ES2573733T3 - Tratamiento farmacológico del deterioro cognitivo - Google Patents

Abstract

Una composición para uso en la mejora de la función cognitiva en un sujeto con síndrome de Down, que comprende un compuesto seleccionado de pentilentetrazol, picrotoxina, bilobálido y ginkgólido B, y un vehículo farmacéuticamente aceptable, dicha composición administrada en dosis de menos de una dosis que sensibilice experimentalmente una crisis en el sujeto, y en la que las dosis se administran al sujeto durante un periodo de tiempo eficaz para conseguir una mejora en la función cognitiva, como se mide usando un protocolo para valorar la función cognitiva.

Description

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DESCRIPCION

Tratamiento farmacologico del deterioro cognitivo

El retraso mental (RM) afecta a un 2-3% de la poblacion en el mundo industrializado y continua siendo una forma prevalente de deterioro cognitivo no progresivo. Definidos de manera limitada por un CI de menos de 70 y deficiencias en las habilidades interpersonales, adaptativas y academicas, los trastornos que implican un RM, no obstante, se extienden en una amplia etiologfa, que resulta tanto de causas geneticas como no geneticas. La amplitud y frecuencia de la disfuncion cognitiva relacionada con el RM es alarmante, considerando que la intervencion farmacologica es actualmente inexistente.

Historicamente, los neurocientfficos han sondeado el cerebro en el RM para obtener pistas de posibles estrategias de tratamiento de las dificultades en el aprendizaje relacionadas con el Rm. En el caso de smdrome de Down, estas investigaciones pioneras han dado lugar a observaciones de atrofia tisular, anomalfas de la sustancia blanca, perdida de celulas neuronales, retraso del crecimiento de las ramificaciones dendnticas y disgenesia espinal. Curiosamente, muchas de las caractensticas histologicas advertidas en los cerebros de personas con smdrome de Down se equiparan a fenotipos que se han encontrado en los cerebros de personas con otras clases de RM, tales como metabolopatfas congenitas y lesiones no geneticas. Tambien se han establecido conexiones entre las diferentes formas ligadas al cromosoma X del RM, con estructura sinaptica alterada, plasticidad sinaptica y senalizacion Ras-MAPK como motivos emergentes. Las similitudes en todo el amplio espectro de trastornos relacionados con el RM sostienen que mecanismos comunes subyacen a la manifestacion de las deficiencias en el aprendizaje y en la memoria en adultos jovenes y ninos con discapacidad intelectual.

El smdrome de Down (SD) es la forma existente mas comun de retraso mental en el hombre, con una incidencia de 1 por 600 nacimientos. La etiologfa que rodea al trastorno se describio por primera vez como un error de no disyuncion durante la meiosis del cromosoma 2l humano (hC21), que da como resulta la sobreexpresion de 225 genes estimados que normalmente encontrados en el cromosoma. El SD se caracteriza por cardiopatfa congenita, problemas endocrinos y deficiencia inmunologica, pero se distingue universalmente por las dificultades en el aprendizaje y en la memoria en personas afectadas que impiden la funcion interpersonal y cognitiva adaptativa.

Como la presencia de genes en el hC21 por triplicado altera la maduracion del sistema nervioso central (SNC) y el desarrollo cognitivo posterior en el SD continua siendo una pregunta abierta. Los cerebros con SD generalmente parecen normales al nacer. Los recien nacidos con smdrome de Down presentan pesos cerebrales tfpicos y no presentan ninguna diferencia en la estructura neuronal y sinaptica evidente de ninos sin el trastorno. El analisis cuantitativo de las celulas piramidales de la capa III prefrontal con SD alrededor del nacimiento y a los 2,5 meses de edad no indica diferencias en la diferenciacion dendntica. De hecho, el crecimiento cerebral prosigue normalmente durante los primeros 5 a 6 meses de vida. Sin embargo, poco despues del periodo de lactancia (> 6 meses), el cerebro con SD comienza a mostrar las anomalfas que lo caracterizan en la etapa adulta. El surgimiento de estas anomalfas citologicas puede coincidir con el comienzo del declive del CI en los ninos afectados por SD en los primeros anos de vida.

La investigacion de anomalfas en el SNC y disfuncion cognitiva en el SD se ha facilitado en gran medida por el desarrollo de dos modelos murinos segmentalmente trisomicos del SD: Ts65Dn y TsICje. Los ratones Ts65Dn son trisomicos para los segmentos del cromosoma 16 de raton (Mmu 16) altamente homologos al brazo largo del hC21, incluyendo porciones de la denominada "region cntica" del SD. Fenotfpicamente, los ratones Ts65Dn resumen fielmente algunas de las caractensticas mas destacadas y fundamentales del SD. La topograffa del mal desarrollo craneofacial en los Ts65Dn refleja la observada en pacientes con SD; asimismo, los ratones Ts65Dn presentan patrones similares de atrofia cerebelosa durante el desarrollo postnatal temprano. La utilidad de los Ts65Dn como modelo murino del SD se refuerza adicionalmente mediante hallazgos que detallan deficiencias practicamente mtegras en la memoria de referencia, memoria operacional y memoria espacial a corto y largo plazo en los Ts65Dn.

El tratamiento del retraso mental es de gran interes clmico y humanitario. La presente invencion aborda esta cuestion.

Publicaciones

Las conexiones sinapticas en el cerebro de los Ts65Dn se han valorado mediante una variedad de ensayos. Por ejemplo, la microscopfa electronica cuantitativa (ME) del SNC de los Ts65Dn ha revelado una perdida de sinapsis excitatorias asimetricas en la corteza de los Ts65Dn con respecto al tejido WT, con una preservacion coincidente de sinapsis inhibitorias simetricas (Kurt et al., 2000). Se han advertido reducciones en la densidad de las sinapsis excitatorias y en la proporcion de la senalizacion excitadora frente a la inhibitoria en el cerebro de los Ts65Dn, junto a incrementos compensatorios en las longitudes de aposicion sinaptica de uniones sinapticas asimetricas y simetricas.

Los estudios recientes que usan una carga de amarillo lucifer de neuronas en cortes agudos de los Ts65Dn han indicado que un ensanchamiento de las hendiduras sinapticas se puede relacionar con el desarrollo de espinas agrandadas en la corteza de los Ts65Dn (vease Belichenko et al. (2004) J Comp Neurol. 480(3):281-98). En un sistema in vitro, las deficiencias en la PLP en el hipocampo de los Ts65Dn demostraron invertirse tras la aplicacion de picrotoxina (vease Kleschevnikov (2004) J Neurosci. 24(37):8153-60). Costa et al. (2005) Neur. Lett. 382: 317-322 notifican deficiencias en la PLP en CA1 del hipocampo inducida por TBS, pero no HFS, en el raton Ts65Dn. Levkovitz

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et al. (1999) J. Neuroscience 19:10977-10984 analizan la regulacion por incremento de la neurotransmision GABA en la supresion de la excitabilidad del hipocampo y la prevencion de la potenciacion a largo plazo en ratones transgenicos que sobreexpresan superoxido dismutasa.

Se ha sugerido que la inmunorreactividad excesiva del receptor de glutamina GluR1 puede estar implicada en la degeneracion de las neuronas y la formacion temprana de placas seniles en el smdrome de Down, puesto que las muestras tisulares tomadas de los lobulos frontales de pacientes con smdrome de Down presentan elevaciones homeostaticas en la inmunorreactividad de GluR1 (Arai et al. (1996) Pediatr. Neurol. 15:203-206).

Se administro extracto de Ginkgo biloba a dos pacientes jovenes con trisoirna 21 (Donfrancesco et al. (2004) Phytomedicine 11:469. Se administro pentilentetrazol (metrazol) a ninos con deficiencias mentales por Berman et al. (1957) AMA Journal of Diseases of Children 94:231; y a pacientes psicogeriatricos por Stotsky et al. (1972). Se administraron farmacos agonistas gabergicos (diazepam) a ninos con smdrome de Down por Cocchl (1985) Int. J. Psychosomatics 32:12-16 reduciendo la depresion.

En la solicitud de patente de EE. UU. 2003/0092912 se analizan derivados de aminoalquilimidazol condensados con heteroarilo como moduladores selectivos de los receptores GAGAA. En la solicitud de patente de EE. UU. 2004/0082555 se analiza el uso de agonistas inversos de GABA en combinacion con el agonista parcial del receptor nicotmico, estrogeno, moduladores selectivos de estrogenos o vitamina E. En la solicitud de patente de EE. UU. 2002/0151591 se analiza el uso en combinacion de inhibidores de la acetilcolinesterasa y agonistas inversos de GABAa para el tratamiento de trastornos cognitivos en la solicitud de patente de EE. UU. 2002/0151591. Se ha notificado que L-655.708 potencia la cognicion en ratas, pero no es proconvulsionante a una dosis selectiva para receptores GABAa que contienen a5.

Lieberman A., Geriatrics, vol. 9. n.° 3, 1954, 125-127 divulga una terapia intravenosa con metrazol subconvulsionante en enfermos mentales.

Hamm R.J. et al., Society for Neuroscience Abstracts, vol. 20, n.° 1-2, 1994, 193, divulga que la administracion cronica de pentilentetrazol despues de traumatismo craneoencefalico mejora el rendimiento cognitivo en ratas lesionadas.

Varvel et al., Psychopharmcology (2005) 178: 317-327 divulga que las deficiencias cognitivas inducidas por A-THC se invierten por la bicuculina antagonista de GABAa en ratones.

Los documentos WO 99/43661 A2 y US 6.399.604, ambos concedidos a Neurogen Corporation, se dirigen a carboxamidas cicloalquil-4-oxonicotmicas sustituidas y oxo-4-naftirindin-3-carboxamidas, respectivamente, como agonistas y antagonistas de GABAa, que, entre otras cosas, se pueden usar en el tratamiento de la ansiedad, sueno, trastornos cognitivos y de crisis, sobredosis con farmacos benzodiacepmicos y para la potenciacion de la memoria.

El documento US 6.426.343 B1 concedido a Merck Sharp & Dohme alude a la potenciacion de la cognicion sin producir convulsion al administrar a un sujeto que lo necesita una cantidad para la potenciacion de la cognicion de un compuesto que sea agonista inverso selectivo para receptores GABAa con alfa 5.

Ivic L. et al., The Journal of Biological Chemistry, vol. 278, n.° 49, 2003, 49279-49285 divulga que las trilactonas terpenicas del Ginkgo biloba son antagonistas de glicina cortical y receptores GABAa.

Solomon P.R. et al., JAMA, vol. 288, n.° 7.835-840 se dirige a un ensayo clmico comparativo en ginkgo para la potenciacion de la memoria.

Kleschevnikov et al, The Journal of Neuroscience, 15 de septiembre de 2004, 24(37):8153-8160 notifica estudios que usaban cortes cerebrales del hipocampo en los que se registro potenciacion a largo plazo y se descubrio su deterioro en ratones TS65 Dn en comparacion con cortes cerebrales de ratones de control.

D'Antuono et al., Neuroscience 119 (2003) 9-13 notifica estudios electrofisiologicos sobre cortes cerebrales a partir de ratones inactivados con cromosoma X fragil. Los resultados supuestamente muestran diferencias en los mecanismos colinergicos y gabergicos en comparacion con ratones naturales, que pueden contribuir al fenotipo del smdrome del cromosoma X fragil.

Sumario de la invencion

Se proporcionan procedimientos para mejorar la funcion cognitiva de una persona que padece retraso mental. Se administra a la persona una dosis no epileptica eficaz de un bloqueante ionoforo cloruro del receptor GABAa durante un periodo de tiempo suficiente para mejorar la funcion cognitiva. Se puede obtener la mejora cognitiva a largo plazo a partir de los procedimientos de la invencion, que puede persistir despues de la suspension del tratamiento. Las afecciones de interes para el tratamiento incluyen smdrome de Down y otras afecciones adquiridas o congenitas que deterioran la funcion cognitiva. Tambien se proporcionan kits para su uso en la practica de los procedimientos objeto.

En otro modo de realizacion de la invencion, se proporcionan procedimientos para cribar farmacos candidato para determinar la eficacia en el tratamiento del deterioro cognitivo asociado con el retraso mental. Dichos procedimientos pueden incluir ensayos de cribado con modelos celulares o animales y pueden incluir una comparacion con un valor de

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referencia obtenido a partir de bloqueantes ionoforo cloruro del receptor GABAa. Se puede usar cribado para identificar agentes que dirigen selectivamente celulas espedficas para mejorar la especificidad dirigida de la intervencion.

Breve descripcion de las figuras

Fig 1A-1B. La administracion cronica de PTX o BB recupera y mantiene la memoria de reconocimiento de objetos de los Ts65Dn.

Fig 2. Topograffa del rendimiento de reconocimiento de objetos de los Ts65Dn y WT antes y despues del tratamiento con farmaco con PTX.

Fig 3A-3C. PTX y BB. Datos de control.

Fig 4. Igual que PTX y BB, metrazol mejora la memoria de los Ts65Dn en la tarea de reconocimiento de objetos.

Fig 5A-5B. MTZ. Datos de control.

Fig 6. Los efectos de metrazol en el comportamiento cognitivo de los Ts65Dn, igual que los de PTX, son duraderos.

Fig 7A-7C. Habituacion locomotora de los Ts65Dn y WT durante el ciclo de luz e indices de habituacion de los ratones a los monitores de actividad de Med Associates.

Fig 8. Preferencia por novedad de objetos absoluta entre ratones Ts65Dn y WT tratados con farmaco y con veldculo.

Fig 9A-9B. Validacion de reconocimiento de objetos: tareas basadas en un objeto y basadas en dos objetos.

Fig 10. La aplicacion cronica, pero no aguda, de PTX restablece la memoria de reconocimiento de objetos de los Ts65Dn en una tarea basada en un objeto.

Fig 11. La PTX aguda no puede recuperar de manera fiable el rendimiento de los Ts65Dn en una prueba de reconocimiento de objetos basada en dos objetos.

Fig 12. Aprendizaje motor en ratones Ts65Dn y WT: el tratamiento cronico con PTX no influye en el rendimiento de rotarod de los Ts65Dn.

Descripcion de los modos de realizacion especificos

La funcion cognitiva de una persona que padece retraso mental se alivia mediante la administracion de un bloqueante ionoforo cloruro del receptor GABAa durante un periodo de tiempo suficiente para mejorar la funcion cognitiva. La mejora cognitiva se proporciona mediante "sensibilizacion experimental terapeutica" de circuitos neuronales y se consigue mediante la administracion del agente activo a dosis no epilepticas muy bajas que en un modo de realizacion de la invencion se administran no mas de aproximadamente una vez al dfa; y/o que se pueden administrar con un periodo de sueno entre dosis. En otros modos de realizacion de la invencion, se administra una dosis muy baja, que esta opcionalmente provista en una pauta posologica continua. La pauta posologica usualmente se mantiene durante al menos aproximadamente una semana, al menos aproximadamente dos semanas, al menos aproximadamente tres semanas, al menos aproximadamente un mes, o mas. En algunos modos de realizacion de la invencion, el agente activo es de accion rapida y de corta duracion. En algunos modos de realizacion de la invencion, el agente activo no es competitivo en caracter y no es selectivo para una subunidad alfa de GABAa espedfica, por ejemplo, a1, a5, etc.

Antes de que se describa adicionalmente la presente invencion, se ha de entender que la invencion no se limita a los modos de realizacion particulares de la invencion descrita a continuacion, puesto que se pueden hacer variaciones de los modos de realizacion particulares y todavfa encontrarse dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Tambien se ha de entender que la terminologfa empleada es con el fin de describir modos de realizacion particulares y no pretende ser limitante. En su lugar, el alcance de la presente invencion se establece por las reivindicaciones adjuntas.

En la presente memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas, las formas en singular "un", "uno/una" y "el/la" incluyen la referencia al plural a menos que el contexto dicte claramente lo contrario. A menos que se defina de otro modo, todos los terminos tecnicos y cientfficos usados en el presente documento tienen el mismo significado, entendido comunmente por un experto en la tecnica a la que pertenece esta invencion.

El acido Y-aminobutmco (GABA) es el principal neurotransmisor inhibitorio en el sistema nervioso central de los marnfferos. El efecto predominante de GABA es la interaccion con una protema receptora espedfica que da como resultado un incremento de la conductancia de iones cloruro de la membrana postsinaptica para producir una inhibicion de la activacion neuronal. En los ultimos anos, se ha centrado mucha atencion en este receptor espedfico, el receptor GABAa.

Como se muestra en los ejemplos proporcionados en el presente documento, la funcionalidad disminuida en el rendimiento cognitivo de una persona que padece retraso mental se puede asociar con una inhibicion incrementada en

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el cerebro. El tratamiento administrando de manera cronica dosis bajas de farmacos que reducen globalmente el flujo de entrada de cloruro mediado por canales del GABAa demuestra mejorar la funcion cognitiva. Los compuestos de interes reducen espedficamente la actividad de los receptores GABAa por medio del bloque del complejo receptor GABAA-ionoforo para cloruro. Los estudios detallados con tres antagonistas de GABAa diferentes en esta clase, en un modelo de smdrome de Down, revelan que el rendimiento cognitivo normal se puede conseguir despues de la administracion a largo plazo de estos farmacos, lo que demuestra su utilidad como tratamiento para el smdrome de Down y otras formas de retraso mental.

El crecimiento axonico y la sinaptogenesis en curso estan cnticamente influenciados por el equilibrio del glutamato en circulacion y GABA durante el desarrollo de la corteza cerebral. Durante las fases tempranas del crecimiento axonico, GABA actua como un agente "excitador" en el cerebro, puesto que se invierte el gradiente de cloruro neuronal en celulas en maduracion, facilitando la entrada de calcio neuronal y regulando positivamente la extension axonica. El papel tradicional de GABA como transmisor inhibitorio en el cerebro surge durante el refinamiento dependiente de la actividad de los circuitos corticales, lo que supone la poda neuronal de los arboles en los margenes externos del campo dendntico y el refuerzo de las conexiones sinapticas restantes.

Los datos de clonacion molecular indican que el complejo receptor benzodiacepmico-GABAA comprende al menos cinco subunidades; estas, a su vez, pueden tener diversas isoformas. Cada subunidad comprende cuatro regiones que se extienden en la membrana. Los bucles intracelulares de algunas subunidades contienen sitios de fosforilacion, que se ha considerado que son un locus de la modulacion del receptor. Es necesario un sistema completo de subunidades a, p y y para un receptor plenamente sensible.

Se sabe que existen al menos cuatro sitios de union a farmacos alostericos de interaccion en este receptor. Estos incluyen aquellos para el sitio de accion de los farmacos tranquilizantes, las benzodiacepinas, los neuroesteroides y barbituricos. Estos sitios corresponden a los sitios de union para benzodiacepinas, para GABA, para esteroides y para picrotoxina. Los diversos tipos de sitio de union a farmacos en el receptor GABAa pueden interaccionar alostericamente entre sf. Los compuestos que se unen a cualquiera de estos sitios pueden tener actividad de agonista, agonista inverso o antagonista. Excepcionalmente, las acciones farmacologicas opuestas parecen estar mediadas a traves de esta protema receptora. De esta manera, los compuestos que interaccionan en el sitio de benzodiacepinas pueden ser ansiolfticos, o, por el contrario, pueden tener propiedades ansiogenicas y convulsionantes.

Los compuestos de interes para su uso en los procedimientos de la invencion bloquean espedficamente el sitio para el ionoforo para cloruro de GABAa. y son antagonistas, es decir, reducen el flujo de entrada de cloruro. En algunos modos de realizacion de la invencion, el compuesto terapeutico es un antagonista no competitivo en el receptor GABA-A que se une a una region formadora de poros de ionoforo para cloruro del receptor para interferir con la conductancia del cloruro; no interfiere con la union al transmisor GABA, ni tampoco modula alostericamente el receptor. Picrotoxina, metrazol y bilobalido han demostrado funcionar de esta manera. Los bloqueantes ionoforo cloruro del receptor GABAa adecuados que se pueden utilizar en los procedimientos objeto incluyen, pero no se limitan a: metrazol; picrotoxina, bilobamida, ginkgolido B, penicilina, etc.

Los compuestos de interes para su uso en los procedimientos de la invencion pueden tener actividad epileptica, y, por lo tanto, la dosis se selecciona cuidadosamente. Un compuesto de interes se administra a una dosis por debajo de la dosis que sensibiliza experimentalmente las crisis. Dicha dosis "baja" es usualmente menos de aproximadamente 0,5X la dosis de sensibilizacion experimental, mas usualmente menos de aproximadamente 0,1X la dosis de sensibilizacion experimental, menos de aproximadamente 0,05X la dosis de sensibilizacion experimental; menos de aproximadamente 0,01X o menos de aproximadamente 0,005X la dosis de sensibilizacion experimental. La determinacion de una dosis de sensibilizacion experimental para un agente de interes se puede determinar empmcamente, por ejemplo, en un modelo animal, o puede estar basada en la dosificacion de sensibilizacion experimental conocida. Por ejemplo, el efecto de pentilentetrazol en la sensibilizacion experimental es bien conocido en la tecnica. En algunos modos de realizacion de la invencion, una dosis eficaz altera al menos transitoriamente el flujo de entrada en los receptores GABAa en el sistema nervioso central, es decir, durante un periodo de al menos aproximadamente 1 minuto, al menos aproximadamente 5 minutos, al menos aproximadamente 30 minutos, al menos aproximadamente 1 hora, o mas, usualmente no mas de aproximadamente 4 horas; no mas de aproximadamente 3 horas; no mas de aproximadamente 2 horas.

Sin embargo, tambien puede haber modos de realizacion donde la dosis eficaz proporcione un efecto mas duradero, por ejemplo, cuando la dosis, por ejemplo, una dosis muy baja, proporciona una alteracion mas duradera del flujo de entrada de calcio en los receptores GABA en el sistema nervioso central, por ejemplo, durante al menos aproximadamente 12 horas, al menos aproximadamente 24 horas, o mas. Dichos modos de realizacion pueden utilizar dosis que son menos de aproximadamente 0,05X la dosis de sensibilizacion experimental; menos de aproximadamente 0,01X o menos de aproximadamente 0,005X la dosis de sensibilizacion. En dichos modos de realizacion, la dosificacion puede proporcionar un perfil de actividad mas continua, por ejemplo, donde una dosis eficaz del agente se proporciona con una bomba continua, o se administra mas de una vez al dfa, por ejemplo, dos veces, 3 veces, 4 veces al dfa, y similares.

Pentilentetrazol es un agente farmaceutico que presenta actividad como estimulante del sistema nervioso central y respiratorio. Se considera un antagonista de GABA no competitivo. Se ha usado experimentalmente pentilentetrazol

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para estudiar el fenomeno de crisis y para identificar productos farmaceuticos que pueden controlar la susceptibilidad a las crisis. En la clase de farmacos ejemplificados por pentametilentetrazol (tambien denominado metrazol) una dosis eficaz puede variar desde al menos aproximadamente 0,1 mg/kg, al menos aproximadamente 0,2 mg/kg, al menos aproximadamente 0,5 mg/kg, al menos aproximadamente 1 mg/kg a no mas de aproximadamente 2, aproximadamente 2,5 o aproximadamente 3 mg/kg. Los compuestos son activos por via oral y atraviesan la barrera hematoencefalica.

Los compuestos relacionados tambien pueden ser de interes, por ejemplo, si uno o mas carbonos anulares del anillo de 7 miembros estan opcionalmente sustituidos con un alquilo inferior de desde 1-6atomos de carbono, un grupo hidroxi, un grupo sulfhidrilo, una amina o amina sustituida, un grupo nitro, Br, CI, F, I, y similares.

Se ha demostrado que pentilentetrazol facilita la memoria y el aprendizaje normal en ratas y ratones cuando se administra de manera aguda despues del entrenamiento (inyeccion periferica o toma oral) en tareas basadas en evitacion y discriminacion. La administracion subcutanea cronica del farmaco en una dosis relativamente alta (a aproximadamente 10,0 mg/kg) a ratas durante ~ 9 meses restringe los signos de envejecimiento neuronal en el hipocampo; el tratamiento a largo plazo con metrazol conserva la densidad neuronal del hipocampo y la "redondez" nuclear, reduce la aparicion de los astrocitos reactivos y eleva el aprendizaje de inversion en una tarea de laberinto espacial motivada por impulsos.

No hay un periodo cntico para los cambios guiados por metrazol en los circuitos cerebrales; se puede producir en jovenes, asf como en ancianos. Metrazol tiene una larga historia de uso clmico en seres humanos, mostrando una capacidad combinada para tratar demencia y senilidad relacionada con la edad. Cuando se toma en un intervalo de dosis de menos de aproximadamente 100-400 mgMa, metrazol posee de pocos a ningun efecto colateral o toxico. Los pacientes con metrazol no presentaron cambios en las curvas de temperatura, respiracion, glucemia, mdice icterico o frecuencia del pulso, y no presentaron anomalfas en sus trazados electrocardiograficos. Los patrones de reaccion y estructura de la personalidad basica tambien se mantuvieron en los que tomaban el farmaco.

Los estudios radiactivos con C14y analisis por HPLC demostraron que metrazol es de accion rapida, y se adsorbe muy rapidamente despues de la toma oral o inyeccion sistemica (consiguiendose niveles fisiologicos maximos en 5-10 min de la administracion del farmaco), atraviesa facilmente la barrera hematoencefalica, y se divide de manera mtegra entre el suero sangumeo y el cerebro, alcanzando pronto un equilibrio entre ambos compartimentos donde el volumen de distribucion se aproxima al volumen de agua corporal total. De manera similar, los patrones cineticos en diversas regiones cerebrales despues de la inyeccion intraperitoneal (fase de semivida de absorcion, fase de semivida de distribucion, fase de semivida de eliminacion, etc.) indican que metrazol se asigna uniformemente entre las 3 divisiones del cerebro principales: cerebelo, mesencefalo y la corteza. Posteriormente, la principal via de eliminacion del farmaco es la biotransformacion en el hngado y la excrecion urinaria. Metrazol es de corta duracion, donde la semivida se ha estimado en 1-2 h.

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Picrotoxina es un antagonista no competitivo en los receptores GABA-A y se ha clasificado como un convulsionante. Picrotoxina bloquea el ionoforo para cloruro activado de GABA. Se ha usado como estimulante del SNC y un antidoto en el envenenamiento por depresores del SNC, especialmente los barbituricos. Picrotoxina y compuestos relacionados se administran a una dosis eficaz que puede variar desde al menos aproximadamente 0,5 mg/kg, a no mas de aproximadamente 1 mg/kg. Una dosis de sensibilizacion experimental puede ser tan baja como 2,0 mg/kg, o 1,5 mg/kg. Los compuestos se pueden administrar sistemicamente, usualmente mediante inyeccion.

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Bilobalido y ginkgolido B comprenden parte de una clase novedosa de compuestos llamados trilactonas terpenicas, constituyentes unicos de Ginkgo Biloba que se encuentran exclusivamente en el arbol de Ginkgo Biloba. Los compuestos funcionan como potentes antagonistas no competitivos en los receptores GABA-A, que actuan como bloqueantes del canal abierto del ionoforo para cloruro asociado con el complejo del receptor. De manera consistente con esta accion farmacologica, bilobalido ha demostrado incrementar significativamente la amplitud de picos poblacionales en el hipocampo de una manera dependiente de muscimol y para disminuir la inhibicion de pulsos pareados. Adicionalmente, tanto bilobalido como ginkgolido B han demostrado acortar el tiempo de sueno durante la narcosis inducida por barbital. Como constituyentes de Ginkgo Biloba, asimismo, activan el EEG, potencian los efectos proconvulsionantes de PTX y desencadenan crisis en epilepsia refractaria.

Los estudios farmacocineticos en seres humanos revelan que bilobalido esta biodisponible en un 70 % despues de la toma oral de una dosis de 80-120 mg de extracto de hoja de ginkgo biloba (con una semivida de 3 h), mientras que la de ginkgolido B esta en al menos un 80 % (con una semivida de 6 h). De esta forma, aproximadamente, un 30-50 % de bilobalido y ginkgolido B se excreta sin cambios en la orina. Hasta la fecha, queda por llevarse a cabo una evaluacion farmacocinetica sistematica de bilobalido o ginkgolido B seguida de la administracion oral del compuesto purificado. Sin embargo, el comportamiento anfifflico de las trilactonas terpenicas sugiere que se acumulanan particularmente bien en el tejido cerebral despues de cruzar la barrera hematoencefalica (BHE). Los estudios clmicos que evaluan las trilactonas terpenicas son muy limitados. Sin embargo, hasta la fecha, no se han notificado efectos secundarios graves para ginkgolido B durante los ensayos clmicos disenados para evaluar la eficacia del farmaco en el tratamiento de la alergia (asma, trastornos de la piel), lesion por quemadura, septicemia y coagulacion sangumea.

Una formulacion farmaceutica de bilobalido o ginkgolido B esta sustancialmente libre de otros agentes farmaceuticamente activos presentes en extractos de Ginkgo biloba, particularmente esta sustancialmente libre de acidos ginkgolicos. En dichas formulaciones farmaceuticas, el agente activo deseado, es decir, bilobalido o ginkgolido B, puede ser al menos aproximadamente un 50 % de material derivado del Ginkgo biloba, usualmente al menos aproximadamente un 75 % del material derivado de Ginkgo biloba, al menos aproximadamente un 85 % del material derivado de Ginkgo biloba, al menos aproximadamente un 95 % del material derivado de Ginkgo biloba, o mas. Como se conoce en la tecnica, una formulacion farmaceutica puede comprender excipientes y vehmulos farmaceuticamente aceptables.

Una dosis eficaz de bilobalido o ginkgolido B puede variar desde al menos aproximadamente 0,1 mg/kg, al menos aproximadamente 0,2 mg/kg, al menos aproximadamente 0,5 mg/kg, al menos aproximadamente 1 mg/kg a no mas de aproximadamente 5 mg/kg, no mas de aproximadamente 2,5 mg/kg. Los compuestos son activos por via oral y atraviesan la barrera hematoencefalica.

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Afecciones de interes

Se pueden atribuir diversas formas de RM a la sobreinhibicion de los circuitos corticales, que dan como resultado principales problemas homeostaticos en la actividad de los circuitos que subyacen al aprendizaje y a la memoria. Mediante la inhibicion de GABAa durante un periodo de tiempo eficaz a una dosis no epileptica, se mitiga la sobreinhibicion, lo que permite cambios a largo plazo en las interacciones neuronales. Se puede tratar una serie de

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afecciones mediante los procedimientos de la invencion. Dichas afecciones incluyen, sin limitacion, las enumeradas a continuacion.

S^ndrome de Down. El smdrome de Down es la causa genetica mas frecuente de retraso mental leve a moderado y problemas medicos asociados y se produce en uno de cada 800 recien nacidos vivos, en todas las razas y grupos economicos. El smdrome de Down es un trastorno cromosomico provocado por la presencia de un tercer cromosoma 21 adicional o "trisomfa 21". Tres variaciones geneticas pueden provocar el smdrome de Down. En aproximadamente un 92 % del tiempo, el smdrome de Down esta provocado por la presencia de un cromosoma 21 extra en todas las celulas de la persona. En aproximadamente un 2-4 % de los casos, el smdrome de Down se debe a la trisoirna 21 en mosaico, y el resto de casos resulta de una trisomfa 21 por translocacion.

La mayona de las personas con smdrome de Down tienen un CI que se encuentra en el intervalo de leve a moderado de retraso. El envejecimiento prematuro es una caractenstica de los adultos con smdrome de Down. Ademas, pueden aparecer demencia o perdida de memoria y deterioro del sentido de la realidad similares a las que se producen en pacientes con enfermedad de Alzheimer en adultos con smdrome de Down. Esta afeccion se produce a menudo cuando la persona es mas joven de cuarenta anos de edad.

Las observaciones de pacientes con SD sugieren que los desequilibrios en la transmision gabergica y glutamatergica, que favorecen una mayor eficacia de la senalizacion gabergica, pueden estar presentes durante los acontecimientos del desarrollo neurologico inicial. Los procedimientos de la invencion demuestran que la intervencion farmacologica dirigida con antagonistas del receptor GABA-A puede dar como resultado incrementos duraderos en la excitabilidad de los circuitos y la mejora en la memoria y en el aprendizaje en adultos.

Fenilcetonuria es un trastorno con retraso mental provocado por la deficiencia de la enzima hepatica fenilalanina-4 hidroxilasa y la acumulacion de fenilalanina en el SNC. L-fenilalanina en concentraciones observadas en la FCU no tratada deprime la amplitud y frecuencia de componentes tanto NMDA como no NMDA de los PPEm en cultivos corticales disociados. De manera mecamstica, estos efectos estan mediados en gran parte por el antagonismo competitivo de fenilalanina del sitio agonista obligatorio del receptor NMDA, pero tambien pueden implicar otros mecanismos postsinapticos y presinapticos. Los estudios de Golgi realizadas en ninos con FCU revelan una prevalencia de espinas dendnticas inmaduras en celulas piramidales de la corteza cerebral.

Desnutricion proteica neonatal. Se pueden inducir formas no geneticas de deterioro cognitivo mediante desnutricion proteica o calorica. Se pueden observar rasgos morfologicos de inhibicion excesiva en la corteza cerebral de personas desnutridas, con la proliferacion de espinas inusualmente largas y estrechas.

Smdrome del cromosoma X fragil. Los smdromes con RM ocasionados por deficiencias espedficas en la transduccion de senales neuronales proporcionan pruebas de la inhibicion excesiva como un factor contribuyente principal a la disfuncion cognitiva. El smdrome del cromosoma X fragil se debe a una expansion de trinucleotidos repetidos en el gen FMR1 que previene la expresion de su producto de protema codificada, protema de retraso mental del cromosoma X fragil (FMRP). El retraso mental ligado al cromosoma X asociado con marXq28, o smdrome del cromosoma X fragil, se caracteriza por retraso mental moderado a grave, macroorquidismo, orejas grandes, mandfbula prominente y habla jocosa en tono grave. La expresion es variable, siendo el retraso mental la caractenstica mas comun.

Los cultivos corticales en un modelo animal del smdrome del cromosoma X fragil presentan maduracion y formacion retrasada de la actividad de la red neuronal, y expresion de FNDC disminuida en comparacion con cultivos preparados a partir de cnas naturales (WT) de la misma camada. Estos animales tambien muestran reducciones a escala en la inmunorreactividad de la subunidad del receptor GABAa cortical y del hipocampo, e incrementos en la inmunorreactividad de GluR1 en el bulbo olfativo. Complementando a estos hallazgos electrofisiologicos estan los estudios que documentan una densidad mas alta de espinas dendnticas inusualmente largas en pacientes con cromosoma X fragil.

Los estudios sobre tecnicas de neuroimagen que usan IRMf han demostrado que los niveles de FMRP se correlacionan positivamente con la activacion de la corteza prefrontal en personas con cromosoma X fragil durante la ejecucion de una tarea de memoria operacional. Estos resultados sugieren que la FMRP se requiere especialmente durante ejercicios cognitivos diffciles, y que, si estas dificultades no se satisfacen con concentraciones apropiadas de FMRP, dan como resultado una actividad de la red disminuida. El papel de la FMRP como regulador de la traduccion de la protema espedfica de sitio en las espinas dendnticas puede explicar muchas de las observaciones que se han hecho en pacientes con cromosoma X fragil y en modelos animales del trastorno.

Neurofibromatosis 1. Esta afeccion se atribuye a mutaciones geneticas en el gen NF1 y la perdida de funcion de actividad de ras guanosintrifosfatasa (rasGAP) de la neurofibromina, presenta el vinculo mas directo entre la sobreinhibicion en el cerebro y el retraso mental. Los animales que portan una mutacion anuladora heterocigotica del gen NF1 (Nf1+/-) presentan deficiencias en el aprendizaje espacial en el laberinto acuatico de Morris que se relacionan mtimamente con incrementos en la inhibicion mediada por GABA. Los ratones Nf1+/- tienen PPIm mas grandes y producen PPIm que los controles WT, y disminuciones de PLP en el hipocampo. De esta manera, la perdida parcial de la actividad de rasGAP de la neurofibromina, y la posterior activacion de ras no regulada, da lugar a una inhibicion mediada por GABA anormalmente alta, que subyace a los deterioros en la plasticidad de Hebbian y el aprendizaje y la

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memoria. Esta terrible cascada de acontecimientos se puede prevenir mediante la administracion de inhibidores de la farnesiltransferasa, agentes anti-ras, que recobran el aprendizaje y la memoria en los ratones adultos Nf1+ a los niveles de control.

La cetoaciduria de cadena ramificada es un trastorno con retraso mental que resulta de la perdida de la funcion del complejo de dehidrogenasas de los L-a-cetoacidos de cadena ramificada y una posterior acumulacion de los sustratos metabolicos acido a-cetoisocaproico (CCI), acido a-ceto-p-metilvalerico (KMV) y acido a-cetoisovalerico (KIV). Los experimentos han demostrado que los a-cetoacidos modulan la excitacion cortical y reducen el aprendizaje de una manera dependiente de la dosis. La administracion de concentraciones fisiologicamente pertinentes de KIV a neuronas corticales disociadas reduce significativamente la actividad de la red espontanea, mientras que la infusion intrahipocampo de KIC, KMV y KIV altera gravemente la adquisicion de una tarea de evitacion inhibitoria. Los efectos de los a-cetoacidos sobre la actividad cortical y la cognicion parecen estar mediados por medio de interacciones directas de los metabolitos con el transportador de glutamato vesicular. La aplicacion de los a-cetoacidos inhibe la captacion de glutamato en las vesmulas sinapticas de manera competitiva y cambia la dependencia de cloruro para la activacion del transporte de glutamato vesicular. La inhibicion de alfa-cetoacidos del transportador de glutamato vesicular es considerable durante la fase aguda de la MSUD. Los ninos pequenos con MSUD muestran cambios en la morfologfa neuronal, presentando una abundancia notable de las espinas dendnticas largas y delgadas en la corteza cerebral.

El autismo, a menudo denominado trastorno autista o autismo infantil, es un complejo trastorno del comportamiento que, por definicion, se desarrolla antes de la edad de tres anos. El autismo se define por completo en base a los deterioros en la interaccion social, deterioros en la comunicacion y comportamientos repetitivos y estereotipados. Para la mayona de los ninos, el inicio del autismo es gradual; sin embargo, aproximadamente un 30 % tiene un inicio "regresivo". Del cincuenta al setenta por ciento de los ninos con autismo esta definido como retrasado mental por las pruebas del CI no verbal. Se desarrollan crisis en aproximadamente un 25 % de los ninos con autismo.

Los criterios de diagnostico estandar para el autismo, reunidos por el American Psychiatric Association Manual of Psychiatric Diseases, 4.° edicion (DSM-IV), son la principal referencia de diagnostico usada en Estados Unidos. Las causas del autismo se pueden dividir en "idiopaticas", que comprenden la mayona de los casos y "secundarias", en las que se puede identificar un agente ambiental, anomalfa cromosomica o trastorno de un solo gen.

Los criterios de diagnostico estandar incluyen deterioro cualitativo en la interaccion social, manifestado por al menos dos de los siguientes; deterioros cualitativos en la comunicacion; uso de lenguaje estereotipado y repetitivo o lenguaje idiosincrasico; falta de juego creativo espontaneo variado o juego de imitacion social apropiado al nivel de desarrollo; actividades, intereses y patrones de comportamiento repetitivos y estereotipados restringidos. Los criterios tambien incluyen retrasos o funcionamiento anomalo en al menos una de las siguientes areas, con inicio antes de la edad de tres anos: interaccion social, lenguaje usado en la comunicacion social o juego simbolico o imaginativo.

El deterioro en la interaccion social separa las personas con autismo de las personas que las rodean. Los ninos con autismo no pueden "entender" a otras personas, ignorandolas y a menudo evitando de manera extenuante el contacto visual. La mayona de los ninos con autismo no desarrolla la comunicacion redproca, bien mediante el habla, gestos o expresiones faciales. Las deficiencias en las habilidades pragmaticas estan presentes durante toda la vida y afectan tanto al lenguaje como a la interaccion social. A diferencia del nino con retraso mental no espedfico o un trastorno del desarrollo del lenguaje primario, que usualmente tiene mejor lenguaje receptivo que expresivo, el nino con autismo tiene un lenguaje receptivo deteriorado. Del cincuenta al setenta por ciento de los ninos autistas esta definido como retrasado mental por las pruebas del CI no verbal.

Los ninos con smdrome de Down tienen autismo mas comunmente de lo esperado. En un estudio, la incidencia fue de al menos un 7 %. Este hallazgo sugiere que las anomalfas cromosomicas pueden disminuir el umbral para la expresion del autismo.

Mientras que un porcentaje muy pequeno de ninos con autismo tiene el smdrome del cromosoma X fragil, al menos la mitad de los ninos con el smdrome del cromosoma X fragil tiene comportamientos autistas, incluyendo la evitacion del contacto visual, retrasos del lenguaje, comportamientos repetitivos, alteraciones del sueno, rabietas, comportamientos autolesivos, hiperactividad, impulsividad, falta de atencion y sensibilidad al sonido.

Uno de los trastornos generalizados del desarrollo definidos en DSM-IV, el smdrome de Rett presenta un considerable solapamiento fenotfpico con el autismo; los ninos con ambos trastornos a menudo tienen un periodo de desarrollo normal seguido de perdida del lenguaje con movimientos de las manos estereotipados. La proporcion disminuida del crecimiento de la cabeza con el tiempo y frotamientos de las manos en mujeres puede sugerir el diagnostico del smdrome de Rett. Las pruebas geneticas moleculares de las mutaciones en MECP2 que provocan el smdrome de Rett estan disponibles clmicamente. Unicamente se ha notificado que un 1 % de las personas con el diagnostico de autismo tiene una mutacion en la codificacion de codificacion de MECP2, sin embargo, estos dos trastornos se pueden relacionar causalmente en base a las notificaciones de las variantes en el 3'-UTR de MECP2 en tres de 24 personas con autismo y expresion de MeCP2 variable en los cerebros de personas con tanto smdrome de Rett como autismo.

Valoracion

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Por retraso mental se quiere decir un deterioro cognitivo con un patron de aprendizaje persistentemente lento de las habilidades lingu^sticas y motoras basicas durante la infancia, y una capacidad intelectual global significativamente por debajo de la normal como un adulto. Un criterio comun para el diagnostico del retraso mental es un coeficiente intelectual (CI) sometido a prueba de 70 o por debajo. Las afecciones de interes para el tratamiento incluyen smdrome de Down y otras afecciones congenitas que deterioran la funcion cognitiva. Estan incluidas en las afecciones de interes para el tratamiento aquellas en las que hay un deterioro, a menudo desde la primera infancia, de al menos una funcion cognitiva, tal como un deterioro en la memoria, deterioro en la capacidad de aprendizaje, etc.

Por tratamiento se quiere decir al menos una mejona de los smtomas asociados con la afeccion patologica que afecta al huesped, donde mejona se usa en un sentido amplio para referirse a al menos una reduccion en la magnitud de un parametro, por ejemplo, un smtoma, asociado con la afeccion patologica que se va tratar, tal como el deterioro en la memoria o capacidad de aprendizaje u otra funcion cognitiva. Como tal, el tratamiento tambien incluye situaciones en las que la afeccion patologica, o al menos los smtomas asociados con la misma, se inhibe completamente, por ejemplo, previniendo que se produzca, o se interrumpe, por ejemplo, se finaliza, de tal manera que el huesped ya no padece la afeccion patologica, o al menos los smtomas que caracterizan a la afeccion patologica.

Como se menciono anteriormente, en estas aplicaciones se administra una cantidad eficaz de bloqueante ionoforo cloruro del receptor GABAa al huesped. Por "cantidad eficaz" se quiere decir una dosificacion suficiente para producir un resultado deseado, cuando el resultado deseado es generalmente una mejona o alivio, si no una suspension completa, de uno o mas smtomas de la enfermedad que se va tratar, particularmente los smtomas del deterioro cognitivo, por ejemplo, memoria, capacidad de aprendizaje, y similares.

Como se usa en el presente documento, los terminos "tratamiento", "tratar", y similares, se refieren a obtener un efecto farmacologico y/o fisiologico deseado. El efecto puede ser profilactico en terminos de prevenir completa o parcialmente una enfermedad o smtoma de la misma y/o puede ser terapeutico en terminos de curar parcial o completamente una enfermedad y/o efecto colateral atribuible a la enfermedad. "Tratamiento", tal como se usa en el presente documento, abarca cualquier tratamiento de una enfermedad en un mairnfero, particularmente en un ser humano, e incluye: (a) prevenir que la enfermedad se produzca en un sujeto que pueda estar predispuesto a la enfermedad, pero que todavfa no se ha diagnosticado que la tenga; (b) inhibir la enfermedad, es decir, detener su desarrollo; y (c) mitigar la enfermedad, es decir, provocar la regresion de la enfermedad.

Ademas de los procedimientos anteriores de tratamiento, los procedimientos objeto tambien encuentran uso en las pautas de tratamiento profilactico o preventivo. En dichos procedimientos, se administra el huesped en una cantidad de un inhibidor de GABAa directo, tfpicamente de acuerdo con un esquema posologico (por ejemplo, diariamente, semanalmente, mensualmente, etc.), que sea suficiente para prevenir la existencia de al menos smtomas del trastorno, por ejemplo, cognicion deteriorada.

En el tratamiento de un paciente, la valoracion incluye usualmente una anamnesis y la recogida de informacion estandarizada. La valoracion tambien puede incluir pruebas del CI. En modelos animales, se puede utilizar una variedad de pruebas estandarizadas para la evaluacion del aprendizaje y la memoria. Los ejemplos incluyen el analisis de la impulsividad y atencion sostenida y no sostenida, por ejemplo, respuesta de adquisicion de evitacion inhibitoria; pruebas de tiempo de reaccion serial con 5 elecciones en roedores y una version de distraccion de un emparejamiento retardado a un modelo en monos. El analisis de la memoria operacional y social puede incluir un modelo de reconocimiento social; una memoria operacional espacial que usa un laberinto acuatico en ratas; y laberintos en Y de una alternancia espontanea. Los laberintos, por ejemplo, el laberinto acuatico con una plataforma oculta; laberinto acuatico de discriminacion visual con 2 elecciones; laberinto circular de Barnes en "suelo seco"; etc. son utiles en las pruebas de la memoria de referencia espacial. Diferentes configuraciones del laberinto acuatico miden diferentes formas de aprendizaje y utilizan diferentes sistemas cerebrales. Un segundo paradigma comunmente usado para estudiar el aprendizaje y la memoria es la prueba del miedo condicionado. La medida directa del comportamiento de paralizacion en respuesta a estfmulos condicionados discretos, tales como tonos o luces, como una medida del aprendizaje puede evaluar dos formas discretas de aprendizaje, con pistas y contextual. Un modelo de evitacion pasiva es util en la valoracion del recuerdo.

Estan disponibles muchas pruebas de valoracion. Por ejemplo, se pueden valorar la memoria, atencion y funcion ejecutiva (capacidades de planificacion) mediante pruebas directas con los participates usando la batena de DAME. La batena de DAME se ha validado como una medida que es sensible a los cambios en las personas mayores con smdrome de Down. El intervalo de puntuaciones es 0-241 y se puede completar en 45 minutos por la mayona de las personas con dificultad de aprendizaje leve a moderada.

El funcionamiento independiente se puede evaluar usando la escala de conducta adaptativa (ABS, Nihira, 1974). Este es un instrumento basado informantes y es parte de la valoracion usada por la American Association on Mental Deficiency para valorar las habilidades de la vida diaria en personas con dificultades de aprendizaje. La ABS mide diez grupos de habilidades relacionadas con los cuidados personales y socializacion. Los grupos de diez habilidades: funcionamiento independiente, desarrollo ffsico, actividad economica, desarrollo del lenguaje, numeros y tiempo, actividad domestica, actividad vocacional, autonomfa, responsabilidad y socializacion.

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La impresion global del cambio del medico (CGI/C) ha sido una de las pruebas mas comunmente usadas para valorar el cambio general en ensayos clmicos. La validez de este tipo de medida se basa en la habilidad de un medico con experiencia para detectar un cambio clmicamente pertinente frente a uno trivial en un estado clmico general de un paciente.

En ciertas situaciones, el tratamiento de acuerdo con los procedimientos objeto da como resultado una eliminacion completa de un deficiencia en la funcion cognitiva. La cantidad de mejora es al menos aproximadamente 2 veces, usualmente al menos aproximadamente 5 veces y mas usualmente al menos aproximadamente 10 veces en comparacion con un control adecuado, por ejemplo, un huesped de otro modo sustancialmente identico al que no se administra un bloqueante ionoforo cloruro del receptor GABAa, por ejemplo, un huesped que tiene un nivel similar de capacidad cognitiva al que se ha administrado un placebo, donde, en algunos modos de realizacion, la cantidad de mejora es al menos aproximadamente 25 veces, 50 veces, 75 veces, 100 veces o mas. La mejora de la funcion cognitiva se puede evaluar usando cualquier protocolo conveniente, donde los protocolos adecuados incluyen, pero no se limitan a: escala Wechsler de inteligencia para adultos (WAIS_-R) [Wechsler, D. de WAIS-R. New York: Psychological Corporation, 1981; examen mmimo del estado mental (MMSE) [Folstein et al. Mini Mental State: a practical method for grading the cognitive state of patients for the clinician. J Psychiat Res 1975;12:189-98; prueba de de informacion-memoria-concentracion; evaluacion de la memoria por objetos de Fuld (FOSE) [Fuld, PA. The Fuld Object Memory Test. Chicago: The Stoeltimg Instrument Company, 1981]; la prueba de recuerdo selectivo de Buschke (BSRT) [Buschke, H. Selective reminding for analysis of memory and learning. J Verbal Learn Verb Behav 1973;12:543-50]; la prueba de aprendizaje auditivo de Rey [Buschke, H. Selective reminding for analysis of memory and learning. J Verbal Learn Verb Behav 1973;12:543-50]; 543-50]; la prueba de retencion visual de Benton (BVRT) [Benton, AL. The revised visual attention test, 4.° ed. New York: Psychological Corporation, 1974]; la prueba de aprendizaje verbal de California [Delis et al. The California Verbal Learning Test. New York: Psychological Corporation, 1987]; valoracion de la navegacion en seres humanos [Maguire et al. Knowing where and getting there; a human navigation network [Science 1998; 280:921-924]; y similares.

Procedimientos

En el sentido mas amplio, se proporcionan procedimientos para mejorar una funcion cognitiva en un huesped mairnfero. El huesped es generalmente un mairnfero, por ejemplo, raton, rata, mono, etc. y en muchos modos de realizacion es un humano. Se administra el bloqueante ionoforo cloruro del receptor GABAa a intervalos regulares, usualmente al menos semanalmente, mas usualmente diariamente, o cada dos dfas, y usualmente con un periodo de sueno entre dosis. Tfpicamente, el agente activo es de accion rapida, y despues de la administracion, el bloqueante alcanza niveles terapeuticos a traves de la barrera hematoencefalica al menos transitoriamente, por ejemplo, durante aproximadamente 1 minuto, al menos aproximadamente 5 minutos, al menos aproximadamente 30 minutos, al menos aproximadamente 1 hora, o mas. No se piensa que sea necesario mantener dichos niveles durante todo el periodo de tratamiento, puesto que se observa un tratamiento eficaz incluso con compuestos que tienen una corta semivida despues de la administracion. El agente puede ser de corta duracion, donde la semivida en la sangre es menos de aproximadamente 4 horas, menos de aproximadamente 3 horas, menos de aproximadamente dos horas.

La administracion del tratamiento se mantiene durante un periodo de tiempo suficiente para efectuar un cambio en la funcion cognitiva. Dicho tratamiento puede implicar la dosificacion durante al menos aproximadamente una semana, al menos aproximadamente dos semanas; al menos aproximadamente 3 semanas; al menos aproximadamente un mes; al menos aproximadamente dos meses; al menos aproximadamente de cuatro a seis meses; o mas tiempo, por ejemplo, al menos aproximadamente uno o mas anos. Para el tratamiento prolongado, por ejemplo, tratamiento de uno o mas anos, un programa puede implicar periodos intermitentes, tales como una semana con tratamiento y una semana sin tratamiento; dos semanas con tratamiento y dos semanas sin tratamiento; una semana al mes, etc.

Los pacientes que se pueden beneficiar de la presente invencion pueden ser de cualquier edad e incluyen adultos y ninos, por ejemplo, adultos jovenes. Los ninos, por ejemplo, recien nacido, lactante, primera infancia, adolescencia, etc. se pueden beneficiar particularmente del tratamiento profilactico. Los ninos adecuados para la profilaxis se pueden identificar mediante pruebas geneticas para determinar la predisposicion, por ejemplo, mediante tipado de cromosomas; mediante antecedentes familiares o mediante otros medios medicos. Como se sabe en la tecnica, las dosificaciones se pueden ajustar para uso pediatrico.

El bloqueante ionoforo cloruro del receptor GABAa se administra generalmente al huesped como una composicion farmaceutica que incluye una cantidad eficaz de bloqueante ionoforo cloruro del receptor GABAa en un vehfculo farmaceuticamente aceptable. En los procedimientos objeto, el(los) agente(s) activo(s) se puede(n) administrar al huesped usando cualquier medio conveniente que pueda dar como resultado la mejora deseada sobre la funcion cognitiva.

Los agentes terapeuticos se pueden incorporar en una variedad de formulaciones para la administracion terapeutica mediante la combinacion con diluyentes o vehfculos farmaceuticamente aceptables apropiados, y se pueden formular en como preparaciones en forma solida, semisolida, lfquida o gaseosa, tales como comprimidos, capsulas, polvos, granulos, pomadas, soluciones, supositorios, inyecciones, inhaladores, geles, microesferas y aerosoles. Como tal, la administracion de los compuestos se puede conseguir de diversas maneras, incluyendo administracion oral, bucal, rectal, parenteral, intraperitoneal, intradermica, transdermica, intratecal, nasal, intraqueal, etc. El agente activo puede

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ser sistemico despues de la administracion o se puede localizar mediante el uso de administracion regional, administracion intraparietal, o uso de un implante que actua para retener la dosis activa en el sitio de implantacion.

Se sabe que muchos bloqueantes ionoforo cloruro del receptor GABAa son bioactivos en el sistema nervioso central despues de la administracion oral o parenteral. Para los que no lo son, una estrategia para la administracion de farmacos a traves de la barrera hematoencefalica (BHE) supone la alteracion de la BHE, bien por medios osmoticos, tales como manitol o leucotrienos, o bioqmmicamente mediante el uso de sustancias vasoactivas, tales como bradicinina. El potencial para usar la apertura de la BHE para dirigir agentes espedficos tambien es una opcion. Se puede coadministrar un agente que altere la BHE con las composiciones terapeuticas de la invencion si las composiciones se administran mediante inyeccion intravascular. Otras estrategias para pasar a traves de la BHE pueden suponer el uso de sistemas de transporte endogenos, que incluyen transportadores mediados por vehfculos, tales como vehfculos de aminoacidos y glucosa, transcitosis mediada por receptores para insulina o transferrina, y transportadores de salida activos, tales como p-glucoprotema. Los restos de transporte activos tambien se pueden conjugar con los compuestos terapeuticos o para tecnicas de imagen para su uso en la invencion para facilitar el transporte a traves de la pared epitelial del vaso sangumeo. De forma alternativa, la administracion de farmacos tras la BHE es mediante administracion intratecal de opciones terapeuticas o agentes para tecnicas de imagen directamente al craneo, como a traves de un reservorio Ommaya.

Las composiciones farmaceuticas pueden incluir, dependiendo de la formulacion deseada, vehnculos no toxicos farmaceuticamente aceptables de diluyentes, que se definen como vehfculos usados comunmente para formular composiciones farmaceuticas para la administracion en animales o seres humanos. El diluyente se selecciona de modo que no afecte a la actividad biologica de la combinacion. Los ejemplos de dichos diluyentes son agua destilada, agua tamponada, solucion salina fisiologica, PBS, solucion de Ringer, solucion de dextrosa y solucion de Hank. Ademas, la formulacion o composicion farmaceutica puede incluir otros vehfculos, adyuvantes o estabilizantes no inmunogenos, no terapeuticos y no toxicos, excipientes y similares. Las composiciones tambien pueden incluir sustancias adicionales para aproximarse a las condiciones fisiologicas, tales como agentes tamponadores y de ajuste del pH, agentes de ajuste de la toxicidad, agentes humectantes y detergentes. La composicion tambien puede incluir cualquiera de una variedad de agentes estabilizantes, tales como un antioxidante, por ejemplo.

Se puede encontrar orientacion adicional con respecto a las formulaciones que son adecuadas para diversos tipos de administracion en Remington's Pharmaceutical Sciences, Mace Publishing Company, Philadelphia, PA, 17.° ed. (1985). Para una breve revision de los procedimientos para la administracion de farmacos, vease Langer, Science 249:1527-1533 (1990).

La toxicidad y eficacia terapeutica del ingrediente activo se pueden determinar de acuerdo con procedimientos farmaceuticos estandar en cultivos celulares y/o animales de experimentacion, incluyendo, por ejemplo, la determinacion de la DL50 (la dosis letal para un 50 % de la poblacion, o, para los procedimientos de la invencion, de forma alternativa, puede ser por la dosis de sensibilizacion experimental) y la DE50 (la dosis terapeuticamente eficaz en un 50 % de la poblacion). La proporcion de dosis entre los efectos toxicos y terapeuticos es el mdice terapeutico y se puede expresar como la propocion DL50/DE50. Son preferentes los compuestos que presentan indices terapeuticos grandes.

Se pueden usar los datos obtenidos a partir de cultivos celulares y/o estudios en animales en la formulacion de un intervalo de dosificaciones para seres humanos. La dosificacion del ingrediente activo se alinea tfpicamente en un intervalo de concentraciones en circulacion que incluyen la DE50 con toxicidad baja. La dosificacion puede variar en este intervalo dependiendo de la forma de dosificacion empleada y la via de administracion utilizada.

Las composiciones farmaceuticas descritas en el presente documento se pueden administrar en una variedad de maneras diferentes. Los ejemplos incluyen administrar una composicion que contiene un vehnculo farmaceuticamente aceptable por medio de procedimientos orales, intranasales, rectales, topicos, intraperitoneales, intravenosos, intramusculares, subcutaneos, subdermicos, transdermicos, intratecales e intracraneales.

Para la administracion oral, el ingrediente activo se puede administrar en formas de dosificacion solidas, tales como capsulas, comprimidos y polvos, o en formas de dosificacion lfquidas, tales como elixires, jarabes y suspensiones. El(los) componente(s) activo(s) se pueden encapsular en capsulas de gelatina junto con ingredientes inactivos y vehnculos en polvo, tales como glucosa, lactosa, sacarosa, manitol, almidon, celulosa o derivados de celulosa, estearato de magnesio, acido estearico, sacarina de sodio, talco, carbonato de magnesio. Los ejemplos de ingredientes inactivos adicionales que se pueden anadir para proporcionar color, sabor, estabilidad, capacidad tamponadora, dispersion deseables u otras caractensticas deseables conocidas son oxido de hierro rojo, gel de sflice, lauril sulfato de sodio, dioxido de titanio y tinta blanca comestible. Se pueden usar diluyentes similares preparar comprimidos. Se pueden fabricar tanto comprimidos como capsulas como productos de liberacion mantenida para proporcionar una liberacion continua de medicamento durante un periodo de horas. Los comprimidos prensados pueden ser recubiertos con azucar o recubiertos con pelfcula para enmascarar cualquier sabor desagradable y proteger el comprimido de la atmosfera, o gastrorresistentes para la disgregacion selectiva en el tubo gastrointestinal. Las formas de dosificacion lfquidas para administracion oral pueden contener colorantes y saborizantes para incrementar la aceptacion del paciente.

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Las formulaciones farmaceuticas adecuadas para administracion parenteral incluyen soluciones de inyeccion esteriles, isotonicas acuosas y no acuosas que pueden contener antioxidantes, tampones, bacteriostaticos y solutos que hacen la formulacion isotonica con la sangre del receptor destinado; y suspensiones esteriles acuosas y no acuosas que pueden incluir agentes de suspension, solubilizantes, agentes espesantes, estabilizantes y conservantes.

Los componentes usados para formular las composiciones farmaceuticas son preferentemente de alta pureza y estan sustancialmente libres de contaminantes potencialmente nocivos (por ejemplo, al menos de calidad del National Food (NF), generalmente al menos de calidad analftica, y mas tfpicamente al menos de calidad farmaceutica). Ademas, las composiciones destinadas a uso in vivo son usualmente esteriles. En la medida en que un compuesto dado se deba sintetizar antes de su uso, el producto resultante tfpicamente esta sustancialmente libre de cualquier agente potencialmente toxico, particularmente cualquier endotoxina, que pueda estar presente durante el proceso de smtesis o purificacion. Las composiciones para administracion parental tambien son esteriles, sustancialmente isotonicas y preparadas en condiciones de PCF.

Las composiciones de la invencion se pueden administrar usando cualquier procedimiento medicamente apropiado, por ejemplo, administracion intravascular (intravenosa, intraarterial, intracapilar), inyeccion en el lfquido cefalorraqmdeo, inyeccion en intracavidad o directa en el cerebro. La administracion intratecal se puede llevar a cabo a traves del uso de un reservorio Ommaya, de acuerdo con tecnicas conocidas. (F. Balis et al., Am J. Pediatr. Hematol. Oncol. 11,74, 76(1989).

La cantidad eficaz de una composicion terapeutica que se va a dar a un paciente particular depende de una variedad de factores, algunos de los cuales son diferentes de paciente a paciente. Un medico competente podra determinar una cantidad eficaz de un agente terapeutico que se va a administrar a un paciente. La dosificacion del agente depende del tratamiento, via de administracion, la naturaleza de las opciones terapeuticas, la sensibilidad del paciente a las opciones terapeuticas, etc. Utilizando los datos de animales de DL50, y otra informacion, un medico puede determinar la dosis maxima segura para una persona, dependiendo de la via de administracion. Utilizando la tecnica ordinaria, el medico competente podra optimizar la dosificacion de una composicion terapeutica particular en el transcurso de los ensayos clmicos rutinarios. Las composiciones se pueden administrar al sujeto en una serie de mas de una administracion. Para las composiciones terapeuticas, algunas veces se requiere la administracion periodica regular, o puede ser deseable. Las pautas terapeuticas varian con el agente.

La invencion tambien proporciona un envase o kit farmaceutico que comprende uno o mas recipientes llenos con uno o mas de los ingredientes de las composiciones farmaceuticas de la invencion. Puedes estar asociado con dicho(s) recipiente(s) un aviso en la forma prescrita por una agencia gubernamental que regule la fabricacion, uso o venta de productos farmaceuticos o productos biologicos, aviso que refleje la aprobacion por la agencia de la fabricacion, uso o venta para su administracion a seres humanos.

En otro aspecto de la invencion, los agentes candidato se criban para determinar la capacidad para mejorar el deterioro cognitivo. Dicho cribado de compuestos se puede realizar usando un modelo in vitro, una celula o animal geneticamente alterado, o protema purificada, particularmente el receptor GABAa humano o celulas que expresan dicho receptor. Con este fin, se puede usar una amplia variedad de ensayos. En un modo de realizacion, los compuestos que son activos en ensayos de union con las protemas del canal, o se predice que seran antagonistas del receptor, se someten a prueba entonces en un sistema de cultivo in vitro. De forma alternativa, los agentes candidato se someten a prueba para determinar la actividad bloqueante del ionoforo para cloruro del receptor GABAA, y entonces se pueden valorar en modelos animales para el tratamiento del deterioro cognitivo. Las pruebas de farmacos pueden valorar adicionalmente la actividad de un compuesto en convulsiones o crisis de sensibilizacion experimental, donde se puede seleccionar un compuesto con una diferencia de dosificacion amplia entre la actividad deseada y no deseada.

Por ejemplo, los agentes candidato se pueden identificar mediante farmacologfa conocida, mediante analisis estructural, mediante diseno racional de farmacos usando modelado basado en ordenador, mediante ensayos de union y similares. Dichos compuestos candidato se usan para poner en contacto celulas en una funcion de los canales del GABAA en un entorno permisivo. Dichos compuestos se pueden someter a prueba adicionalmente en un modelo in vivo para mejorar el deterioro cognitivo.

El termino "agente" como se usa en el presente documento describe cualquier molecula, por ejemplo, protema o producto farmaceutico, con la capacidad de modular el deterioro cognitivo actuando a traves de las vfas inhibitorias neuronales. Los agentes candidato abarcan numerosas clases qmmicas, aunque tfpicamente son moleculas organicas, preferentemente compuestos organicos pequenos que tienen un peso molecular de mas de 50 y menos de aproximadamente 2500 daltons. Los agentes candidato comprenden grupos funcionales necesarios para la interaccion estructural con protemas, particularmente enlaces de hidrogeno, y tfpicamente incluyen al menos un grupo amina, carbonilo, hidroxilo o carboxilo, preferentemente al menos dos de los grupos qrnmicos funcionales. Los agentes candidato a menudo comprenden estructuras heteodclicas o dclicas de carbono y/o estructuras aromaticas o poliaromaticas sustituidas con uno o mas de los grupos funcionales anteriores. Los agentes candidato tambien se encuentran entre biomoleculas que incluyen peptidos, sacaridos, acidos grasos, esteroides, purinas, pirimidinas, derivados, analogos estructurales o combinaciones de los mismos. Generalmente, se ejecutan una pluralidad de

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mezclas de ensayo en paralelo con diferentes concentraciones de agente para obtener una respuesta diferencial con respecto a las diversas concentraciones. ^picamente una de estas concentraciones sirve como control negativo, es decir, a concentracion cero o por debajo del nivel de deteccion.

Los agentes candidato se obtienen a partir de una amplia variedad de fuentes, que incluyen colecciones de compuestos sinteticos o naturales. Por ejemplo, estan disponibles numerosos medios para la smtesis aleatoria y dirigida de una amplia variedad de compuestos organicos y biomoleculas, que incluyen la expresion de oligopeptidos y oligonucleotidos aleatorizados. De forma alternativa, las colecciones de compuestos naturales en forma de extractos bacterianos, fungicos, vegetales y animales estan disponibles o se producen facilmente. Ademas, los compuestos y colecciones producidas natural o sinteticamente se modifican facilmente a traves de medios bioqmmicos, ffsicos y qmmicos convencionales y se pueden usar para producir colecciones combinatorias. Los agentes farmacologicos conocidos se pueden someter a modificaciones qmmicas dirigidas o aleatorias, tales como acilacion, alquilacion, esterificacion, amidificacion, etc. para producir analogos estructurales. Los agentes de prueba se pueden obtener a partir de colecciones, tales como, por ejemplo, colecciones de productos naturales o colecciones combinatorias.

Las colecciones de compuestos candidato tambien se pueden preparar mediante diseno racional. (Vease generalmente Cho et al. Pac. Symp. Biocompat. 305-16. 1998); Sun et al., J. Comput. Aided Mol. Des. 12:597-604, 1998); que se incorporan cada uno en el presente documento por referencia en su totalidad). Por ejemplo, las colecciones de inhibidores de GABAa se pueden preparar mediante smtesis de colecciones qmmicas combinatorias (vease generalmente DeWitt et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA 90:6909-13, 1993; publicacion de patente internacional WO 94/08051; Baum, Chem. & Eng. News, 72:20-25, 1994; Burbaum et al., Proc. Nat. Acad. Scf USA 92:6027-31, 1995; Baldwin et al., J. Am. Chem. Soc. 117:5588-89, 1995; Nestler et al., J. Org. Chem. 59:4723-24, 1994; Borehardt et al. J. Am. Chem. Soc. 116:373-74, 1994; Ohlmeyer et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA 90:10922-26, incorporandose todos por referencia en el presente documento en su totalidad).

Una "coleccion combinatoria" es una recopilacion de compuestos en los que los compuestos que comprenden la coleccion estan compuestos de uno o mas tipos de subunidades. Los procedimientos de preparacion de colecciones combinatorias son conocidos en la tecnica e incluyen los siguientes: patentes de EE. UU. n.os 5.958.792; 5.807.683; 6.004.617; 6.077.954; que se incorporan por referencia en el presente documento. Las subunidades se pueden seleccionar de restos naturales o no naturales. Los compuestos de la coleccion combinatoria difieren de una o mas maneras con respecto al numero, orden, tipo o tipos de modificaciones hechas a una o mas de las subunidades que comprenden los compuestos. De forma alternativa, una coleccion combinatoria se puede referir a una recopilacion de "moleculas de nucleo" que vanan en cuanto al numero, tipo o posicion de los grupos R que contienen y/o la identidad de moleculas que componen la molecula de nucleo. La recopilacion de compuestos se genera de una manera sistematica. Cualquier procedimiento de generar sistematicamente una recopilacion de compuestos que difieren entre sf en una o mas de las maneras expuestas anteriormente es una coleccion combinatoria.

Una coleccion combinatoria se puede sintetizar sobre un soporte solido a partir de uno o mas materiales de partida de resina unida en fase solida. La coleccion puede contener cinco (5) o mas, preferentemente diez (10) o mas moleculas organicas que sean diferentes entre sf. Cada una de las moleculas diferentes esta presente en una cantidad detectable. Las cantidades reales de cada molecula diferente se necesitan de modo que su presencia se pueda determinar pueda variar debido a los procedimientos reales usadosy puedan cambiar a medida que avanzan las tecnologfas para aislar, detectar y analizar. Si las moleculas estan presentes en cantidades molares sustancialmente iguales, se puede detectar una cantidad de 100 picomoles o mas. Las colecciones preferentes comprenden cantidades molares sustancialmente iguales de cada producto de reaccion deseado y no incluyen cantidades relativamente grandes o pequenas de cualquier molecula dada de modo que la presencia de dichas moleculas domine o se suprima completamente en cualquier ensayo.

Las colecciones combinatorias se preparan generalmente convirtiendo en derivado un compuesto de partida sobre un soporte en fase solida (tal como una microesfera). En general, el soporte solido tiene fijada una resina disponible comercialmente, tal como una resina de Rink o de Merrifield. Despues de fijar el compuesto de partida, se fijan los sustituyentes al compuesto de partida. Los sustituyentes se anaden al compuesto de partida, y se pueden variar proporcionando una mezcla de reactivos que comprenda los sustituyentes. Los ejemplos de sustituyentes adecuados incluyen, pero no se limitan a, sustituyentes de hidrocarburo, por ejemplo, sustituyentes alifaticos, alidclicos, nucleos aromaticos, con sustituyentes aromaticos, alifaticos y alidclicos y similares, asf como sustituyentes dclicos; sustituyentes de hidrocarburo sustituidos, es decir, los sustituyentes que contienen radicales distintos de hidrocarburo que no alteran el sustituyente predominantemente hidrocarburo (por ejemplo, halo (especialmente cloro y fluoro), alcoxi, mercapto, alquilmercapto, nitro, nitroso, sulfoxi y similares); y sustituyentes hetero, es decir, sustituyentes que, aunque predominantemente tienen caracter hidrocarbilo, contienen atomos distintos de carbono. Los heteroatomos adecuados incluyen, por ejemplo, azufre, oxfgeno, nitrogeno y sustituyentes tales como piridilo, furanilo, tiofenilo, imidazolilo y similares. Los heteroatomos, y tfpicamente no mas de uno, pueden estar presentes para cada atomo de carbono en los sustituyentes basados en hidrocarburo. De forma alternativa, no puede haber dichos radicales o heteroatomos en el sustituyente basado en hidrocarburo y, por lo tanto, el sustituyente puede ser puramente hidrocarburo.

Los compuestos que se identifican inicialmente mediante cualquier procedimiento de cribado se pueden someter a prueba adicionalmente para validar la actividad aparente. El formato basico de dichos procedimientos implica

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administrar un compuesto de partida identificado durante un cribado inicial a un animal que sirve como modelo para seres humanos y entonces determinar los efectos sobre el deterioro cognitivo. Los modelos animales utilizados en los estudios de validacion generalmente son mairnferos. Los ejemplos espedficos de animales adecuados incluyen, pero no se limitan a, primates, ratones y ratas.

Los expertos apreciaran facilmente que los niveles de dosis pueden variar como una funcion del compuesto espedfico, la gravedad de los smtomas y la susceptibilidad del sujeto a los efectos secundarios. Las dosificaciones preferentes para un compuesto dado son facilmente determinables por los expertos en la tecnica mediante una variedad de medios.

Se aportan los siguientes ejemplos a modo de ilustracion y no a modo de limitacion.

Experimental

La investigacion de anomalfas del SNC y disfuncion cognitiva en el SD se ha facilitado en gran medida mediante el desarrollo de un modelo murino segmentalmente trisomico del SD: Ts65Dn. Los ratones Ts65Dn son trisomicos para los segmentos del cromosoma 16 de raton (Mmu 16) altamente homologos al brazo largo del hC21, incluyendo porciones de la denominada "region cntica" del SD. Los ortologos de Ts65Dn de hC21 incluyen APP y GRIK1, y se extienden a lo largo de la longitud de Mmu16 a genes que codifican la resistencia a mixovirus 2 (Mx2) y protema con dedos de cinc 295 (znf295; aproximadamente 17 Mb de ADN que contiene 108 de los 225 genes catalogados para hC21). Fenotfpicamente, los ratones Ts65Dn resumen fielmente algunas de las caractensticas mas destacadas y fundamentales del SD. La topograffa del mal desarrollo craneofacial en Ts65Dn refleja la observada en pacientes con SD; con cambios simultaneo observados al nivel de los huesos individuales del esqueleto craneofacial. Asimismo, los ratones Ts65Dn presentan patrones similares de atrofia cerebelosa durante el desarrollo postnatal temprano, una funcion de la densidad de celulas granulares reducida en la capa granular interna (CGI) del cerebelo. La utilidad de Ts65Dn como modelo murino del SD se refuerza adicionalmente mediante hallazgos que detallan deficiencias practicamente mtegras en la memoria de referencia, memoria operacional y memoria espacial a corto y largo plazo en los Ts65Dn, y se enfatiza mediante hallazgos que detallan la atrofia relacionada con la edad de grupos colinergicos del prosencefalo basal (BFCN) en el cerebro de ratones Ts65Dn (evidentes por primera vez a los 6 meses de edad), una caractenstica de tanto el SD humano como la enfermedad de Alzheimer humana (EA).

En la ultima decada, un punado de estudios han descrito de manera ultraestructural y han valorado funcionalmente las conexiones sinapticas en el cerebro de un modelo murino del SD, Ts65Dn. La microscopfa electronica cuantitativa (ME) del SNC de los Ts65Dn ha revelado una perdida de sinapsis excitatorias asimetricas en la corteza de los Ts65Dn con respecto al tejido WT, con una preservacion coincidente de sinapsis inhibitorias simetricas. Se han advertido reducciones en la densidad de las sinapsis excitatorias y en la proporcion de la senalizacion excitadora frente a la inhibitoria en el cerebro de los Ts65Dn, junto a incrementos compensatorios en las longitudes de aposicion sinaptica de uniones sinapticas asimetricas y simetricas. Puede haber un reordenamiento de las conexiones inhibitorias gabergicas en neuronas excitadoras principales que dificultarian el impulso excitador, demostrando inervacion gabergica mas notable de las espinas dendnticas en el cerebro de los Ts65Dn. El hipocampo de los Ts65Dn electrofisiologamente aislado ha demostrado presentar induccion reducida y mantenimiento de la PLP despues de la administracion de un tetanos que suscita PLP, FPP disminuida en la via perforante y DLP considerablemente potenciada, todas manifestaciones funcionales de pobre actividad de los circuitos. Los niveles en circulacion de FNDC cortical frontal, un agente neurotrofico liberado de manera dependiente de la actividad, se correlacionan directamente con el rendimiento de los Ts65Dn en la tarea de laberinto de brazos radiales.

Veanse, por ejemplo, Olson et al., Down syndrome mouse models Ts65Dn, Ts1Cje, and Ms1Cje/Ts65Dn exhibit variable severity of cerebellar phenotypes. Developmental Dynamics, 230: 581-589 (2004). Escorihuela et al., Impaired short- and long-term memory in Ts65Dn mice, a model for Down syndrome. Neuroscience Letters, 247: 171-174 (1998). Demas et al., Spatial memory deficits in segmental trisomic Ts65Dn mice. Behavioral Brain Research, 82: 85-92 (1996). Holtzman et al., Developmental abnormalities and age-related neurodegeneration in a mouse model of Down syndrome. Proceedings of the National Academy of Science USA, 93: 13.333-13.338 (1996). Hyde and Cmic, Age-related deficits in context discrimination learning in Ts65Dn mice that model Down's syndrome and Alzheimer's disease. Behavioral Neuroscience, 115: 1239-1246 (2001). Hyde et al., Ts65Dn mice, a model for Down syndrome, have deficits in context discrimination learning suggesting impaired hippocampal function. Behavioural Brain Research, 118: 53-60 (2001). Bimonte-Nelson et al., Frontal cortex BDNF levels correlate with working memory in an animal model of Down syndrome. Behavioural Brain Research, 139: 47-57 (2003). Hunter et al., Behavioral comparison of 4 and 6 month-old Ts65Dn mice: Age-related impairments in working and reference memory. Behavioural Brain Research, 138: 121-131 (2003). Wenger et al. Operant conditioning in the Ts65Dn mouse: Learning. Behavior Genetics, 34: 105-119 (2004). Kurt et al., Synaptic deficit in the temporal cortex of partial trisomy 16 Ts65Dn mice. Brain Research, 858: 191-197 (2000). Siarey et al., Altered long-term potentiation in the young and old Ts65Dn mouse, a model for Down syndrome. Neuropharmacology, 36: 1549-1554 (1997). Siarey et al. Increased synaptic depression in the Ts65Dn mouse, a model for mental retardation in Down syndrome. Neuropharmacology, 38:1917-1920 (1999).

El equilibrio relativo de excitacion e inhibicion en el cerebro, mediadas relativamente mediante los neurotransmisores aminoaddicos glutamato y GABA, gobierna el conjunto de circuitos neuronales durante todo el desarrollo y la capacidad del cerebro maduro para sufrir respuestas plasticas que se crefa que subyadan al aprendizaje y memoria

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en adultos. Los recientes hallazgos neuroanatomicos y electrofisiologicos a partir de un modelo murino del smdrome de Down (SD), Ts65Dn, sugieren que el deterioro cognitivo en el trastorno enfermedad se origina a partir de un desplazamiento de este equilibrio cntico, inclinandose decisivamente a favor de la inhibicion. Debido a la estrecha convergencia entre los datos estructurales y electrofisiologicos que sugieren la inhibicion gabergica excesiva en el cerebro de los Ts65Dn, se organizo un programa de estudio para valorar la relacion entre esta sobreinhibicion y las deficiencias en el aprendizaje en ratones Ts65Dn.

Los resultados proporcionados a continuacion indican que la senalizacion gabergica incrementada juega un papel clave en las deficiencias en el aprendizaje de los Ts65Dn. La administracion de picrotoxina (PTX) ip, un antagonista no competitivo prototfpico del receptor GABAa que bloquea la conductancia del ionoforo para cloruro, normaliza el aprendizaje de los ratones Ts65Dn en una tarea de reconocimiento de objetos cuando se administra de manera cronica en una pauta diaria, pero no con aplicacion aguda. Asimismo, esta mejora en la cognicion de los Ts65Dn es persistente, puesto que los animales tratados con PTX mantienen la memoria de reconocimiento de objetos normal durante al menos 2 semanas despues del tratamiento.

Posteriormente se determino la generalidad de este fenomeno y se descubrio que otros compuestos que tambien se crefa que actuaban como bloqueantes ionoforo cloruro del receptor GABAa recuperan deficiencias en el aprendizaje de los Ts65Dn en la tarea de reconocimiento de objetos. El mas pertinente clmicamente de estos, metrazol, se administro por medio de alimentacion oral voluntaria en ratones para imitar la ruta mas tfpica de administracion de farmacos en seres humanos, y como PTX, se descubrio que tema longevidad en sus efectos durante semanas despues del tratamiento. Los datos adicionales indican que los efectos de los antagonistas de GABA-A en ratones Ts65Dn se restringen a funcionalidades particulares. Mientras que la PTX es puede recuperar la memoria declarativa de los Ts65Dn en la prueba de reconocimiento de objetos, una tarea cognitiva para roedores que requiere la integridad de las areas cerebrales de orden superior en la corteza e hipocampo, el farmaco no influye en el aprendizaje motor en los Ts65Dn en una prueba de rotarod de aceleracion, una tarea que requiere la integridad del cerebelo.

Estos resultados demuestran que el retraso mental en el SD es tratable con tratamiento farmacologico, con compuestos que hayan tenido antecedentes de uso clmico. Se piensa que la exposicion repetitiva cronica a dosis bajas de bloqueantes ionoforo cloruro del receptor GABAa provoca la reconexion semipermanente de circuitos que permite una mayor eficacia de circuitos en areas cerebrales de orden superior, y aprendizaje y memoria mejores. Esta interpretacion esta de acuerdo con los datos que muestran que la exposicion aguda a estos mismos farmacos no da lugar a mejoras fiables en la memoria de los Ts65Dn, y que la mejora cognitiva de los Ts65Dn durante la administracion cronica de farmacos se mantiene posteriormente despues de la suspension del tratamiento con farmaco. Se apoya adicionalmente por datos en roedores normales, donde las pautas cronicas, sin embargo, delimitadas, de antagonistas de GABA tambien pueden ejercer efectos beneficiosos sobre la cognicion que perduran mas del tiempo de aplicacion de los farmacos. En el contexto de la investigacion clmica, estos hallazgos se traducen en pautas posologicas de farmacos que se pueden iniciar en ninos con SD en la adolescencia temprana, extendiendose a la edad adulta temprana, y que se monitorizanan por medio de pruebas neuropsicologicas modernas y tecnicas de imagen funcionales no invasivas.

Procedimientos y resultados

La tarea de reconocimiento de objetos, un ensayo del comportamiento que no requiere aprendizaje de reglas explfcitas o entrenamiento prolongado, se basa en la tendencia innata de los ratones a explorar de manera diferencial objetos novedosos con respecto a los familiares. Los animales se someten a sesiones diarias de manipulacion y se les da la oportunidad de habituarse a un recinto encajonado negro acnlico, donde estan expuestos a dos objetos diferentes durante una sesion de entrenamiento de 15 minutos. Estos objetos estan hechos de diversos materiales no porosos (ceramica, metal, vidrio, etc.), y poseen diversas combinaciones de colores. Todos son generalmente consistentes en altura y volumen, y son simetricos en un plano horizontal. Se encuentran ubicados en dos esquinas del aparato, posicionados uno frente al otro a lo largo de su diametro. Posteriormente, se lleva a cabo una sesion de pruebas de 15 min 24 horas despues del entrenamiento. Aqrn, los ratones se presentan con el objeto que habfan explorado el dfa previo, y un nuevo artfculo (estando los objetos posicionados de forma alternativa en una u otra esquina de una manera equilibrada).

La memoria se define operacionalmente como la proporcion de tiempo que los animales invierten investigando el objeto novedoso menos la proporcion invertida investigando el familiar (mdice de discriminacion, Id = [tiempo de exploracion de objetos novedosos/tiempo de exploracion total-tiempo de exploracion de objetos familiares/tiempo de exploracion total] X 100), donde la exploracion constituye cualquier comportamiento de investigacion (es decir, orientar la cabeza, olfatear) o contacto deliberado (es decir, levantar las patas, lamer) que se produce con cada objeto. Los ensayos de comportamiento se graban mediante una camara digital montada en tnpode. Sobre todo, la tarea de reconocimiento de objetos se puede usar repetidamente para evaluar la memoria de los roedores a lo largo del tiempo, y a lo largo de diversas pautas de tratamiento con farmaco. Los ratones se entrenan y sometidos a prueba una vez por semana, cada sesion experimental separada por un intervalo de 1 semana, y se presentan en serie con nuevos conjuntos de objetos. En este programa, cada raton se considera un sujeto sin exposicion previa, y el rendimiento de cada semana se considera una observacion independiente. Por ultimo, todos los datos de comportamiento se analizan mediante pruebas de la t de Student para datos independientes.

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La prueba de reconocimiento de objetos ha demostrado distinguir de manera fiable los efectos inducidos por farmacos sobre la memoria en roedores. Ademas, el rendimiento del aprendizaje en la prueba no se frustra por aversion a la tarea, una variable comun en los paradigmas de evitacion, en tareas motivadas por alimento, y en el laberinto acuatico de Morris (MWM). Esto es cntico al evaluar el aprendizaje y la memoria del raton Ts65Dn, puesto que los ratones Ts65Dn de forma natural son mas inestables emocionalmente que los ratones WT, y su rendimiento en las pruebas cognitivas ha demostrado estar desproporcionadamente influenciado por el estres. Ademas, la ejecucion de los roedores de la tarea de reconocimiento de objetos no implica movimiento extenuante o altamente coordinado, un requisito que tambien puede frustrar potencialmente el rendimiento de los Ts65Dn en pruebas, como el MWM, puesto que los ratones Ts65Dm presentan una dinamica de marcha anomala. De esta manera, el reconocimiento de objetos es una apropiada tarea cognitiva para roedores para valorar las deficiencias en el aprendizaje y en la memoria de los Ts65Dn, y la atenuacion de estas deficiencias con el tratamiento farmacologico. Sobre todo, el reconocimiento de objetos es una prueba que tambien se puede traducir directamente a seres humanos, puesto que los ninos con SD presentan dificultades en una version humanizada de la tarea.

Mostrado en la fig. 1. La administracion cronica de PTX o BB recupera y mantiene la memoria de reconocimiento de objetos de los Ts65Dn. El presente experimento se llevo a cabo de manera longitudinal cruzada, sometiendo cuatro cohortes de pares de WT y Ts65Dn de experimentacion a un programa de pruebas de 4 semanas. (A) Aqm, los ratones trisomicos y WT se asignaron aleatoriamente a grupos que recibieron inyecciones diarias de solucion salina o PTX (1 mg/kg) y se sometieron a dos repeticiones de pruebas de reconocimiento de objetos (semanas 1-2). Adviertase que se habfan efectuado previamente pares de WT y Ts65Dn no tratados a fin de validar la prueba de reconocimiento de 2 objetos. Como se esperaba, los ratones Ts65Dn inyectados con solucion salina o no tratados tuvieron puntuaciones del Id mas bajas que sus homologos WT (p <0,04 y p <0,05, respectivamente; n = 14-18 para cada genotipo en la condicion con solucion salina o no tratada). Sin embargo, los ratones Ts65Dn a los que se les administro de manera cronica PTX respondieron cognitivamente a niveles comparables con los ratones WT no tratados <p = 0,50) y con los ratones WT que recibieron solucion salina cronica (p = 0,16) o PTX (p = 0,38; n = 9-10 para genotipo tratado con PTX). (B) Posteriormente, los ratones Ts65Dn y WT inyectados con solucion salina se separaron aleatoriamente en grupos que iban a continuar recibiendo inyecciones de solucion salina diarias durante las repeticiones tercera y cuarta de las pruebas de reconocimiento de objetos, o en grupos que iban a recibir inyecciones de picrotoxina diarias durante el segundo periodo de pruebas (semanas 3-4). Los ratones Ts65Dn y WT a los que se habfa administrado de manera cronica PTX, ahora recibieron inyecciones diarias de solucion salina. De manera no sorprendente, los ratones Ts65Dn que continuaban recibiendo solucion salina teman puntuaciones del Id significativamente mas bajas que los ratones Wt que tambien continuaban recibiendo solucion salina (p <0,05; n = 6 para cada genotipo en esta condicion), que los ratones WT que recibfan PTX por primera vez (p < 0,02), y puntuaciones mas bajas que los ratones WT que se habfan sensibilizado experimentalmente con PTX (p <0,10). Por el contrario, los ratones Ts65Dn que recibfan administracion cronica de PTX por primera vez (n = 8-9 para cada genotipo en esta condicion), no mostraron diferencias significativas de los ratones WT que continuaban recibiendo solucion salina (p = 0,21), de los ratones WT tambien recien sometidos a la pauta con PTX cronica (p = 0,18), o con los ratones WT que habfan sufrido sensibilizacion experimental en las semanas 1-2 (p = 0,41). Curiosamente, los ratones Ts65Dn sensibilizados experimentalmente (n = 6-7 para cada genotipo que habfa sufrido sensibilizacion experimental y que ahora recibe solucion salina) presentaron un rendimiento de reconocimiento de objetos similar a los ratones Wt en todas las condiciones de tratamiento (p = 0,23, p = 0,20, p = 0,43, para las comparaciones con los grupos con solucion salina, con PTX y sensibilizados experimentalmente, respectivamente), y se asemejaron a los ratones Ts65Dn a los que se les daba PTX diaria por primera vez (p = 0,48). Por ultimo, los ratones Ts65Dn que recibieron bilobalido (BB) durante todo el programa de pruebas de 4 semanas (30 inyecciones diarias totales i.p.; n = 14-18 para cada genotipo en esta condicion de tratamiento), se asemejaron a los ratones Ts65Dn que recibieron PTX. Los valores N reflejan el numero de observaciones (repeticiones) por tratamiento. Los valores del Id se expresan como media ± EEM.

Mostrado en la fig. 2. Topograffa del rendimiento de reconocimiento de objetos de los Ts65Dn y WT antes y despues del tratamiento con farmaco con PTX. En la fig 3. PTX y BB. Datos de control: Todos los ratones en el experimento de reconocimiento de objetos se expusieron a conjuntos estandarizados de objetos presentados en serie cada semana de una manera uniforme. Adviertase que los ratones Ts65Dn y WT mostraron cantidades practicamente identicas del tiempo de exploracion total de objetos durante el entrenamiento para el reconocimiento de objetos y periodos de pruebas repartidos a lo largo de un programa de 4 semanas de pruebas de reconocimiento de objetos, invirtiendo invariablemente un 20- 25 % de sus sesiones experimentales investigando objetos (figura 3A). La exploracion total de objetos no estaba influenciada por el genotipo o por la pauta de tratamiento (figura 3B). Asimismo, con la excepcion de la semana 4, ni los ratones WT ni tampoco Ts65Dn presentaron un sesgo de objetos durante las cuatro sesiones de entrenamiento individuales llevadas a cabo semanalmente a lo largo de la programacion de pruebas de 4 semanas, invirtiendo cantidades similares de tiempo con cada objeto familiar encontrado durante el periodo de entrenamiento (figura 3C). Cabe destacar que el sesgo de exploracion en la semana 4 se produjo en el mismo grado tanto en ratones Ts65Dn como WT, lo que sugiere una codificacion nemonica similar durante la sesion de entrenamiento de 15 minutos. Los valores se expresan como media ± EEM.

Mostrado en la fig. 4. Igual que PTX y BB, metrazol mejora la memoria de los Ts65Dn en la tarea de reconocimiento de objetos. Se manipularon, habituaron y sometieron a prueba ratones Ts65Dn y WT como se explica en los experimentos con PTX y BB. Los animales se asignaron aleatoriamente a grupos que recibieron raciones diarias de leche con chocolate o metrazol (3 mg/kg) y se sometieron a dos repeticiones de pruebas de reconocimiento de objetos.

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Con fines de administracion de farmacos, todos los ratones se acondicionaron a beber leche con chocolate en sus jaulas habitat y entonces en los tubos de alimentacion cilmdricos durante 4 dfas. Posteriormente a este condicionamiento, se colocaron diariamente en tubos de alimentacion, y se presentaron con pequenas capsulas Eppendorf de leche o un coctel de leche-metrazol. Las soluciones de leche se consumieron tipicamente en 10 min, despues de lo cual los ratones se devolvieron a sus jaulas habitat. En el experimento actual, se sometieron dos cohortes de ratones Ts65Dn y WT a un programa de pruebas de dos semanas. De manera consistente con los experimentos con PTX y BB, los ratones Ts65Dn que recibieron leche (n = 18) presentaron un rendimiento de reconocimiento de objetos alterado en relacion con los ratones WT que tambien recibieron leche (n = 18; p <0,004) o ratones WT que recibieron metrazol (n = 20; p <0,02). Sin embargo, los Ts65Dn a los que se les dieron raciones diarias de metrazol (n = 19) tuvieron puntuaciones de Id parejas con las de los ratones WT a los que se les dieron leche (p <0,16) o metrazol (p <0,47) y tuvieron puntuaciones que fueron significativamente mas altas que los ratones Ts65Dn a los que se les administraron leche unicamente (p <0,03). Los valores N reflejan el numero de observaciones (repeticiones) por tratamiento. Los valores del Id se expresan como media ± EEM.

Mostrado en la fig. 5. MTZ. Datos de control. La exploracion total de objetos durante los periodos de pruebas y entrenamiento, no se vio afectada por el genotipo o por el tratamiento con leche-MTZ (figura 5A). La exploracion de objetos familiares individuales durante las sesiones de entrenamiento, asimismo, fue similar a lo largo de todas las condiciones de tratamiento, salvo para un ligero sesgo de objetos en la semana 2 (figura 5B). Los valores se expresan como media ± EEM.

Mostrado en la fig. 6. Los efectos de metrazol en el comportamiento cognitivo de los Ts65Dn, igual que los de PTX, son duraderos. Se sometio una cohorte de ratones Ts65Dn y WT, usada para determinar los efectos de metrazol cronico sobre el rendimiento de reconocimiento de objetos de los Ts65Dn, a una tarea en tablero de agujeros espontanea aproximadamente 1 mes despues del final del tratamiento con metrazol y las pruebas de reconocimiento de objetos. Aqrn, los animales tratados con leche y con farmaco (ahora 5,0 meses de edad) se habituaron a los monitores de actividad de campo abierto de Med Associates (27,9 cm x 27,9 cm) (figuras 7b y 7c), y entonces se evaluaron para determinar la exploracion en tablero de agujeros durante una sesion de 7 min. Por favor, adviertase que se llevaron a cabo 2 rondas de pruebas en tablero de agujeros durante la fase de luz del ciclo luz/oscuridad, y se separaron por un intervalo de 1 semana. Como se predijo a partir de los resultados en la prueba de reconocimiento de objetos, los ratones Ts65Dn a los que con anterioridad se les habfa dado leche (n = 10) presentaron una "eficiencia" de exploracion disminuida, mostrando un mayor numero de introducciones de cabeza en agujeros explorados previamente, en relacion con los ratones WT a los que tambien con anterioridad se les habfa dado leche (n = 6; p <0,03) o ratones WT que se habfan tratado con metrazol (n = 12; p <0,04). Por el contrario, los ratones Ts65Dn que habfan recibido metrazol (n = 14) mostraron eficiencia de exploracion similar (p> 0,07 y p <0,31, para las comparaciones con grupos WT-leche y WT-metrazol, respectivamente). Los valores N reflejan el numero de observaciones (repeticiones) por tratamiento. Los valores se expresan como media ± EEM.

Mostrado en la fig. 7. Habituacion locomotora de los Ts65Dn y WT durante el ciclo de luz e indices de habituacion de los ratones a los monitores de actividad de Med Associates. (A) Una cohorte de ratones Ts65Dn y WT (n = 6 para cada genotipo), sin exposicion previa al tratamiento con farmaco, se evaluo para determinar la habituacion a un entorno de jaula novedosa durante el ciclo de luz. Aqrn, el numero de cruces de lmeas centrales entre la mitad izquierda y la mitad derecha de la jaula se tabularon durante de 1 h. De manera consistente con la literatura previa, los ratones Ts65Dn y WT presentaron declives practicamente identicos en la actividad locomotora durante el periodo de evaluacion de 1 h. Los valores se expresan como media ± EEM. (B) Los ratones Ts65Dn y WT alimentados con leche y tratados con MTZ, antes de pruebas en tablero de agujeros (figura 6), presentaron indices similares de habituacion de actividad al campo abierto automatizado de Med Associates a lo largo de 4 sesiones escalonadas (las ultimas 2 sesiones separadas por un intervalo de ~ 1 semana), lo que sugiere que el incremento en las entradas en agujeros repetidas presentadas por ratones Ts65Dn alimentados con leche no fue un subproducto de la hiperactividad general. Los valores se expresan como media ± EEM. (C) Un vistazo mas cercano a la habituacion de los Ts65Dn en el campo abierto automatizado de Med Associates revela similitudes particulares entre los ratones Ts65Dn tratados con MTZ y con leche, estipulando adicionalmente un componente cognitivo para las diferencias observadas entre animales trisomicos tratados con leche y con farmaco en la tarea en tablero de agujeros. Los valores se expresan como media ± EEM. Fig 8. Preferencia por novedad de objetos absoluta entre ratones Ts65Dn y WT tratados con farmaco y con vehfculo. Fig 9. Validacion de reconocimiento de objetos: Tareas basadas en un objeto y basadas en dos objetos.

Mostrado en la fig. 10. La aplicacion cronica, pero no aguda, de PTX restablece la memoria de reconocimiento de objetos de los Ts65Dn en una tarea basada en un objeto. En el experimento actual, se evaluo una cohorte de ratones Ts65Dn y WT (n = 6 para cada genotipo) en la tarea de reconocimiento de objetos a lo largo de 4 semanas secuenciales. En la primera semana, los ratones WT no tratados presentaron puntuaciones del Id significativamente mas altas que los ratones Ts65Dn no tratados (p <0,05), cuyas puntuaciones no fueron estadfsticamente diferentes de cero (p = 0,31). En la segunda semana, los WT y TsB5Dn se asignaron aleatoriamente a grupos de tratamiento con farmaco y de de control (n = 3 para cada grupo de tratamiento/genotipo). Los animales recibieron una inyeccion aguda de solucion salina o picrotoxina (PTX; 1 mg/kg) inmediatamente despues del entrenamiento para el reconocimiento de objetos y se evaluaron los efectos de estos tratamientos 24 h mas tarde durante las pruebas de reconocimiento de objetos. Aqrn, los ratones WT y Ts6SDn presentaron rendimientos, en promedio, similares a los de la semana 1, lo que sugiere que la PTX aguda no puede mejorar la memoria en ratones WT y no puede recuperar las deficiencias la memoria en los ratones Ts65Dn. Posteriormente, en un trabajo preliminar, se evaluo la capacidad de la administracion

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de PTX cronica para mejorar el rendimiento de reconocimiento de objetos de los Ts65Dn en las semanas 3 y 4. De hecho, las inyecciones diarias de PTX (1 mg/kg) en ratones Ts65Dn (n = 6; 12 observaciones totales), que se iniciaron un dfa despues de las pruebas de la semana 2 y se llevaron a cabo en los dfas del entrenamiento para el reconocimiento de objetos justo despues de la sesion de entrenamiento, pudieron incrementar el rendimiento de los Ts65Dn hasta el nivel de los ratones WT que recibieron inyecciones diarias de solucion salina (n = 6; 12 observaciones totales). Mostrado en la fig. 11. La PTX aguda no puede recuperar de manera fiable el rendimiento de los Ts65Dn en una prueba de reconocimiento de objetos basada en dos objetos. Mostrado en la fig. 12. Aprendizaje motor en ratones Ts65Dn y WT: el tratamiento cronico con PTX no influye en el rendimiento de rotarod en los Ts65Dn.

En resumen, estos datos demuestran que la picrotoxina, un antagonista del receptor GABAa no competitivo y bloqueante ionoforo cloruro, normaliza la memoria de reconocimiento de objetos en ratones Ts65Dn a los 3 meses de edad con administracion cronica, pero no aguda. Se mantiene el aprendizaje mejorado de los Ts65Dn con PTX despues del tratamiento con farmaco. Otros antagonistas de GABAa no competitivos que bloquean directamente la conductancia del cloruro, en concreto, metrazol y bilobalido, tambien restablecen el rendimiento de reconocimiento de objetos de los Ts65Dn con aplicacion cronica. Se recuperan y persisten otros aspectos de la cognicion, tales como la eficiencia de exploracion en tablero de agujeros, en ratones Ts65Dn despues del tratamiento con antagonistas de GABA con metrazol. Los efectos de los antagonistas de GABA sobre el aprendizaje y la memoria de los Ts65Dn se restringen a funcionalidades espedficas; aunque mejoran la eficiencia de la exploracion y el reconocimiento de objetos de los Ts65Dn, no influyen en el aprendizaje motor en los Ts65Dn.

Ejemplo

El retraso mental (RM) continua siendo una forma prevalente de deterioro cognitivo no progresivo, que afecta a un 2-3 % de la poblacion en el mundo industrializado. Los trastornos que implican un RM, aunque definidos de manera limitada por un CI < 70 y deficiencias en las habilidades interpersonales, adaptativas y academicas, no obstante, se extienden en una amplia etiologfa, que resulta tanto de causas geneticas como no geneticas. La amplitud y frecuencia de la disfuncion cognitiva relacionada con el RM es alarmante, considerando que la intervencion farmacologica es actualmente inexistente. Historicamente, los neurocientfficos han sondeado el cerebro en el RM para obtener pistas de posibles estrategias de tratamiento para las dificultades en el aprendizaje relacionadas con el RM. En el caso de smdrome de Down, estas investigaciones pioneras han dado lugar a observaciones de perdida de celulas neuronales, retraso del crecimiento de las ramificaciones dendnticas y disgenesia espinal. Curiosamente, muchas de las caractensticas histologicas advertidas en los cerebros de personas con smdrome de Down se equiparan a fenotipos que se han encontrado en los cerebros de personas con otras clases de RM, tales como metabolopatfas congenitas y lesiones no geneticas. Tambien se han establecido conexiones entre las diferentes formas ligadas al cromosoma X del RM, con estructura sinaptica alterada, plasticidad sinaptica y senalizacion Ras-MAPK como motivos emergentes. Las similitudes en todo el amplio espectro de trastornos relacionados con el RM sostienen que mecanismos comunes subyacen a la manifestacion de las deficiencias en el aprendizaje y en la memoria en adultos jovenes y ninos con discapacidad intelectual.

Los datos proporcionados anteriormente indican que el RM es el subproducto de cambios a largo plazo en la excitabilidad neuronal, impulsados por incrementos en la contribucion de la inhibicion de circuitos neuronales, que se trata mediante "sensibilizacion experimental terapeutica".

Las formas tradicionales de plasticidad sinaptica (es decir, la potenciacion a largo plazo y depresion a largo plazo) se producen en el contexto de las fuerzas de estabilizacion que permiten que un circuito mantenga un nivel fisiologicamente pertinente de actividad. De ese modo, el circuito no deriva en excitacion excesiva o inactividad total. Estos mecanismos compensatorios, denominados colectivamente "plasticidad homeostatica", se producen en amplias escalas temporales y, entonces, unicamente en respuesta a la inhibicion o excitacion cronica de redes neuronales.

Se observa plasticidad homeostatica en virtualmente todos los niveles de organizacion jerarquica en el cerebro de los mamfferos. En el nivel mas amplio, los cambios cronicos en la actividad del sistema nervioso central (SNC) pueden modificar directamente la composicion celular de un circuito neuronal, fijando la proporcion de interneuronas con respecto a celulas principales. Tambien se pueden reconfigurar circuitos establecidos con una composicion celular definida manipulando el grado de conectividad entre los elementos inhibitorios y excitatorios en el circuito. Mas alla de estas alteraciones, se puede conseguir la homeostasis de la actividad neuronal mediante cambios en la composicion molecular y la morfologfa de las sinapsis. Los cambios moleculares que se producen en el nivel sinaptico pueden implicar repuestas en escala de receptores acido a-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolpropionico (AMPA) y acido W-metil-D-aspartico (NMDA), sus adaptadores similares a guanilato-cinasas asociadas a membrana (MAGUk) (es decir, PSD-95 y SAP102) y receptores acido Y-aminobutmco A (GABAa). De forma alternativa, se puede producir cambio morfologico con la forma de las espinas dendnticas postsinapticas.

El cerebro de los marnfferos se ha adaptado con un conjunto mtegro de mecanismos integrados en el circuito, una unica celula, y nivel molecular que funciona para mantener un intervalo espedfico de actividad neuronal. El impulso para conservar la actividad en las redes neuronales, particularmente en aquellas que comprenden la neocorteza e hipocampo, sugiere que la incapacidad para equilibrar apropiadamente la excitacion e inhibicion dana lugar a un trastorno neurologico y deterioro cognitivo, y diversas formas de RM se han atribuido a la sobreinhibicion de los

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circuitos neuronales. Se espera que dicho estado comprometa la capacidad del circuito para sufrir formas de Hebbian de plasticidad asociativa (PLP, FPP) que se crefa que subyadan al aprendizaje y a la memoria.

El termino "sensibilizacion experimental" se refiere a un modelo animal de epileptogenesis, en el que la introduccion periodica de un estimulo electrico o qmmico inicialmente subconvulsionante en el cerebro progresivamente da lugar a actividad de crisis electroencefalografica y de comportanmiento (Goddard (1967) Nature 214, 1020-1021). Una vez en este estado, los animales muestran una potenciacion permanente (de por vida) en su sensibilidad a crisis inducidas por estfmulos, lo que sugiere que el grado de respuesta sinaptica de los circuitos estimulados sufre un aumento que persiste en ausencia de refuerzo adicional (McNamara et al. (1980) Prog. Neurobiol. 15, 139-159). Las propiedades duraderas de la sensibilizacion experimental sugieren que es un modelo de plasticidad neuronal. En consonancia con esta sugerencia, la sensibilizacion experimental por medio de estimulacion electrica espedfica de sitio repetitiva o administracion sistemica repetitiva de dosis altas de antagonistas del receptor GABA (tfpicamente pentilentetrazol; PTZ, vease Mason y Cooper (1972) Epilepsia 13, 663-674) comparte caractensticas con la PLP (Malenka (2003) Nat. Rev. Neurosci. 4, 923 a 9267), el primer modelo sinaptico de aprendizaje y memoria. Cada fenomeno es dependiente de la activacion del receptor NMDA, smtesis de protemas y de patrones espedficos de estimulacion para la induccion apropiada. Asimismo, tanto la sensibilizacion experimental como la PLP demuestran algun grado de especificidad. Mientras que los efectos de la PLP se restringen a los circuitos neuronales que se estimulan directamente, los efectos de la sensibilizacion experimental se extienden unicamente a lo largo de los circuitos que estan ligados sinapticamente.

Sin embargo, hay diferencias significativas entre la sensibilizacion experimental y la PLP. Mientras que la consecuencia funcional de la PLP es la incorporacion de receptores AMPA en sitios sinapticos, la de la sensibilizacion experimental parece ser la eliminacion total de la inhibicion gabergica de los circuitos estimulados y contiguos (Stelzer et al. (1987) Nature 326, 698-701). De hecho, la estimulacion electrica, o la administracion cronica de PTZ, ha demostrado continuamente dar como resultado indices electrofisiologicos o bioqmmicos disminuidos de la funcion gabergica.

La estrecha correspondencia entre la sensibilizacion experimental y la epilepsia en animales ha creado la percepcion de que la sensibilizacion experimental es patologica en el SNC, a pesar del hecho de que se supone que las interacciones neuronales que se catalizan en respuesta a la sensibilizacion experimental estan disponibles para el cerebro normal.

Los datos provistos en la parte experimental demuestran el uso de dosis bajas de un agente que puede provocar sensibilizacion experimental, es decir, dosis de "sensibilizacion experimental", para tratar un modelo animal para el SD. Se demuestra que la administracion cronica (pero no aguda) una vez al dfa del farmaco en ratones Ts65Dn pudo normalizar el rendimiento cognitivo en el reconocimiento de objetos novedosos y tareas de alteracion espontanea, y recuperar la PLP en el hipocampo (vease tambien Fernandez et al. (2007) Nat. Neurosci. 10, 411-413. Sobre todo, PTZ dio lugar a una recuperacion persistente despues del farmaco de la PLP y cognicion de los Ts65Dn que duro varios meses, lo que demuestra que la pauta posologica indujo neuroadaptaciones a largo plazo en el hipocampo.

La eficacia de la sensibilizacion experimental terapeutica en ratones Ts65Dn con SD proporciona un procedimiento con extensa utilidad clmica. Tradicionalmente, los trastornos con RM han sido insensibles a las intervenciones farmacologicas, lo que perpetua la idea de que son vestigios resistentes al tratamiento del desarrollo anomalo del cerebro. Sin embargo, los datos en ratones adultos indican que este no es el caso. Los hallazgos tambien apuntan a la posibilidad de que los circuitos maduros, pero defectuosos, en el RM, se puedan reabrir desde su configuracion adulta actual y reconectar para incrementar la plasticidad sinaptica. En ese caso, la sensibilizacion experimental terapeutica podna ser un mecanismo de primera lrnea del cambio adaptativo que podna invertir el RM en personas afectadas, restableciendoles un sentido de identidad y mejorando su calidad de vida.

Es evidente a partir del analisis y resultados anteriores que se proporcionan procedimientos mejorados para tratar el deterioro cognitivo. Los procedimientos objeto proporcionan un medio eficaz para mejorar la funcion cognitiva, particularmente en personas que padecen trastornos del deterioro cognitivo, por ejemplo, smdrome de Down, etc. Como tales, los procedimientos objeto representan una contribucion importante a la tecnica.

La cita de cualquier publicacion es para su divulgacion antes de la fecha de presentacion y no se debe interpretar como una admision de que la presente invencion no tiene derecho a preceder a dicha publicacion en virtud de la invencion anterior.

La invencion anterior se ha descrito en cierto detalle a modo de ilustracion y ejemplo con fines de claridad de comprension.

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   REIVINDICACIONES

   1. Una composicion para uso en la mejora de la funcion cognitiva en un sujeto con smdrome de Down, que comprende un compuesto seleccionado de pentilentetrazol, picrotoxina, bilobalido y ginkgolido B, y un vehmulo farmaceuticamente aceptable, dicha composicion administrada en dosis de menos de una dosis que sensibilice experimentalmente una crisis en el sujeto, y en la que las dosis se administran al sujeto durante un periodo de tiempo eficaz para conseguir una mejora en la funcion cognitiva, como se mide usando un protocolo para valorar la funcion cognitiva.
2. 2. La composicion de la reivindicacion 1, en la que si el compuesto es pentilentetrazol su dosis en la composicion es

   no mas de aproximadamente 3 mg/kg, y en la que si el compuesto es picrotoxina su dosis en la composicion es

   no mas de aproximadamente 1 mg/kg, y en la que si el compuesto es bilobalido o ginkgolido B su dosis es no mas de aproximadamente 5 mg/kg.
3. 3. La composicion de acuerdo con la reivindicacion 2, en la que el compuesto es pentilentetrazol.
4. 4. La composicion de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que la composicion se administra por via oral.
5. 5. La composicion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para su uso en un sujeto con un

   deterioro cognitivo debido al deterioro de la memoria o deterioro de la capacidad de aprendizaje.
6. 6. La composicion de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que el compuesto es pentilentetrazol, picrotoxina o bilobalido administrado a una dosis de menos de aproximadamente 0,5veces la dosis de sensibilizacion experimental o a una dosis de menos de aproximadamente 0,1 veces la dosis de sensibilizacion experimental.
7. 7. La composicion de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que el compuesto es pentilentetrazol a una dosis en la composicion de desde 0,1 mg/kg a 2 mg/kg.
8. 8. La composicion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha composicion se administra no mas de una vez al dfa.
9. 9. La composicion de acuerdo con la reivindicacion 6, en la que el compuesto es pentilentetrazol, picrotoxina o bilobalido administrado a una dosis de menos de aproximadamente 0,05 veces la dosis de sensibilizacion experimental o a una dosis de menos de aproximadamente 0,01 veces la dosis de sensibilizacion experimental y dicha composicion se administra por via oral mas de una vez al dfa.
10. 10. El uso de un compuesto seleccionado de pentilentetrazol, picrotoxina, bilobalido y ginkgolido B en la preparacion de un medicamento para el tratamiento de un deterioro cognitivo en un sujeto con smdrome de Down, en el que dicho medicamento se administra a una dosis de menos de una dosis que sensibilice experimentalmente una crisis en el sujeto, y en el que el medicamento se administra diariamente durante un periodo de al menos aproximadamente dos semanas.
11. 11. El uso de la reivindicacion 10, en el que el compuesto es pentilentetrazol a una dosis en el medicamento de no mas de aproximadamente 3 mg/kg o bilobalido a una dosis en el medicamento de no mas de aproximadamente 2,5 mg/kg, y en el que el medicamento se administra por via oral.
12. 12. El uso de la reivindicacion 10, en el que el compuesto es pentilentetrazol a una dosis en el medicamento de desde 0,1 mg/kg a 2 mg/kg, o bilobalido esta en el medicamento a una dosis de desde 0,1 mg/kg a 2,5 mg/kg, y en el que el medicamento se administra por via oral.
13. 13. Medicamento que comprende un compuesto seleccionado entre pentilentetrazol, picrotoxina, bilobalido y ginkgolido B para su uso en el tratamiento de un deterioro cognitivo en un sujeto con smdrome de Down, en el que dicho medicamento se administra a una dosis menor que la dosis que sensibili experimentalmente una crisis en el sujeto, y en el que el medicamento se administra diariamente durante un periodo de al menos aproximadamente dos semanas.
14. 14. Medicamento para su uso de acuerdo con la reivindicacion 13, en el que el compuesto es pentilentetrazol a una dosis en el medicamento de no mas de aproximadamente 3 mg/kg o bilobalido a una dosis en el medicamento de no mas de aproximadamente 2,5 mg/kg, y en el que el medicamento se administra por via oral.
15. 15. Medicamento para su uso de acuerdo con la reivindicacion 13, en el que el compuesto es pentilentetrazol a una dosis en el medicamento de desde 0,1 mg/kg a 2 mg/kg, o bilobalido esta en el medicamento a una dosis de desde 0,1 mg/kg a 2,5 mg/kg, y en el que el medicamento se administra por via oral.