente a célula que expresaba GluR2 (R) en la figura 3h), y que las células mostraban signos de apoptosis tales como la formación de vesículas nucleares y la formación de cuerpos apoptóticos (figura 3i). Estos cambios característicos no se producían nunca cuando se sobreexpresaban AMPAR permeables al Ca^{2+} mediante la introducción de ADNc de o bien GluR1 o bien GluR2 (Q). En su lugar, los presentes inventores observaron una característica común en los cultivos celulares que sobreexpresaban AMPAR permeables al Ca^{2+} porque las células fusiformes agrandadas a menudo con procesos largos proliferaban a alta densidad (figuras 3j, k y l).
Los cambios anteriores inducidos en las células CGNH-89 mediante la expresión mediada por adenovirus de GluR2 (R) o GluR2 (Q) también se observaron en las células U87 MG. La introducción del gen de GluR2 (R) agrandó y aplanó los somas de las células U87 MG, mientras que la del gen de GluR2 (Q) aumentó el número de células fusiformes con procesos largos (figuras 3m, n y o).
En las figuras 3p a x, los presentes inventores confirmaron cambios en la permeabilidad al Ca^{2+} inducidos mediante la introducción mediada por adenovirus de GluR2 (R) o GluR2 (Q) en células CGNH-89. La aplicación de AMPA 200 \muM junto con CTZ 100 \muM aumentó la [Ca^{2+}]_{i} desde 97 \pm 21 hasta 275 \pm 50 nM (n = 350) en el 52 \pm 14% de las células control en 10 placas de cultivo (figuras 3p, q y r). El mismo tratamiento no tuvo efecto sobre la [Ca^{2+}]_{i} en las células que expresaban GluR2 (figuras 3s, t y u) en 4 placas de cultivo, mientras que provocó un aumento marcado en la [Ca^{2+}]_{i} desde 77 \pm 21 hasta 1185 \pm 240 nM (n = 40) en las células que expresaban GluR2 (Q) en 2 placas de cultivo (figuras 3v, w y x).
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Los presentes inventores examinaron si las células CGNH-89 que expresaban GluR2 (R) podían aumentar la [Ca^{2+}]_{i} en un grado similar al de las células control en respuesta al ATP, que es conocido que median en la señalización de Ca^{2+} en las células de la glía (J. Neurosci., 18, 8794-8804, 1998). La aplicación de ATP 25 \muM aumentó la [Ca^{2+}]_{i} desde 70 \pm 24 hasta 1438 \pm 174 nM (n = 50) en células que expresaban GluR2 (R) en 5 placas de cultivo. Este aumento era casi similar al detectado en células control, en las que el mismo tratamiento aumentó la [Ca^{2+}]_{i} desde 77 \pm 28 hasta 1574 \pm 161 nM (n = 50). Esto indicaba que las células en las que se introdujo el gen de GluR2 (R) podían responder al estímulo externo.
Los presentes inventores estimaron a continuación el índice apoptótico en células CGNH-89 que expresaban GluR2 (R) utilizando el procedimiento de marcaje de los extremos cortados por dUTP mediado por la desoxinucleotidil transferasa terminal (TdT) (TUNEL) (Science, 267, 1445-1449, 1995) y compararon este valor con el de las células infectadas sólo con AxCALNLGluR2 (control). El índice apoptótico se definió como el número de células positivas para TUNEL dividido entre el número total de núcleos positivos para yoduro de propidio (PI) por campo microscópico. Para obtener el valor medio en cada placa de cultivo, se tomaron muestras de 10 a 15 campos elegidos aleatoriamente. Este índice era del 20,2 \pm 4,3% en células que expresaban GluR2 (R) (n = 4), que era significativamente mayor que en los controles (5,2 \pm 1,2%, n = 4, P < 0,05).
Los presentes inventores también examinaron la actividad de proliferación de las células que expresaban GluR2 (R) calculando el índice de tinción con Ki-67 (el número de células positivas para Ki-67 dividido entre el número total de núcleos positivos para PI por campo microscópico (Lab. Invest., 70, 125-129, 1994). Este índice era del 12,3 \pm 2,3% en el control y el de las células que expresaban GluR2 (R) era de < 0,1% (n = 4, P < 0,001). Por el contrario, la introducción de ADNc de GluR2 (Q) (NeuroReport, 12, 745-748, 2001) para la sobreexpresión de AMPAR permeables al Ca^{2+} aumentó significativamente el índice de tinción con Ki-67 hasta el 28,3 \pm 4,8% (n = 4, P < 0,01), aunque no se detectó ningún cambio significativo en el índice apoptótico (el 4,3 \pm 1,3%). Cuando se sobreexpresó GluR1 mediante la transferencia mediada por adenovirus del gen de GluRl para la sobreexpresión de AMPAR permeables al Ca^{2+}, el índice apoptótico y el índice de tinción con Ki-67 fueron del 5,3 \pm 2,3% y del 26,3 \pm 4,5%, respectivamente. No hubo cambios significativos en estos 2 índices entre las células que expresaban GluR2 (Q) y las que sobreexpresaban GluR1.
Los resultados anteriores sugieren firmemente que el bloqueo del influjo de Ca^{2+} a través de AMPAR permeables al Ca^{2+} provoca cambios apoptóticos en células de glioblastoma. Por tanto, los presentes inventores examinaron los efectos de los antagonistas de AMPAR sobre la forma de la célula y los índices apoptóticos y de tinción con Ki-67 en células CGNH-89. La aplicación de NBQX 20 \muM o YM872 10 \muM durante 2 días provocó cambios en la morfología de las células, concretamente, la reversión de procesos citoplasmáticos, somas agrandados y aplanados, similares a los observados tras la expresión de GluR2 (R). Además, NBQX y YM872 aumentaron significativamente el índice apoptótico desde el 3,0 \pm 1,8% hasta el 13,0 \pm 2,0% (n = 4, P < 0,01), y desde el 3,8 \pm 2,3% hasta el 18,0 \pm 2,5% (n = 4, P < 0,01), respectivamente. Redujeron notablemente el índice de tinción con Ki-67 desde el 18,5 \pm 3,0% hasta el 2,0 \pm 1,0% (n = 4, P < 0,01) y desde el 16,4 \pm 3,5% hasta < 0,1% (n = 4, P < 0,01), respectivamente.
En las otras 3 líneas celulares que expresaban AMPAR permeables al Ca^{2+} (CGNH-NM, MRCH-92 y U87 MG en la tabla 1), tanto la expresión de GluR2 (R) como la aplicación de NBQX o YM872 provocaron cambios morfológicos similares en células cultivadas, aumentaron el índice apoptótico y redujeron el índice de tinción con Ki-67. La aplicación de estos antagonistas de AMPAR a células en las que se había introducido el gen de GluR2 (R) no provocó cambios adicionales en las formas de las células y estos 2 índices en las 4 líneas celulares sometidas a prueba, lo que indica que la expresión mediada por virus de GluR2 (R) y los antagonistas de AMPAR actúan sobre la misma diana.
Potenciación de la migración celular mediante AMPAR permeables al Ca^{2+}
Las células tumorales migratorias en la sustancia blanca en el cerebro mostraban una morfología fusiforme y a menudo presentaban procesos celulares largos. Estas formas de las células tumorales parecían ser adecuadas para la migración celular. De hecho, la migración celular se inhibía notablemente cuando la expresión de GluR2 (R) en las células tumorales provocaba que éstas adoptaran una forma aplanada y revertían sus procesos. Por el contrario, la sobreexpresión de AMPAR permeables al Ca^{2+} mediante la introducción mediada por adenovirus de GluR2 (Q) prolongaba los procesos celulares y parecía promover su comportamiento migratorio. Para estimar el grado de migración celular cuantitativamente, los presentes inventores realizaron 2 experimentos (figura 4).
En primer lugar, los presentes inventores utilizaron una placa de cultivo de doble cámara Transwell para estimar la actividad motriz en la dirección del eje Z. Esta placa de cultivo presentaba las cámaras superior e inferior separadas por una membrana porosa con múltiples poros de 8 \mum de diámetro. Cuando las células en la cámara superior se infectaban con AxCAGFP y AxCALNLGluR2 (R) sin AxCANCre (control), una pequeña parte de las células se movía a la parte inferior a través de la membrana porosa en el plazo de 24 h. El valor medio de células migradas contadas en diez campos con un objetivo 20 X bajo el microscopio era de 4,2 \pm 2,3 en 5 experimentos independientes (figura 4a). Sin embargo, ninguna célula viable que expresaba GluR2 (R) se movió hacia abajo y sólo se observaron fragmentos de las células alteradas en la cámara inferior (figura 4b). Por el contrario, la introducción de GluR2 (Q) aumentó el número de células que se movían a la cámara inferior (31,2 \pm 8,3, n = 5, P < 0,02) (figura 4c).
Los presentes inventores examinaron a continuación la actividad motriz utilizando un aro de clonación (7 mm de diámetro) en el centro de la placa de cultivo. Se cultivaron las células dentro del aro que se retiró 48 h tras la infección viral. Entonces se contó el número de células que atravesaron el borde del aro de clonación durante las siguientes 24 h. El número medio de células en los 5 experimentos fue de 43,2 \pm 5,3, 15,0 \pm 3,3 y 250,2 \pm 50,3 en las células que expresaban GFP, GluR2 (R) y GluR2 (Q), respectivamente (figuras 4d, e y f). Por tanto, la expresión de GluR2 (R) reprimía significativamente la motilidad celular (P < 0,002), mientras que la de GluR2 (Q) la promovió (P < 0,01).
Se observó un efecto inhibidor similar de migración tumoral mediante la aplicación de YM872 10 \muM. La introducción del gen de GluR2 (R) y la aplicación de YM872 también inhibió la migración celular en las otras 3 líneas celulares que expresaban AMPAR permeables al Ca^{2+}.
Represión de la invasión tumoral mediante la expresión de GluR2 (R) y el antagonista de AMPA en el modelo de ratón desnudo de glioblastoma humano
Los presentes inventores finalmente examinaron si la expresión de GluR2 (R) afectaba a la migración y proliferación del glioblastoma in vivo (figura 5). Con este fin, los presentes inventores utilizaron en primer lugar un modelo de ratón de glioblastoma humano en el que 2 X 10^{5} células CGNH-89 marcadas con GFP utilizando AxCAGFP se injertaron en la subcorteza cerebral de ratones desnudos. Estas células injertadas formaron agrupaciones de células, invadieron la ruta mielinizada del cuerpo calloso tal como se observa en muestras quirúrgicas humanas y se propagaron ampliamente por todo el cerebro en los 15 ratones desnudos sometidos a prueba. La histología de las muestras de xenoinjerto de ratones desnudos mostró rasgos característicos de glioblastoma humano; es decir, pleomorfismo (figura 5a), necrosis con pseudoempalizada (figura 5b) y proliferación microvascular (figura 5c).
La figura 5b muestra una agrupación de células tumorales formada en la zona subcortical 9 días tras el injerto de 2 X 10^{5} células infectadas con AxCAGFP y AxCALNLGluR2 (R) para la expresión de GFP solo. Las células tumorales, cuyos núcleos celulares se tiñeron con PI, estaban empaquetadas densamente, y se detectó GFP en células en la región inoculada (figura 5e). Por el contrario, cuando se inoculó el mismo número de células tras haberse infectado con AxCALNLGluR2 (R) más AxCANCre junto con AxCAGFP para la expresión tanto de GluR2 (R) como de GFP, no se formó ninguna agrupación sólida de células tumorales en ninguno de los 13 ratones desnudos sometidos a prueba (figura 5f). Las células tumorales dejaron de proliferar y pasaron a ser apoptóticas tal como se determinó mediante morfología nuclear tras tinción con PI (figura 5g).
Para estimar adicionalmente de manera cuantitativa si la manipulación de AMPAR permeables al Ca^{2+} altera el crecimiento tumoral in vivo, los presentes inventores examinaron los efectos de la expresión de GluR2 (R) y GluR2 (Q) y/o la aplicación del antagonista de AMPAR YM872 sobre el crecimiento del tumor producido injertando células CGNH-89 en el tejido subcutáneo de ratones desnudos (figura 6)-(figuras 6a y b). La expresión mediada por adenovirus de GluR2 (R) redujo significativamente la tasa de crecimiento tumoral así como el tamaño del tumor 22 días tras el injerto, en comparación con el caso en el que se infectó el tumor con AxCALNLGluR2 (R) sin AxCANCre (n = 12, P < 0,001). La expresión de GluR2 (Q) tendió a acelerar el crecimiento tumoral, aunque no aumentó el tamaño del tumor 22 días tras el injerto. La aplicación intraperitoneal de YM872 redujo significativamente el tamaño del tumor, en comparación con el tratamiento con el vehículo (solución salina tamponada con fosfato; PBS) (n = 12, P < 0,001). También inhibió el crecimiento del tumor que expresaba GluR2 (Q) (n = 12, P < 0,001), pero no presentó efectos inhibidores adicionales sobre el tumor que expresaba GluR2 (R).
El análisis histológico reveló la presencia de numerosas células mitóticas en tejidos tumorales tratados con el vehículo solo (figura 6c). En los tejidos tumorales tratados con YM872 (figura 6d) o que expresaban GluR2 (R) (figuras 6e y f) apenas se detectaron células mitóticas. En su lugar se observó un gran número de células apoptóticas. La proliferación de células tumorales que expresaban GluR2 (Q) se inhibió mediante la aplicación de YM872 (figuras 6g, h y i). El tratamiento con YM872 no provocó una inhibición adicional de la proliferación de tumores en células que expresaban GluR2 (R) (figura 6j).
Consideración de los experimentos
En las muestras quirúrgicas obtenidas de pacientes con glioblastoma, las células migratorias en la ruta mielinizada mostraban morfologías fusiformes o bipolares y expresaban las proteínas GluR1 y/o GluR4 abundantemente. Las células en migración ubicadas en la periferia de cultivos por explante derivados de las muestras quirúrgicas también presentaban una morfología fusiforme a menudo con procesos celulares largos, y expresaban GluR1. La sobreexpresión de AMPAR permeables al Ca^{2+} mediante la transferencia mediada por adenovirus de GluR1 o GluR2 (Q) aumentó el número de células migratorias con morfología fusiforme con procesos celulares largos. Por el contrario, la motilidad de las células tumorales se reprimió notablemente tras haberse transformado la morfología celular a una forma poligonal o aplanada mediante la expresión de GluR2 (R). Parece probable que la morfología fusiforme y los procesos prolongados sean adecuados para la migración celular, porque la morfología fusiforme haría posible que las células tumorales invadieran las rutas mielinizadas compactas o el espacio estrecho en los tejidos del SNC.
Se considera que la prolongación de los procesos celulares es la primera etapa para la migración celular, que va seguida de la translocación de somas celulares y la reversión de procesos posteriores (Cell, 84, 371-379, 1996). Con respecto a la relación causal entre la morfología de las células de la glía y los AMPAR permeables al Ca^{2+}, los presentes inventores han mostrado anteriormente que la expresión de GluR2 (R) provoca una reversión notable de los procesos gliales, mientras que la sobreexpresión de GluR2 (Q) provoca su prolongación en células cultivadas similares a la glía de Bergmann derivadas de cerebelo de ratón (NeuroReport, 12, 745-748, 2001). Sin embargo, sigue debiendo aclararse el mecanismo detallado responsable de la prolongación de los procesos gliales mediados por AMPAR permeables al Ca^{2+}.
En este experimento, los presentes inventores mostraron que la conversión de AMPAR permeables al Ca^{2+} en receptores impermeables al Ca^{2+} aumentó el índice apoptótico y reprimió la actividad de proliferación de las células tumorales. Por tanto, el influjo de Ca^{2+} a través de estos receptores parece ser necesario para la estimulación de la cascada de señalización antiapoptótica. Esta noción se apoya en el hallazgo anterior de que una cantidad moderada de influjo de Ca^{2+} es indispensable para la supervivencia de diversas células cultivadas tales como células granulares de cerebelo y células de neuroblastoma NB108 (J. Neurosci., 7, 2203-2213, 1987; Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86, 6421-6425, 1989; Nature, 396, 584-587, 1998). Yano et al. (Nature, 396, 584-587, 1998) han demostrado que en células de neuroblastoma NB108 el Ca^{2+} suministrado mediante la entrada de Ca^{2+} a través de los receptores de N-metil-D-aspartato (NMDA) activa la cinasa de proteína cinasa dependiente de Ca^{2+}/calmodulina (CaM-KK), que a su vez fosforila una serina/treonina cinasa, Akt (proteína cinasa B). Se sabe que la activación de Akt libera una variedad de señales antiapoptóticas, facilitando así la supervivencia celular (Nature, 396, 584-587, 1998).
El agonista endógeno para AMPAR es el glutamato. El medio de cultivo en este experimento se complementó con suero bovino fetal (FCS) y contenía glutamato hasta 100 \muM. La presencia de glutamato era esencial para el mantenimiento de la morfología fusiforme así como la proliferación de las células tumorales. Cuando se cultivaron las células en medio sin glutamato complementado con FCS dializado al 10% durante 4\sim5 días, pasaron a presentar una forma poligonal y aumentó el número de células apoptóticas. Estos cambios se restablecieron mediante la adición de glutamato 100 \muM. Una cuestión obvia es si una concentración suficiente de glutamato para activar los AMPAR permeables al Ca^{2+} se suministra realmente a las células tumorales en proliferación y en migración en el cerebro. Se ha mostrado que las células de glioma implantadas continúan secretando glutamato, dando como resultado una elevación detectable del glutamato extracelular, y que los gliomas con alta liberación de glutamato presentan una ventaja de crecimiento distinto (Nature Med., 7, 1010-1015, 2001). Es probable que las células de glioblastoma secreten glutamato de manera autocrina de forma similar a los astrocitos que secretan diversas citocinas y factores de crecimiento (Nature, 391, 281-285, 1998; J. Neuropathol. Exp. Neurol., 57, 653-663, 1998).
Se ha mostrado que los antagonistas de receptores tanto NMDA como AMPA inhiben la proliferación y migración de diversos tipos de células tumorales incluyendo las células de glioma y neuroblastoma (Nature Med., 7, 1010-1015, 2001; Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98, 6372-6377, 2001). En este estudio, los presentes inventores mostraron que los AMPAR permeables al Ca^{2+} desempeñan papeles críticos para facilitar la migración y proliferación de las células de glioblastoma humano, y que el bloqueo de los AMPAR permeables al Ca^{2+} mediante YM872 o la expresión de GluR2 (R) reprimen eficazmente el crecimiento tumoral. Por tanto, los receptores de glutamato permeables al Ca^{2+} pueden ser una diana terapéutica para el tratamiento de tumores cerebrales.
Procedimiento utilizado en el experimento Muestras quirúrgicas y cultivos celulares
Dieciséis muestras quirúrgicas examinadas en este experimento se diagnosticaron histológicamente como glioblastoma multiforme según la clasificación de la OMS. Se prepararon cultivos celulares tal como se describió anteriormente (Acta Neuropathol., 94, 425-435, 1997; J. Neurosci. Res., 51, 526-535, 1998). Entre las 4 líneas celulares de glioblastoma, CGNH-89 mostró una alta tumorigenicidad y se utilizó para el heterotrasplante en ratones desnudos. Se cultivaron células en medio Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) (Life Technologies) complementado con FCS al 10% y glutamato 2 mM. La concentración de glutamato en este medio determinada mediante ciclación enzimática era de 107 \pm 5 \muM (n = 4) (Brain Res., 573, 197-203, 1992).
Transferencia génica utilizando vectores adenovirales
Los presentes inventores construyeron los siguientes adenovirus recombinantes (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 93, 1320-1324, 1996; Nucl. Acids Res., 23, 3816-3821, 1995).
(1) AxCALNLGluR1, AxCALNLGluR2 (R) y AxCALNLGluR2 (Q): las unidades de expresión-cambio para la expresión de las subunidades GluR1, GluR2 (R) y GluR2 (Q) de rata, respectivamente, que consistían en el promotor CAG, una secuencia loxP, un gen de relleno (gen de resistencia a neomicina), una señal de poli (A), un segundo sitio loxP, la secuencia que codifica para GluR1, GluR2 (R) o GluR2 (Q), y otra señal de poli (A) (Mol. Brain Res., 65, 176-185, 1999). Los ADNc de GluR2 y GluR1 de rata fueron amables obsequios de los Drs. S. Heinemann y M. Hollmann.
(2) AxCANCre y AxCAGFP: adenovirus recombinantes para la expresión de Cre recombinasa y EGFP (Clontech), respectivamente. Se infectaron las células con una multiplicidad de infección (MOI) de 5 con cada uno de los adenovirus recombinantes 2-5 días antes de los experimentos.
Histología
Se llevó a cabo tinción inmunohistoquímica con anticuerpos selectivos frente a GluR1, GluR2, GluR2/GluR3, GluR4 (Chemicon), GFAP (Virchows Arch. A Pathol. Anat. Histopathol., 405, 299-310, 1985) y vimentina (V9, Dakopatts A/S) tal como se describió anteriormente (NeuroReport, 12, 745-748, 2001; ActaNeuropathol., 94, 425-435, 1997). Se visualizaron las inmunorreactividades con diaminobencidina. Para la inmunofluorescencia doble se utilizaron anticuerpos secundarios marcados con FITC, rodamina y Alexa 594 (Molecular Probe) para visualizar los anticuerpos unidos. Se observaron las células teñidas con un microscopio confocal de barrido láser (MRC-1024E, Bio-Rad). Se realizó la hibridación in situ con el mismo procedimiento descrito por Kondo et al (J. Neurosci., 17, 1570-1581, 1997).
Reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR)
Las alícuotas de 100 ng de ARN preparadas a partir de muestras se sometieron a transcripción inversa con hexámeros al azar (Roche Diagnostics) y se sometió el producto de RT a 35 ciclos de PCR (desnaturalización durante 20 s a 94ºC, hibridando durante 20 s a 50ºC, extensión durante 20 s a 72ºC), con cebadores que amplificaron simultáneamente GluR1\simGluR 4 (Neuron, 12, 383-388, 1994) (cebador sentido: 5'-CCTTTGGCCTATGAGATCTGGATGTG-3' (SEC ID nº 1), cebador antisentido: 5'-TCGTACCACCATTTGTTTTTCA-3' (SEC ID nº 2)).
Se llevó a cabo una segunda PCR (35 ciclos) para la amplificación específica de subunidades con los cebadores sentido específicos para cualquiera de GluR1 (secuencia base a 1712\sim1733: 5'-AAGAGGGACGAGACCAGACAAC-3' (siendo la posición 1 el primer nucleótido de la secuencia codificante; SEC ID nº 3)), GluR2 (R) (secuencia base a 1732\sim1755: 5'-GAAGATGGAAGAGAAACACAAAGT-3' (SEC ID nº 4)), GluR3 (secuencia base a 1749\sim1771: 5'-GGAAGACAACAATGAAGAACCTC-3' (SEC ID nº 5)), o GluR4 (secuencia base a 1747\sim1766: 5'-GAAGGACCCAGCGACCAGCC-3' (SEC ID nº 6)) y el cebador antisentido común utilizado para la primera amplificación. Se digirieron los productos de esta segunda amplificación (637 pb para GluR1, 638 pb para GluR2, 657 pb para GluR3 y 626 pb para GluR4) mediante enzimas de restricción específicas para GluR1 (Bgl I), GluR2 (R) (Bsp1286 I), GluR3 (Ava I) y GluR4 (Pvu II).
Obtención de imágenes mediante Ca^{2+} intracelular
Se cargaron las células con fura 2-AM (Dojin) a temperatura ambiente durante 40 min. Se obtuvieron imágenes de fluorescencia a una longitud de onda de excitación de 340 y 380 nm utilizando el sistema Argus/HiSCA (Hamamatsu Photonics). Se convirtió la razón de fluorescencia 340/380 nm en [Ca^{2+}]_{i} tal como se describió anteriormente (Cell, 88, 49-55, 1997).
Ensayos de TUNEL, proliferación y migración
Para los ensayos de TUNEL y proliferación celular se sembraron en placas las células a una densidad de 2 X 10^{4}/pocillo en portaobjetos de vidrio de 4 pocillos Lab-Tek rellenos con el medio de cultivo convencional. A las 6 h tras la siembra en placa, se sustituyó el medio por medio sin glutamato y se infectaron las células con los adenovirus. A las 48 h tras la siembra en placa se añadió glutamato (100 \muM) al medio y se fijaron las células a los 5 días tras la infección. Se llevó a cabo el ensayo de TUNEL con un kit de detección de muerte celular in situ (MBL). El ensayo de proliferación celular se llevó a cabo con índices de tinción con anticuerpo monoclonal anti-Ki-67 (Dako). El ensayo de migración se llevó a cabo en una cámara Transwell (tamaño de poro de 8 \mum) (Corning Corstar Corp.).
Se sembraron en placa las células a una densidad de 5 X 10^{4}/pocillo en la cámara superior. A las 6 h tras la siembra en placa se infectaron las células con los adenovirus recombinantes en medio sin glutamato complementado con FCS dializado al 10%. A las 48 h tras la infección se añadió glutamato (100 \muM) al medio. Se cultivaron las células durante 24 h más y se contó el número de células que migró a través de la membrana porosa con un objetivo de 20 bajo el microscopio.
En otra serie de ensayo de migración se colocó un cilindro de clonación de vidrio (7 mm de diámetro) cubierto en un extremo con grasa de silicona en el centro de una placa de cultivo. Se sembraron en placa 2 X 10^{4} células dentro del cilindro. A las 48 h tras la infección se retiró el aro de clonación y se cultivaron las células durante 24 h más. Entonces se contó el número de células que atravesaban el borde del aro de clonación.
Modelos animales
Se suspendieron células CGNH-89 a1 X 10^{7}/100 \mul en medio de cultivo. Las alícuotas de 2 \mul de la suspensión infectada con AxCAGFP y AxCALNLGluR2 (R) con o sin AxCANCre se inyectaron estereotácticamente en los cerebros de ratones desnudos bajo anestesia con éter. Se examinaron los tejidos cerebrales de 9 a 14 días tras la inyección.
Además, el efecto de la expresión mediada por adenovirus de GluR2 (R) y GluR2 (Q) sobre el crecimiento tumoral se evaluó cuantitativamente en tumores subcutáneos con o sin aplicación de YM872, un antagonista para receptores de glutamato de tipo AMPA. Se inyectaron por vía subcutánea suspensiones celulares (1 X 10^{7}/100 \mul) en la ijada de ratones desnudos de 5\sim6 semanas de edad (peso corporal, 18-20 g). Se administraron por vía intratumoral adenovirus (1 X 10^{7} PFU, diluidas en un total de 100 \mul de PBS) una vez 5 días tras la inoculación del tumor con una aguja de calibre 27. Se administró AxCALNLGluR2 (R) sin AxCANCre para el control.
YM872, un amable obsequio de Yamanouchi Pharmaceutical Company, se disolvió en pbS. Se observó la inhibición dependiente de la dosis de crecimiento tumoral tras la inyección intraperitoneal diaria de YM872 (comenzando un día tras el implante del tumor) a dosis de 10, 50 y 100 mg/kg durante 2 semanas. En esta serie de experimentos se utilizaron 100 mg/kg de YM872. Se administró por vía intraperitoneal pbS (100 \mul) para el control. Se calculó el volumen del tumor según la fórmula (longitud X anchura^{2})/2. Al final de cada experimento se sometieron los tejidos tumorales a un análisis histológico.
Análisis de los datos
Los datos se expresan como las medias \pm el error estándar de las medias. Se llevaron a cabo comparaciones estadísticas mediante la prueba de la t para datos independientes o análisis de la varianza de una vía (ANOVA: prueba de Scheffe para la comparación a posteriori).
Leyendas de las figuras
Figura 1
Un conjunto de fotografías que muestran receptores de AMPA expresados en células de glioblastoma humano
a \sim c; Secciones seriadas a partir de una muestra quirúrgica original. a; Acumulación por debajo de la piamadre de células tumorales invasoras teñidas con hematoxilina-eosina (HE). b; Expresión de ARNm de GluR1 detectado mediante hibridación in situ (cloruro de nitroazul de tetrazolio, azul). c; Se muestra una imagen de inmunofluorescencia para GluR1 (rodamina, rojo).
d \sim g; Secciones seriadas a partir de una muestra quirúrgica (GNS-3148). d; Se muestra la acumulación por debajo de la piamadre de células tumorales invasoras (tinción con HE). e; Inmunotinción con anticuerpo anti-GluR1. f; Inmunotinción con anticuerpo anti-GluR2. g; Inmunotinción con anticuerpo anti-GluR4.
h \sim k; Un tejido adyacente de las mismas muestras de "d" \sim "g". h; Células tumorales invasoras en la corteza cerebral (tinción con HE). i, j y k; Inmunotinciones con anticuerpos anti-GluRl, anti-GluR2 y anti-GluR4, respectivamente.
l \sim n; Se muestran la inmunotinción con anticuerpo anti-GluR1 (Alexa 594, rojo) (l) y anticuerpo anti-GluR4 (FITC, verde) (m), y su imagen combinada (n) en células tumorales en cultivo primario.
o \sim q; Se muestran la inmunotinción con anticuerpo anti-GluR1 (Alexa 594, rojo) (o) y anticuerpo anti-GluR2 (FITC, verde) (p), y su imagen combinada (q) en células tumorales. La barra de escala en "q" representa 100 \mum para "a" \sim "g" y 50 \mum para "h" \sim "q".
r \sim s; Análisis por RT-PCR con cebadores específicos para GluR1\sim4 en células tumorales en cultivo primario (r) y en tejido cerebral normal adyacente al tumor antes de la resección (s). Tanto en "r" como en "s", los 4 carriles de la izquierda y de la derecha (R1\simR4) muestran electroforesis de productos de PCR antes y tras la digestión mediante enzimas de restricción específicas para cada ADN de GluR1\sim4, respectivamente. El tamaño de los fragmentos digeridos en los carriles de la derecha es de: 189 y 448 pb para GluR1 cortada mediante Bgl I, 368 y 270 pb para GluR2 cortada mediante Bsp1286 I, 420 y 237 pb para GluR3 cortada mediante Ava I, 379 y 247 pb para GluR4 cortada mediante Pvu II. El carril \varphi muestra el marcador de tamaño de ADN con la banda de 500 pb densa.
Figura 2
Un conjunto de fotografías que muestran cambios inducidos por AMPA en [Ca^{2+}]_{i} en células tumorales cultivadas
a \sim c; Se muestra el aumento inducido por AMPA en [Ca^{2+}]_{i} en células tumorales en cultivo primario cargadas con fura-2 AM. Se muestran la imagen de fluorescencia en la longitud de onda de excitación de 340 nm (a) e imágenes en pseudocolor de la razón 340/380 nm antes (b) y durante (c) la exposición a AMPA 200 \muM y CTZ 100 \muM.
d \sim f; Se muestra el aumento inducido por AMPA en [Ca^{2+}]_{i} en las células en monocapa que se movieron fuera del cultivo por explante. Se tomaron las imágenes en la misma disposición que en "a" \sim "c".
g \sim i; Se muestran la inmunofluorescencia doble para vimentina (g, FITC, verde), y GluR1 (h, rodamina, rojo) y su imagen combinada (i). La barra de escala en "f" representa 20 \mum para "d" a "f" y aquélla en "i" 100 \mum para "a" \sim "c" y "g" \sim "i".
Figura 3
Un conjunto de fotografías que muestran los efectos de la expresión mediada por adenovirus de subunidades del receptor de AMPA
a \sim c; Control. Se infectaron células cultivadas (CGNH-89) con AxCAGFP y AxCALNLGluR2 (R) sin Ax-CANCre. Fluorescencia de GFP (a), inmunofluorescencia para GluR1 (b) y su imagen combinada (c).
d \sim f; Células que expresan GluR2. Se infectaron con AxCAGFP y AxCALNLGluR2 (R) junto con Ax-CANCre. Fluorescencia de GFP (d), inmunofluorescencia para GluR2 (e) y su imagen combinada (f).
g; Células infectadas con AxCALNLGluR2 (R) solo para el control y teñidas doblemente para determinar vimentina (FITC, verde) y con yoduro de propidio (PI) (rojo).
h; Células infectadas con AxCALNLGluR2 (R) junto con AxCANCre y teñidas doblemente para determinar vimentina (FITC, verde) y GluR2 (rodamina, rojo). Obsérvense filamentos de vimentina alterados en una célula que expresa proteína GluR2 (R).
i; Células infectadas con AxCAGFP y AxCALNLGluR2 (R) junto con AxCANCre, y teñidas con PI. Obsérvense cuerpos apoptóticos y formación de vesículas nucleares.
j \sim l; Células que sobreexpresan GluRl. Se infectaron con AxCALNLGluR1 junto con AxCANCre. Se muestran la inmunofluorescencia para vimentina (j, FITC, verde) y GluR1 (k, rodamina, rojo) y su imagen combinada (1).
m \sim o, Células U87-MG infectadas con AxCAGFP (m), AxCAGFP y AxCALNLGluR2 (R) junto con AxCANCre (n), y AxCAGFP y AxCALNLGluR2 (Q) junto con AxCANCre (o). Se tiñeron para determinar GluR2 (R) (rodamina, rojo). Se muestran las imágenes combinadas de inmunofluorescencia de GFP y GluR2. La barra de escala en "i" representa 100 \mum para "a" \sim "f" y "j" \sim "o", y 20 \mum para "g" \sim "i".
p \sim x; Se muestran los resultados de la medición de [Ca^{2+}]_{i} utilizando fura-2AM. Células CGNH-89 control (p\simr) y células que expresan GluR2 (R) (s\simu) y GluR2 (Q) (v\simx). De izquierda a derecha, imágenes de fluorescencia a la longitud de onda de excitación de 340 nm, imágenes en pseudocolor de la razón 340/380 nm antes y durante la exposición a AMPA 200 \muM y CTZ 100 \muM.
Figura 4
Un conjunto de fotografías que muestran los efectos de la expresión de GluR2 (R) y GluR2 (Q) sobre la migración celular
a \sim c; Un conjunto de vistas que muestran la motilidad de las células tumorales examinadas con una cámara doble Transwell. Vistas con microscopio confocal de las células en la cámara inferior bajo la membrana porosa. Se tiñeron las células con anticuerpos anti-GluR2 (rodamina, rojo) y anti-vimentina (FITC, verde). a; Células infectadas con AxCALNLGluR2 (R) sin AxCANCre. Algunas células que expresan vimentina migraron a través de la membrana porosa durante 24 h. b; Células infectadas con AxCANCre y AxCALNLGluR2 (R) para la expresión de GluR2 (R). Sólo se observaron fragmentos de las células alteradas en la cámara inferior tras 24 h. c; Células infectadas con AxCANCre y AxCALNLGluR2 (Q) para la expresión de GluR2 (Q). Un mayor número de células tumorales que en "a" migraron a través de la membrana porosa durante 24 h.
d \sim f; Se muestra la motilidad de las células tumorales examinadas con un aro de clonación. Se muestra la migración de las células infectadas con AxCALNLGluR2 (R) solo (d, control), células que expresan GluR2 (R) (e) y células que expresan GluR2 (Q) (f) en el plazo de 24 h tras la retirada del aro de clonación. Se tiñeron las células con anticuerpos anti-vimentina y anti-GluR2. Las líneas blancas indican el borde del aro de clonación. La barra de escala en "f" representa 50 \mum para "a" \sim "c" y 100 \mum para "d" \sim "f".
Figura 5
Un conjunto de fotografías que muestran los efectos de la expresión de GluR2 (R) sobre el trasplante del tumor
a \sim c; Se muestra la histopatología del tumor formado mediante el trasplante de células de glioblastoma cultivadas en la región subcutánea del ratón desnudo. El tumor se caracterizaba por pleomorfismo (a), necrosis con pseudoempalizada (b) y proliferación microvascular (c). En la figura, "v" indica los vasos del tumor (tinción con HE).
d; Se muestra la formación del tumor a los 9 días tras el trasplante de 2 X 10^{5} células de glioblastoma cultivadas en la zona subcortical del cerebro del ratón desnudo. Las células cultivadas se habían infectado con AxCAGFP y AxCALNLGluR2 (R) cada una con una MOI de 5 para la expresión de GFP (verde) 2 días antes del trasplante y se tiñeron mediante PI (rojo). e; Vista con más aumentos de la zona recuadrada en "d".
f; Células a los 14 días tras el trasplante de 2 X 10^{5} células de glioblastoma cultivadas. Las células cultivadas se habían infectado con AxCAGFP y AxCALNLGluR2 (R) junto con AxCANCre cada uno a una MOI de 5 para la expresión tanto de GFP como de GluR2 (R) 2 días antes del trasplante.
g; Vista con más aumentos de la zona recuadrada en "f". Obsérvese la morfología nuclear apoptótica provocada por la expresión de GluR2 (R). La barra de escala en "g" representa 50 \mum para "a", "e" y "g", 100 \mum para "b",
75 \mum para "c", 1500 \mum para "d", y 1000 \mum para "f".
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Figura 6
Un conjunto de vistas que muestran los efectos de la manipulación de receptores de AMPA sobre el crecimiento tumoral
a; Efectos de diversos tratamientos sobre la tasa de crecimiento de tumores injertados en el tejido subcutáneo de ratones desnudos: inyección de pbS (vehículo como control para la aplicación de YM872, triángulos invertidos); expresión de GluR2 (Q) (cuadrados en blanco); inyección de AxCALNLGluR2 sin AxCANCre (vector como control para la expresión de GluR2 y GluR2 (Q), círculos rellenos); expresión de GluR2 (Q) más aplicación de YM872 (triángulos en blanco); expresión de GluR2 (R) (rombos rellenos); aplicación de YM872 (cuadrados rellenos); y expresión de GluR2 (R) más aplicación de YM872 (triángulos rellenos). Para cada tratamiento se utilizaron 12 animales. Cada representación gráfica representa la media \pm error estándar de la media (n = 12) del volumen del tumor.
b; Se muestran las representaciones gráficas de los volúmenes de los tumores medidos 22 días tras la inoculación. Para cada tratamiento se representaron gráficamente los datos sin procesar obtenidos de 12 animales. * indica una diferencia significativa en p < 0,001 con respecto al control (o bien vehículo o bien vector).
c \sim f; Se muestran la histología de los tejidos tumorales tratados con el vehículo (c) y YM872 (d), y de aquellos a los se les suministró el gen de GluR2 (R) (e, f). c, d y e; Tinción con HE. f; Inmunotinción con anticuerpo anti-GluR2.
g \sim h; Tinción con HE (g) e inmunotinción con anticuerpo anti-GluR2 (h) en tejidos tumorales a los que se les suministró el gen de GluR2 (Q).
i; Se muestra la tinción con HE de tejidos tumorales que expresan GluR2 (Q) y tratados con YM872.
j; Se muestra la tinción con HE de tejidos tumorales que expresan GluR2 (R) y tratados con YM872. Los tejidos en "c" \sim "j" se tomaron 22 días tras la inoculación del tumor. La barra de escala en "j" representa 50 \mum para "c" \sim "j".
Aplicabilidad industrial
La presente invención hace posible inhibir la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales regulando la permeabilidad al Ca^{2+} mediante subunidades del receptor de glutamato de tipo AMPA en células tumorales cerebrales animales en desarrollo. En particular, la presente invención hace posible regular la permeabilidad al Ca^{2+} en células tumorales cerebrales introduciendo un gen de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) en una célula tumoral cerebral, e inhibir la proliferación e invasión de células tumorales cerebrales y, por tanto, la presente invención sirve como medio eficaz para tratar tumores cerebrales tales como glioblastoma, que se sabe que es el tumor más maligno y altamente migratorio e invasivo. Además, dado que la presente invención hace posible medir la actividad de proliferación/invasión de células tumorales cerebrales detectando/midiendo la expresión de subunidades del receptor de glutamato de tipo AMPA en células tumorales cerebrales animales en desarrollo, puede encontrarse el grado de malignidad del tumor cerebral utilizando el procedimiento, y la presente invención sirve como un medio potente para el diagnóstico, la prevención o el tratamiento de tumores cerebrales.
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<110> Japan Science and Technology Agency
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<120> Inhibición de la proliferación e infiltración de células tumorales cerebrales provocada mediante la expresión de la subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA
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<130> P022437EP CTH
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<140> EP03784615.1
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<141> 08/08/2003
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<150> JP P2002-232086
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<151> 08/08/2002
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<150> PCT/JP03/10143
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<151> 08/08/2003
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<160> 6
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<170> PatentIn versión 3.0
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<210> 1
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20
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Claims (13)

1. Utilización de un gen que codifica para una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) para la preparación de un medicamento para inhibir la proliferación e invasión in vivo de células tumorales cerebrales regulando la permeabilidad al Ca^{2+} mediante una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) que se expresa en una célula tumoral cerebral animal en desarrollo, en la que el gen utilizado en la preparación del medicamento codifica para GluR2(R) sin corrección de ARN adicional.
2. Utilización según la reivindicación 1, en la que el gen que codifica para una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) se introduce en una célula tumoral cerebral animal en desarrollo y se expresa.
3. Utilización según la reivindicación 1 ó 2, en la que el gen que codifica para una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) es un ADNc de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R).
4. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el gen que codifica para una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) se introduce en una célula tumoral cerebral animal en desarrollo mediante un vector de expresión, y se expresa.
5. Utilización según la reivindicación 4, en la que el vector de expresión es un vector que utiliza un adenovirus.
6. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la célula tumoral cerebral es un glioblastoma.
7. Procedimiento para medir la actividad de proliferación/invasión de células tumorales cerebrales, en el que se detecta/mide la expresión de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) en una célula tumoral cerebral animal en desarrollo.
8. Gen que codifica para una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) para su utilización en la inhibición de la proliferación e invasión in vivo de células tumorales cerebrales regulando la permeabilidad al Ca^{2+} mediante una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) que se expresa en una célula tumoral cerebral animal en desarrollo, en el que el gen codifica para GluR2(R) sin corrección de ARN adicional.
9. Gen para su utilización según la reivindicación 8, en el que el gen que codifica para una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) se introduce en una célula tumoral cerebral animal en desarrollo y se expresa.
10. Gen para su utilización según la reivindicación 8 ó 9, en el que el gen que codifica para una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) es un ADNc de una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R).
11. Gen para su utilización según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que el gen que codifica para una subunidad del receptor de glutamato de tipo AMPA GluR2 (R) se introduce en una célula tumoral cerebral animal en desarrollo mediante un vector de expresión, y se expresa.
12. Gen para su utilización según la reivindicación 11, en el que el vector de expresión es un vector que utiliza un adenovirus.
13. Gen para su utilización según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en el que la célula tumoral cerebral es un glioblastoma.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1491211A4 (en) 2002-03-29 2010-01-13 Astellas Pharma Inc DRUG AGAINST GLIOBLASTOMA
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GB0507298D0 (en) * 2005-04-11 2005-05-18 Novartis Ag Organic compounds
PL2434886T3 (pl) 2009-05-29 2020-05-18 Cydex Pharmaceuticals, Inc. Kompozycje do wstrzykiwania melfalanu zawierające pochodną cyklodekstryny i sposoby ich wytwarzania i stosowania
US11020363B2 (en) 2009-05-29 2021-06-01 Cydex Pharmaceuticals, Inc. Injectable nitrogen mustard compositions comprising a cyclodextrin derivative and methods of making and using the same
JP6371063B2 (ja) * 2013-01-30 2018-08-08 国立大学法人 岡山大学 悪性腫瘍の検査方法および抗腫瘍剤
CA3145507A1 (en) * 2018-07-27 2020-01-30 Daniel Pierce RADIN Clinical methods and pharmaceutical compositions employing ampa receptor antagonists to treat glioblastoma and other cancers
CN111269939A (zh) * 2019-07-16 2020-06-12 湖南大学深圳研究院 稳定表达AMPA受体GluR1/GluR2细胞株及其构建方法
BR112023023087A2 (pt) * 2021-05-04 2024-01-30 Alivid Llc Uma entidade biológica para o tratamento do câncer cerebral

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991006648A1 (en) * 1989-10-27 1991-05-16 The Salk Institute For Biological Studies Glutamate receptor compositions and methods

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