ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение в целом относится к иммуногенным композициям, содержащим ДНК, кодирующую иммуногены HCV. В частности, изобретение относится к композициям, содержащим ДНК, кодирующую полипептиды HCV E1E2, адсорбированную на катионных микрочастицах, и к способам ее применения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Вирус гепатита С (HCV) был идентифицирован в течение последнего десятилетия и известен как главная причина вирусного гепатита не-A и не-B (Choo et al., Science (1989) 244:359-362; Armstrong et al., Hepatology (2000) 31:777). HCV инфицировано приблизительно 3% населения мира, что составляет приблизительно 200 миллионов человек (Cohen, J., Science (1999) 285:26). В Соединенных Штатах ежегодно заново появляется приблизительно 30000 инфицированных HCV. Кроме того, в развивающихся странах существует большое количество случаев инфицирования HCV. Хотя иммунный ответ способен победить инфекцию HCV, большинство случаев инфекции становится хроническими. Большинство острых инфекций остаются бессимптомными, и заболевание печени обычно проявляется только после ряда лет хронической инфекции.
Известна геномная последовательность вируса HCV, так же как и способы получения последовательности. См., например, международные публикации № WO 89/04669; WO 90/11089 и WO 90/14436. HCV имеет геном, представленный однонитевой молекулой РНК положительной полярности из 9,5 тысяч нуклеотидов, и является членом семейства вирусов Flaviridae. С помощью филогенетического анализа идентифицировано, по меньшей мере, шесть отдельных, но родственных генотипов HCV (Simmonds et al., J. Gen. Virol. (1993) 74:2391-2399). Вирус кодирует единственный полипротеин, имеющий более 3000 аминокислотных остатков (Choo et al., Science (1989) 244:359-362; Choo et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1991) 88:2451-2455; Han et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1991) 88:1711-1715). Полипротеин подвергается процессингу котрансляционно и посттрансляционно с превращением как в структурные, так и в не структурные (NS) белки. Два структурных белка являются гликопротеинами оболочки, известными как E1 и E2. Гликопротеины E1 и E2 HCV, как показано, являются защитными против вирусного заражения при исследовании на приматах (Choo et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1994) 91:1294-1298).
В настоящее время единственным доступным лечением HCV является IFN-α и рибавирин. К сожалению данные агенты эффективны менее чем у половины больных, проходящих лечение (Poynard et al., Lancet (1998) 352:1426; McHutchison et al., Engl. J. Med. (1998) 339:1485). Следовательно, существует срочная потребность в разработке эффективных вакцин для предотвращения инфицирования HCV, а также для иммунотерапии, применяемой в качестве альтернативы, или в сочетании с существующим лечением.
Т-клеточный иммунитет в отношении HCV может определить исход инфицирования и заболевания HCV (Missale et al., J. Clin. Invest. (1996) 98:706; Cooper et al., Immunity (1999) 10:439; and Lechner et al., J. Exp. Med. (2000) 191:1499). В одном исследовании установлено, что индивидуумы, у которых проявляются преобладающие Th0/Th1 CD4+ T-хелперные ответы, справляются со своими инфекциями HCV, в то время как у имеющих ответы типа Th2, наблюдается тенденция к переходу в хроническую форму (Tsai et al., Hepatology (1997) 25:449-458). Кроме того, было продемонстрировано, что существует обратная корреляция между частотой специфичных для HCV цитотоксических Т-лимфоцитов (CTLs) и вирусным заражением (Nelson, et al., J. Immunol. (1997) 158:1473). Недавно было показано, что контролирование HCV у шимпанзе связано с Th1 Т-клеточным ответом (Major et al., J. Virol. (2002) 76:6586-6595). Следовательно, HCV-специфические Т-клеточные ответы, очевидно, играют важную роль в контроле инфекции HCV. Роль антител в защите также предполагалась на основе редких случаев спонтанного прекращения хронической инфекции у больных (Abrignani et al., J. Hepatol. (1999) 31Suppll:259-263). Кроме того, защита у приматов прямо связана с титром антител против E1E2, что свидетельствует о возможной роли антител в защите (Choo et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1994) 91:1294-1298).
ДНК-вакцины, как показано, индуцируют сильные и длительные клеточные ответы CTL и Th1 в различных животных моделях (Gurunathan et al., Ann. Rev. Immunol. (2000) 18:927-974). Хотя ДНК-вакцины вводили людям-добровольцам в ряде клинических испытаний, и они оказались безопасными, их эффективность была низкой по сравнению с ответами, достигаемыми на более мелких животных моделях (Gurunathan et al., Ann. Rev. Immunol. (2000) 18:927-974). Например, хотя определяемые ответы CTL индуцировались у людей-добровольцев, даже высокие дозы ДНК (2,5 мг) иногда были не способны индуцировать определяемые ответы антител (Wang et al., Science (1998) 282:476-480). Ответы антител не определялись у людей-добровольцев даже тогда, когда в попытке улучшить эффективность для доставки ДНК использовали устройство для безыгольного струйного введения (Epstein et al., Hum. Gen. Ther. (2002) 13:1551-1560). Следовательно, существует очевидная потребность в усовершенствовании силы и эффективности ДНК-вакцин, особенно для гуморальных ответов.
Частицы-носители с адсорбированными или захваченными антигенами применяли при попытках вызвать адекватные иммунные ответы. Примеры частиц-носителей включают те, которые происходят из полиметилметакрилатных полимеров, а также микрочастицы, происходящие из поли(лактидов) (см., например, патент США № 3773919), поли(лактид-со-гликолидов), известные как PLG (см., например, патент США № 4767628) и полиэтиленгликоля, известного как ПЭГ (см., например, патент США № 5648095). Полиметилметакрилатные полимеры являются не деградируемыми, в то время как частицы PLG биодеградируют путем случайного неферментативного гидролиза эфирных связей с молочной и гликолевой кислотами, которые экскретируются по нормальным метаболическим путям.
Такие носители презентируют иммунной системе множественные копии выбранной макромолекулы и стимулируют захват и задержку молекул в местных лимфоузлах. Частицы могут фагоцитироваться макрофагами и могут увеличивать презентацию антиген путем секреции цитокинов. В международной заявке № WO 00/050006 описывается получение катионных микрочастиц с адсорбирующими поверхностями. Применение катионных микрочастиц в качестве системы доставки ДНК-вакцин, как показано, существенно улучшает эффективность (Singh et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2000) 97:811-816). Например, микрочастицы, как показано, увеличивают как гуморальный, так и Т-клеточный ответы в различных животных моделях при доставке в сочетании с плазмидами, кодирующими антигены HIV (Singh et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2000) 97:811-816; Briones et al., Pharm. Res. (2001) 18:709-712; O'Hagan et al., J. Virol. (2001) 75:9037-9043).
Проведен ряд исследований для определения механизма действия катионных микрочастиц PLG для индукции усиленных ответов на адсорбированную ДНК. Предварительные исследования показали, что PLG/ДНК, но не плазмидная ДНК, способна опосредовать трансфекцию дендритных клеток in vitro (Denis-Mize et al, Gene Ther. (2000) 7:2105-2112). Кроме того, PLG/ДНК защищает ДНК от деградации и увеличивает экспрессию генов в мышце и местных лимфатических узлах (Singh et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2000) 97:811-816; Briones et al., Pharm. Res. (2001) 18:709-712; Denis-Mize et al, Gene Ther. (2000) 7:2105-2112).
Несмотря на применение таких систем доставки в виде частиц, традиционные вакцины часто не способны обеспечить адекватную защиту против патогена-мишени. Соответственно, продолжает существовать потребность в эффективных иммуногенных композициях против HCV, которые включают безопасные и нетоксичные агенты для доставки.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение основано частично на неожиданном открытии того, что применение ДНК E1E2 HCV, адсорбированной на катионных микрочастицах, дает значительно более высокий титр антител по сравнению с наблюдаемым для ДНК E1E2 в отдельности. Катионные микрочастицы существенно адсорбируют ДНК, дают возможность для более высокой эффективности нагрузки, защищают адсорбированную ДНК от деградации и увеличивают экспрессию генов в мышце и в местных лимфатических узлах. Более того, доставка ДНК с применением микрочастиц в противоположность доставке ДНК в отдельности способна также после иммунизации привлекать в место введения значительное число активированных APC. Таким образом, применение таких сочетаний обеспечивает безопасный и эффективный подход к усилению иммуногенности антигенов E1E2 HCV.
Соответственно, в одном варианте осуществления изобретение направлено на композицию, состоящую по существу из фармацевтически приемлемого наполнителя и полинуклеотида, адсорбированного на катионной микрочастице. Полинуклеотид содержит кодирующую последовательность, которая кодирует иммуноген вируса гепатита С (HCV), оперативно связанную с контролирующими элементами, которые направляют транскрипцию и трансляцию кодирующей последовательности in vivo. Иммуноген HCV представляет собой иммуногенный комплекс E1E2 HCV с непрерывной последовательностью аминокислот, имеющей, по меньшей мере, 80% идентичности последовательности с непрерывной последовательностью аминокислот, изображенной в положениях 192-809 фиг.2A-2C, при условии, что полинуклеотид не кодирует иммуноген HCV, отличающийся от комплекса E1E2 HCV.
В определенных вариантах осуществления комплекс E1E2 HCV состоит из последовательности аминокислот, изображенной в положениях 192-809 фиг.2A-2C.
В дополнительных вариантах осуществления катионная микрочастица образуется из полимера, выбранного из группы, состоящей из поли(α-гидроксикислоты), полигидроксимасляной кислоты, поликапролактона, полиортоэфира и полиангидрида, такого как поли(α-гидроксикислота), выбранная из группы, состоящей из поли(L-лактида), поли(D,L-лактида) и поли(D,L-лактид-со-гликолида).
В дополнительных вариантах осуществления изобретение направлено на композицию, состоящую по существу из: (a) фармацевтически приемлемого наполнителя и (b) полинуклеотида, адсорбированного на катионной микрочастице, образованной из поли(D,L-лактид-со-гликолида). Полинуклеотид включает кодирующую последовательность, которая кодирует иммуноген вируса гепатита С (HCV), оперативно связанную с контролирующими элементами, которые направляют транскрипцию и трансляцию кодирующей последовательности in vivo, и иммуноген HCV представляет собой комплекс E1E2 HCV, состоящий из последовательности аминокислот, изображенной в положениях 192-809 фиг.2A-2C, при условии, что полинуклеотид не кодирует иммуноген HCV, отличающийся от комплекса E1E2 HCV.
В других дополнительных вариантах осуществления изобретение направлено на способ стимуляции иммунного ответа у субъекта-позвоночного, который включает введение субъекту терапевтически эффективного количества первой композиции, состоящей по существу из фармацевтически приемлемого наполнителя и полинуклеотида, адсорбированного на катионной микрочастице. Полинуклеотид включает кодирующую последовательность, которая кодирует иммуноген вируса гепатита С (HCV), оперативно связанную с контролирующими элементами, которые направляют транскрипцию и трансляцию кодирующей последовательности in vivo. Иммуноген HCV представляет собой иммуногенный комплекс E1E2 HCV с непрерывной последовательностью аминокислот, имеющей, по меньшей мере, 80% идентичности последовательности с непрерывной последовательностью аминокислот, изображенной в положениях 192-809 фиг.2A-2C, при условии, что полинуклеотид не кодирует иммуноген HCV, отличающийся от комплекса E1E2 HCV, где комплекс E1E2 HCV экспрессируется in vivo для выработки иммунного ответа.
В определенных вариантах осуществления комплекс E1E2 HCV состоит из последовательности аминокислот, изображенной в положениях 192-809 фиг.2A-2C.
В дополнительных вариантах осуществления катионная микрочастица образована из полимера, выбранного из группы, состоящей из поли(α-гидроксикислоты), полигидроксимасляной кислоты, поликапролактона, полиортоэфира и полиангидрида, такого как поли(α-гидроксикислота), выбранная из группы, состоящей из поли(L-лактида), поли(D,L-лактида) и поли(D,L-лактид-со-гликолида).
В дополнительных вариантах осуществления способ дополнительно включает введение субъекту терапевтически эффективного количества второй композиции, где вторая композиция включает иммуногенный полипептид HCV и фармацевтически приемлемый наполнитель.
В определенных вариантах осуществления вторую композицию вводят после первой композиции. Кроме того, иммуногенный полипептид HCV во второй композиции может представлять собой иммуногенный комплекс E1E2 HCV с непрерывной последовательностью аминокислот, имеющей, по меньшей мере, 80% идентичности последовательности с непрерывной последовательностью аминокислот, изображенной в положениях 192-809 фиг.2A-2C. В дополнительном варианте осуществления комплекс E1E2 HCV состоит из последовательности аминокислот, изображенной в положениях 192-809 фиг.2A-2C.
В дополнительном варианте осуществления вторая композиция дополнительно содержит адъювант, такой как субмикронная эмульсия масла в воде, способный увеличить иммунный ответ на иммуногенный полипептид HCV. Субмикронная эмульсия масла в воде включает (i) метаболизируемое масло, где масло присутствует в количестве от 1% до 12% от суммарного объема, и (ii) эмульгирующий агент, где эмульгирующий агент присутствует в количестве от 0,01% до 1% по массе (масс./об.) и включает моно-, ди- или триэфир полиоксиэтиленсорбитана и/или моно-, ди- или триэфир сорбитана, где масло и эмульгирующий агент присутствуют в форме эмульсии масла в воде, имеющей капли масла, по существу все из которых составляют в диаметре от приблизительно 100 нм до менее чем 1 мкм.
В определенных вариантах осуществления субмикронная эмульсия масла в воде включает 4-5% масс./об. сквалена, 0,25-1,0% масс./об. моноолеата полиоксиэтиленсорбитана и/или 0,25-1,0% триолеата сорбитана и, необязательно, N-ацетилмурамил-L-аланил-D-изоглутаминил-L-аланин-2-(1'-2'-дипальмитоил-sn-глицеро-3-гидроксифосфорилокси)-этиламин (MTP-PE).
В дополнительных вариантах осуществления субмикронная эмульсия масла в воде состоит по существу из приблизительно 5% по объему сквалена и одного или более эмульгирующих агентов, выбранных из группы, состоящей из моноолеата полиоксиэтиленсорбитана и триолеата сорбитана, где суммарное количество присутствующего(их) эмульгирующего(их) агента(ов) составляет приблизительно 1% по массе (масс./об.).
В дополнительных вариантах осуществления один или более эмульгирующих агентов представляют собой моноолеат полиоксиэтиленсорбитана и триолеат сорбитана, и суммарное количество присутствующих моноолеата полиоксиэтиленсорбитана и триолеата сорбитана составляет приблизительно 1% по массе (масс./об.).
В других дополнительных вариантах осуществления вторая композиция дополнительно содержит олигонуклеотид CpG.
В другом варианте осуществления изобретение направлено на способ стимуляции иммунного ответа у субъекта-позвоночного, который включает:
(a) введение субъекту терапевтически эффективного количества первой композиции, состоящей по существу из полинуклеотида, адсорбированного на катионной микрочастице, образованной из поли(D,L-лактид-со-гликолида), где полинуклеотид включает кодирующую последовательность, которая кодирует иммуноген вируса гепатита С (HCV), оперативно связанную с контролирующими элементами, которые направляют транскрипцию и трансляцию кодирующей последовательности in vivo, и дополнительно, где иммуноген HCV представляет собой комплекс E1E2 HCV, состоящий из последовательности аминокислот, представленной в положениях 192-809 фиг.2A-2C, при условии, что полинуклеотид не кодирует иммуноген HCV, отличающийся от комплекса E1E2 HCV, и где комплекс E1E2 HCV экспрессируется in vivo; и
(b) введение субъекту терапевтически эффективного количества второй композиции, где вторая композиция включает (i) иммуногенный комплекс E1E2 HCV, состоящий из последовательности аминокислот, изображенной в положениях 192-809 фиг.2A-2C, (ii) адъювант, и (iii) фармацевтически приемлемый наполнитель, для выработки иммунного ответа у субъекта.
В определенных вариантах осуществления адъювант представляет собой субмикронную эмульсию масла в воде, способную увеличить иммунный ответ на иммуногенный комплекс E1E2 HCV во второй композиции. Субмикронная эмульсия масла в воде включает (i) метаболизируемое масло, где масло присутствует в количестве от 1% до 12% от суммарного объема, и (ii) эмульгирующий агент, где эмульгирующий агент присутствует в количестве от 0,01% до 1% по массе (масс./об.) и включает моно-, ди- или триэфир полиоксиэтиленсорбитана и/или моно-, ди- или триэфир сорбитана, где масло и эмульгирующий агент присутствуют в форме эмульсии масла в воде, имеющей капли масла, по существу все из которых составляют в диаметре от приблизительно 100 нм до менее чем 1 мкм. В дополнительном варианте осуществления вторая композиция дополнительно включает адъювант, такой как субмикронная эмульсия масла в воде, способный увеличить иммунный ответ на иммуногенный полипептид HCV.
В дополнительных вариантах осуществления субмикронная эмульсия масла в воде включает 4-5% масс./об. сквалена, 0,25-1,0% масс./об. моноолеата полиоксиэтиленсорбитана и/или 0,25-1,0% триолеата сорбитана и, необязательно, N-ацетилмурамил-L-аланил-D-изоглутаминил-L-аланин-2-(1'-2'-дипальмитоил-sn-глицеро-3-гидроксифосфорилокси)-этиламин (MTP-PE).
В дополнительных вариантах осуществления субмикронная эмульсия масла в воде состоит по существу из приблизительно 5% по объему сквалена и одного или более эмульгирующих агентов, выбранных из группы, состоящей из моноолеата полиоксиэтиленсорбитана и триолеата сорбитана, где суммарное количество присутствующего(их) эмульгирующего(их) агента(ов) составляет приблизительно 1% по массе (масс./об.).
В дополнительных вариантах осуществления один или более эмульгирующих агентов представляют собой моноолеат полиоксиэтиленсорбитана и триолеат сорбитана, и суммарное количество присутствующих моноолеата полиоксиэтиленсорбитана и триолеата сорбитана составляет приблизительно 1% по массе (масс./об.).
В определенных вариантах осуществления вторая композиция дополнительно включает олигонуклеотид CpG.
В еще одном варианте осуществления изобретение направлено на способ создания композиции, включающей сочетание фармацевтически приемлемого наполнителя с полинуклеотидом, адсорбированным на катионной микрочастице. Полинуклеотид включает кодирующую последовательность, которая кодирует иммуноген вируса гепатита С (HCV), оперативно связанную с контролирующими элементами, которые направляют транскрипцию и трансляцию кодирующей последовательности in vivo. Иммуноген HCV представляет собой иммуногенный комплекс E1E2 HCV с непрерывной последовательностью аминокислот, имеющей, по меньшей мере, 80% идентичности последовательности с непрерывной последовательностью аминокислот, представленной в положениях 192-809 фиг.2A-2C, при условии, что указанный полинуклеотид не кодирует иммуноген HCV, отличающийся от комплекса E1E2 HCV.
Данные и другие варианты настоящего изобретения должны быть легко осуществлены специалистами в данной области техники в свете представленного здесь раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой диаграммное представление генома HCV, изображающее различные области полипротеина HCV.
Фиг.2A-2C (SEQ ID NOS:1 и 2) представляют нуклеотидную и соответствующую аминокислотную последовательности области E1/E2/p7 HCV-1. Номера, представленные на фигуре, относятся к полноразмерному полипротеину HCV-1. Представлены области E1, E2 и p7.
На фиг.3 представлены титры IgG в сыворотке после иммунизации мышей на 0 и 4 неделю плазмидной ДНК E1E2809, в отдельности или в виде PLG/CTAB/E1E2809ДНК (на фигурах указано как PLG/ДНК), в количестве 10 мкг и 100 мкг (N=10, +/- ст. ош. ср.).
На фиг.4 представлены титры IgG в сыворотке после иммунизации мышей на 0 и 4 неделю плазмидной ДНК E1E2809 в количестве 10 мкг, PLG/CTAB/E1E2809ДНК в количестве 1 мкг и 10 мкг, или рекомбинантным белком E1E2 E1E2809 в адъюванте MF59 в количестве 2 мкг (N=10, +/- ст. ош. ср.).
На фиг.5 представлены титры IgG в сыворотке после иммунизации мышей на 0, 4 и 8 недели плазмидной ДНК E1E2809 или PLG/CTAB/E1E2809ДНК в количестве 10 мкг, или рекомбинантным белком E1E2809 в адъюванте MF59 в количестве 5 мкг. Кроме того, 2 группы мышей дважды иммунизировали плазмидной ДНК E1E2809 или PLG/CTAB/E1E2809ДНК в количестве 10 мкг на 0 и 4 неделю и усиливали 5 мкг рекомбинантного белка E1E2809 в MF59 на 8 неделе (N=10, +/- ст. ош. ср.). D = ДНК E1E2809, 10 мкг; P = 5 мкг белка E1E2809 в MF59.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
При осуществлении настоящего изобретения будут применяться, если не указано иначе, общепринятые в данной области техники методы химии, биохимии, технологии рекомбинантной ДНК и методы иммунологии. Такие способы полностью объяснены в литературе. См., например, Fundamental Virology, 2nd Edition, vol. I & II (B.N. Fields and D.M. Knipe, eds.); Handbook of Experimental Immunology, Vols. I-IV (D.M. Weir and C.C. Blackwell eds., Blackwell Scientific Publications); T.E. Creighton, Proteins: Structures and Molecular Properties (W.H. Freeman and Company, 1993); A.L. Lehninger, Biochemistry (Worth Publishers, Inc., текущее дополнение); Sambrook, et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd Edition, 1989); Methods In Enzymology (S. Colowick and N. Kaplan eds., Academic Press, Inc.).
В тесте применяются следующие сокращения аминокислот:
1. Определения
В описании настоящего изобретения будут применяться следующие термины, и они предназначены для определения указанного ниже.
Следует отметить, что применяемые в данном описании и прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа "a", "an" и "the" включают множественные значения, если в контексте ясно не указано иначе. Таким образом, например, ссылка на «полипептид E1E2» включает смесь двух или более таких полипептидов и тому подобное.
Термины «полипептид» и «белок» относятся к полимеру из аминокислотных остатков и не ограничиваются минимальной длиной продукта. Таким образом, пептиды, олигопептиды, димеры, мультимеры и тому подобное включаются в определение. Определением охватываются как полноразмерные белки, так и их фрагменты. Термины также включают постэкспрессионные модификации полипептида, например, гликозилированные, ацетилированные, фосфорилированные и тому подобное. Более того, в целях настоящего изобретения «полипептид» относится к белку, который включает модификации, такие как делеции, добавления и замены (обычно консервативные по природе), по отношению к нативной последовательности, то тех пор, пока белок сохраняет желаемую активность. Данные модификации могут быть преднамеренными, как в случае сайт-направленного мутагенеза, или они могут быть случайными, такими как мутации хозяев, которые продуцируют белки, или ошибки при ПЦР амплификации.
Под «полипептидом E1» подразумевается молекула, происходящая из области E1 HCV. Зрелая область E1 HCV-1 начинается от аминокислоты приблизительно 192 полипротеина и продолжается до аминокислоты приблизительно 383, пронумерованных относительно полноразмерного полипротеина HCV-1. (См. фиг.1 и 2A-2C. Аминокислоты 192-383 фиг.2A-2C соответствуют положениям аминокислот 20-211 SEQ ID NO:2). Аминокислоты от около 173 до приблизительно 191 (аминокислоты 1-19 SEQ ID NO:2) служат в качестве сигнальной последовательности для E1. Таким образом, под «полипептидом E1» подразумевается либо предшественник белка E1, включающий сигнальную последовательность, либо зрелый полипептид E1, у которого данная последовательность отсутствует, или даже полипептид E1 с гетерологичной сигнальной последовательностью. Полипептид E1 включает С-концевую мембранную якорную последовательность, которая расположена приблизительно в положениях аминокислот 360-383 (см. международную публикацию № WO 96/04301, опубликованную 15 февраля 1996 г.). Полипептид E1, как здесь определяется, может включать или не включать С-концевую якорную последовательность или ее части.
Под «полипептидом E2» подразумевается молекула, происходящая из области E2 HCV. Зрелая область E2 HCV-1 начинается от аминокислот приблизительно 383-385, пронумерованных относительно полноразмерного полипротеина HCV-1. (См. фиг.1 и 2A-2C. Аминокислоты 383-385 фиг.2A-2C соответствуют положениям аминокислот 211-213 SEQ ID NO:2). Сигнальный пептид начинается от аминокислоты приблизительно 364 полипротеина. Таким образом, под «полипептидом E2» подразумевается либо предшественник белка E2, включающий сигнальную последовательность, либо зрелый полипептид E2, у которого данная последовательность отсутствует, или даже полипептид E2 с гетерологичной сигнальной последовательностью. Полипептид E2 включает С-концевую мембранную якорную последовательность, которая расположена приблизительно в положениях аминокислот 715-730 и может простираться до аминокислотного остатка приблизительно 746 (см. Lin et al., J. Virol. (1994) 68:5063-5073). Полипептид E2, как здесь определяется, может включать или не включать С-концевую якорную последовательность или ее части. Более того, полипептид E2 может также включать всю или часть области p7, которая расположена в непосредственном соседстве с С-концом E2. Как показано на фиг.1 и 2A-2C, область p7 обнаруживается в положениях 747-809, пронумерованных относительно полноразмерного полипротеина HCV-1 (положения аминокислот 575-637 SEQ ID NO:2). Кроме того, известно, что существуют множественные виды E2 HCV (Spaete et al., Virol. (1992) 188:819-830; Selby et al., J. Virol. (1996) 70:5177-5182; Grakoui et al., J. Virol. (1993) 67:1385-1395; Tomei et al., J. Virol. (1993) 67:4017-4026). Соответственно, в целях настоящего изобретения термин "E2" охватывает любой из данных видов E2, включая без ограничения виды, которые имеют делеции 1-20 или более аминокислот с N-конца E2, такие как, например, делеции 1, 2, 3, 4, 5…10…15, 16, 17, 18, 19… и т.д. аминокислот. Такие виды E2 включают те, которые начинаются с аминокислоты 387, аминокислоты 402, аминокислоты 403 и т.д.
Примеры областей E1 и E2 HCV-1 представлены на фиг.2A-2C и SEQ ID NO:2. В целях настоящего изобретения области E1 и E2 определяются по отношению к номеру аминокислоты полипротеина, кодируемого геномом HCV-1, с инициаторным метионином, обозначаемым как положение 1. См., например, Choo et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1991) 88:2451-2455. Однако следует отметить, что применяемый здесь термин «полипептид E1» или «полипептид E2» не ограничивается последовательностью HCV-1. В данном отношении соответствующие области E1 или E2 других изолятов HCV могут быть легко определены путем выравнивания последовательностей из изолятов таким способом, который придает последовательностям максимальное выравнивание. Это может быть осуществлено с помощью любого из ряда пакетов компьютерных программ, такой как ALIGN 1.0, доступной от University of Virginia, Department of Biochemistry (Attn: Dr. William R. Pearson). См. Pearson et al., Proc. Natl. Acad Sci. USA (1988) 85:2444-2448.
Более того, как определяется здесь, «полипептид E1» или «полипептид E2» не ограничивается полипептидом, имеющим точную последовательность, изображенную на фигурах. Действительно, геном HCV находится в состоянии постоянного потока in vivo и содержит несколько вариабельных доменов, которые проявляют относительно высокие степени вариабельности между изолятами. Ряд консервативных и вариабельных областей известны между штаммами и, в целом, аминокислотные последовательности эпитопов, происходящих из данных областей, должны иметь высокую степень гомологии последовательностей, например, гомологию аминокислотных последовательностей более 30%, предпочтительно более 40%, более 60% и даже более 80-90% гомологии при выравнивании двух последовательностей. Совершенно очевидно, что термины охватывают полипептиды E1 и E2 из различных штаммов и изолятов HCV, включая изоляты, имеющие любой из 6 генотипов HCV, описанных в Simmonds et al., J. Gen. Virol. (1993) 74:2391-2399, (например, штаммы 1, 2, 3, 4 и т.д.), а также вновь идентифицированные изоляты и подтипы данных изолятов, такие как HCV1a, HCV1b и т.д.
Таким образом, например, термин полипептид "E1" или "E2" относится к нативным последовательностям E1 или E2 из любого из различных штаммов HCV, а также к аналогам, мутеинам и иммуногенным фрагментам, как определено далее ниже. Полные генотипы многих из данных штаммов известны. См., например, патент США № 6150087 и GenBank, № поступления AJ238800 и AJ238799.
Кроме того, термины «полипептид E1» и «полипептид E2» охватывают белки, которые включают модификации нативной последовательности, такие как внутренние делеции, добавки и замены (обычно консервативные по природе), такие белки по существу гомологичны родительской последовательности. Данные модификации могут быть преднамеренными, как в случае сайт-направленного мутагенеза, или они могут быть случайными, такими как возникающие в природе случаи мутаций. Все данные модификации охватываются настоящим изобретением до тех пор, пока модифицированные полипептиды E1 и E2 функционируют в предназначенных для них целях. Таким образом, например, если полипептиды E1 и/или E2 предполагается использовать в композициях вакцин, модификации должны быть такими, чтобы иммунологическая активность (т.е. способность вызывать гуморальный или клеточный иммунный ответ на полипептид) не терялась.
Под комплексом "E1E2" подразумевается белок, содержащий, по меньшей мере, один полипептид E1 и, по меньшей мере, один полипептид E2, как описано выше. Такой комплекс может также включать всю или часть области p7, которая расположена в непосредственном соседстве с С-концом E2. Как показано на фиг.1 и 2A-2C, область p7 обнаруживается в положениях 747-809, пронумерованных относительно полноразмерного полипротеина HCV-1 (положения аминокислот 575-637 SEQ ID NO:2). Представителя комплекса E1E2, который включает белок p7, обозначают здесь "E1E2809".
Способ ассоциации E1 и E2 в комплекс E1E2 является несущественным. Полипептиды E1 и E2 могут быть связаны с помощью нековалентных взаимодействий, таких как электростатические силы, или с помощью ковалентных связей. Например, полипептиды E1E2 по настоящему изобретению могут быть в форме гибридного белка, который включает иммуногенный полипептид E1 и иммуногенный полипептид E2, как определено выше. Гибрид может экспрессироваться с полинуклеотида, кодирующего гибрид E1E2. Альтернативно, комплексы E1E2 могут быть образованы спонтанно просто путем смешивания белков E1 и E2, которые получены индивидуально. Сходно, при коэкспрессии и секреции в среды белки E1 и E2 могут образовывать комплекс спонтанно. Таким образом, термин охватывает комплексы E1E2 (также называемые агрегатами), которые образуются спонтанно при очистке E1 и/или E2. Такие агрегаты могут включать один или более мономеров E1 в связи с одним или более мономерами E2. Не требуется, чтобы количество присутствующих мономеров E1 и E2 было равным до тех пор, пока присутствует, по меньшей мере, один мономер E1 и один мономер E2. Определение присутствия комплекса E1E2 легко осуществляется с помощью стандартных способов определения белка, таких как электрофорез в полиакриламидном геле и иммунологические способы, такие как иммунопреципитация.
Термины «аналог» и «мутеин» относятся к биологически активным производным референтной молекулы, таким как E1E2809, или к фрагментам таких производных, которые сохраняют желаемую активность, такую как иммунореактивность в описанных здесь тестах. В целом, термин «аналог» относится к соединениям, обладающим нативной полипептидной последовательностью и структурой с одной или более аминокислотных добавок, замен (обычно консервативных по природе) и/или делеций по отношению к нативной молекуле, то тех пор, пока модификации не уничтожают иммуногенную активность. Термин «мутеин» относится к пептидам, имеющим один или более пептидомиметиков («пептоидов»), таких как описанные в международной публикации № WO 91/04282. Предпочтительно, чтобы аналог или мутеин имели, по меньшей мере, такую же иммунореактивность, что и нативная молекула. Способы создания полипептидных аналогов и мутеинов известны в данной области техники и описаны далее ниже.
Особенно предпочтительные аналоги включают замены, консервативные по природе, т.е. такие замены, которые имеют место внутри семейства аминокислот, которые сходны по своим боковым цепям. Конкретно, аминокислоты обычно разделяют на четыре семейства: (1) кислые - аспартат и глутамат; (2) основные - лизин, аргинин, гистидин; (3) неполярные - аланин, валин, лейцин, изолейцин, пролин, фенилаланин, метионин, триптофан и (4) не заряженные полярные - глицин, аспарагин, глутамин, цистеин, серин, треонин, тирозин. Фенилаланин, триптофан и тирозин иногда классифицируются как ароматические аминокислоты. Например, реально предположить, что изолированная замена лейцина изолейцином или валином, аспартата глутаматом, треонина серином, или сходная консервативная замена аминокислоты структурно сходной аминокислотой не должна иметь существенного влияния на биологическую активность. Например, интересующий полипептид, такой как полипептид E1E2, может включать до приблизительно 5-10 консервативных или не консервативных замен аминокислот, или даже до приблизительно 15-25 или 50 консервативных или не консервативных замен аминокислот, или любое целое число между 5-50, до тех пор, пока желаемая функция молекулы остается интактной. Специалист в данной области техники легко может определить области интересующей молекулы, которые могут допускать замену при ссылке на графики Hopp/Woods и Kyte-Doolittle, хорошо известные в данной области техники. Под «фрагментом» подразумевается полипептид, состоящий только из части интактной полноразмерной полипептидной последовательности и структуры. Фрагмент может включать делецию С-конца, делецию N-конца и/или внутреннюю делецию нативного полипептида. «Иммуногенный фрагмент» конкретного белка HCV должен обычно включать, по меньшей мере, приблизительно 5-10 смежных аминокислотных остатков полноразмерной молекулы, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 15-25 смежных аминокислотных остатков полноразмерной молекулы, и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 20-50 или более смежных аминокислотных остатков полноразмерной молекулы, что определяет эпитоп, или любое целое число между 5 аминокислотами и полноразмерной последовательностью, предлагаемых так, чтобы исследуемый фрагмент сохранял способность вызывать иммунный ответ, как определено здесь. Для описания известных иммуногенных фрагментов E1 и E2 HCV см., например, Chien et al., международная публикация № WO 93/00365.
Применяемый здесь термин «эпитоп» относится к последовательности из, по меньшей мере, приблизительно от 3 до 5, предпочтительно приблизительно от 5 до 10 или 15, и не более приблизительно 500 аминокислот (или любое целое число между ними), которая определяет последовательность, которая сама по себе или как часть более длинной последовательности, вызывает иммунный ответ у субъекта, которому она вводится. Часто эпитоп должен связаться с антителом, выработанным в ответ на такую последовательность. Не существует верхнего критического ограничения на длину фрагмента, который может включать последовательность белка приблизительно полной длины, или даже гибридного белка, включающего два или более эпитопов полипротеина HCV. Эпитоп для применения у субъекта, согласно изобретению, не ограничивается полипептидом, имеющим точную последовательность части родительского белка, из которого он происходит. Действительно, геномы вирусов находятся в состоянии постоянного потока и содержат несколько вариабельных доменов, которые проявляют относительно высокие степени вариабельности между изолятами. Таким образом, термин «эпитоп» охватывает последовательности, идентичные нативной последовательности, а также модификации нативной последовательности, такие как делеции, добавки и замены (обычно консервативные по природе).
Области данного полипептида, которые включают эпитоп, могут быть идентифицированы с применением ряда способов картирования эпитопов, хорошо известных в данной области техники. См., например, Epitope Mapping Protocols in Methods in Molecular Biology, Vol. 66 (Glenn E. Morris, Ed., 1996) Humana Press, Totowa, New Jersey. Например, линейные эпитопы могут быть определены, например, с помощью одновременного синтеза большого количества пептидов на твердых подложках, пептидов, соответствующих частям белковой молекулы, и взаимодействия пептидов с антителами в то время, когда пептиды еще присоединены к подложкам. Такие способы известны в данной области техники и описаны, например, в патенте США № 4708871; Geysen et al. (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:3998-4002; Geysen et al. (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:178-182; Geysen et al. (1986) Molec. Immunol. 23:709-715. При применении таких способов был идентифицирован ряд эпитопов HCV. См., например, Chien et al., Viral Hepatitis and Live Disease (1994) pp. 320-324, и далее ниже. Сходно, конформационные эпитопы легко идентифицируются с помощью определения пространственной конформации аминокислот, такого как, например, путем рентгеноструктурной кристаллографии и 2-мерным пространственным ядерным магнитным резонансом. См., например, Epitope Mapping Protocols, выше. Антигенные области белков могут быть также идентифицированы с применением стандартных графиков антигенности и гидрофобности, таких как те, которые рассчитывают с применением, например, компьютерной программы Omiga version 1.0, доступной от Oxford Molecular Group. В данной компьютерной программе применяется способ Hopp/Woods, Hopp et al., Proc. Natl. Acad. Sci USA (1981) 78:3824-3828, для определения профилей антигенности, и способ Kyte-Doolittle, Kyte et al., J. Mol. Biol. (1982) 157:105-132, для графиков гидрофобности.
Применяемый здесь термин «конформационный эпитоп» относится к части полноразмерного белка или его аналога, или мутеина, имеющей нативные структурные характеристики по сравнению с аминокислотной последовательностью, кодирующей эпитоп в полноразмерном природном белке. Нативные структурные характеристики включают, но не ограничиваются этим, гликозилирование и трехмерную структуру. Длина определяющей эпитоп последовательности может быть объектом разнообразных вариаций, так как данные эпитопы, как считается, образуются за счет трехмерной конфигурации антигена (например, за счет укладки). Таким образом, аминокислот, определяющих эпитоп, может быть относительно немного по количеству, но они широко рассеяны по всей длине молекулы (или даже находятся на различных молекулах в случае димеров и т.д.), объединяясь в правильную эпитопную конформацию за счет укладки. Части антигена между остатками, определяющими эпитоп, могут не быть критическими в отношении конформационной структуры эпитопа. Например, делеция или замена данных промежуточных последовательностей может не влиять на конформационный эпитоп, обеспечиваемый последовательностями, критическими для поддержания конформации эпитопа (например, цистеинами, вовлеченными в образование дисульфидных связей, сайтами гликозилирования и т.д.).
Конформационные эпитопы легко идентифицируются с применением способов, обсуждаемых выше. Более того, присутствие или отсутствие конформационного эпитопа в данном полипептиде может быть легко определено путем скрининга интересующего антигена с помощью антитела (поликлональной сыворотки или моноклональной в отношении конформационного эпитопа) и сравнения его реактивности с таковой денатурированного варианта антигена, который сохраняет только линейные эпитопы (если они есть). При таком скрининге с применением поликлональных антител может быть выгодно сначала абсорбировать поликлональную сыворотку денатурированным антигеном и посмотреть, остаются ли антитела к интересующему антигену. Конформационные эпитопы, происходящие от областей E1 и E2, описаны, например, в международной публикации № WO 94/01778.
«Иммунный ответ» на антиген HCV или композицию представляет собой развитие у субъекта гуморального и/или клеточного иммунного ответа на молекулы, присутствующие в интересующей композиции. В целях настоящего изобретения «гуморальный иммунный ответ» относится к иммунному ответу, опосредуемому молекулами антител, в то время как «клеточный иммунный ответ» опосредуется Т-лимфоцитами и/или другими белыми клетками крови. Одним важным аспектом клеточного иммунитета является вовлечение антиген-специфического ответа цитолитических Т-клеток («CTLs»). CTLs обладают специфичностью к пептидным антигенам, которые презентируются в связи с белками, кодируемыми главным комплексом гистосовместимости (MHC), и экспрессируются на клеточной поверхности. CTLs способствуют индукции и стимуляции внутриклеточного уничтожения внутриклеточных микробов или лизиса клеток, инфицированных такими микробами. Другим аспектом клеточного иммунитета является вовлечение антиген-специфического ответа хелперных Т-клеток. Хелперные Т-клетки действуют, способствуя стимуляции функции и фокусирования активности неспецифических эффекторных клеток, против клеток, экспонирующих на своей поверхности пептидные антигены в комплексе с молекулами MHC. «Клеточный иммунный ответ» также относится к продукции цитокинов, хемокинов и других таких молекул, продуцируемых активированными Т-клетками и/или другими белыми клетками крови, включая те, которые происходят от CD4+ и CD8+ Т-клеток. Композиция или вакцина, которая вызывает клеточный иммунный ответ, может служить для сенсибилизации субъекта-позвоночного путем презентации антигена в комплексе с молекулами MHC на клеточной поверхности. Опосредуемый клетками иммунный ответ направлен на клетки, презентирующие антиген на своей поверхности, или около них. Кроме того, могут быть выработаны специфичные в отношении антигена Т-лимфоциты, что позволяет в будущем защитить иммунизированного хозяина. Способность конкретного антигена стимулировать опосредованный клетками иммунный ответ может быть определена с помощью ряда способов, таких как тесты на лимфопролиферацию (активацию лимфоцитов), тесты на цитотоксические клетки, CTL, или с помощью тестирования Т-лимфоцитов, специфичных для антигена, у сенсибилизированного субъекта. Такие тесты хорошо известны в данной области техники. См., например, Erickson et al., J. Immunol. (1993) 151:4189-4199; Doe et al., Eur. J. Immunol. (1994) 24:2369-2376.
Таким образом, иммунологический ответ, как здесь применяется, может быть таким, который стимулирует продукцию CTLs и/или продукцию или активацию хелперных Т-клеток. Интересующий антиген может также вызывать иммунный ответ, опосредуемый антителами, включая, например, нейтрализующие связывание (NOB) антитела. Наличие ответа NOB антител легко определить с помощью способов, описанных, например, Rosa et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1996) 93:1759. Следовательно, иммунный ответ может включать один или более из следующих эффектов: продукцию антител В-клетками; и/или активацию супрессорных Т-клеток и/или γδТ-клеток, направленных специфически на антиген или антигены, присутствующие в композиции или интересующей вакцине. Данные ответы могут служить для нейтрализации инфекции и/или опосредовать клеточную токсичность, зависимую от антител (ADCC) или от антитела-комплемента, для обеспечения защиты или облегчения симптомов у иммунизированного хозяина. Такие ответы могут быть определены с применением стандартных иммунологических тестов или тестов по нейтрализации, хорошо известных в данной области техники.
Компонент композиции ДНК E1E2 HCV, такой как катионная микрочастица, увеличивает иммунный ответ на полипептид E1E2 HCV, продуцируемый с помощью ДНК в композиции, где композиция обладает более высокой способностью вызывать иммунный ответ, чем иммунный ответ, вызываемый эквивалентным количеством ДНК E1E2, доставляемой без катионной микрочастицы. Такая увеличенная иммуногенность может быть определена путем введения ДНК E1E2 с или без дополнительных компонентов и сравнения титров антител или клеточного ответа, вызываемыми ими двумя, с применением стандартных тестов, таких как радиоиммунологический анализ, ИФА, тесты на лимфопролиферацию и тому подобное, хорошо известных в данной области техники.
Под «выделенным» подразумевается, когда это относится к полипептиду, что указанная молекула выделена и отделена от целого организма, в котором молекула находится в природе, или она присутствует по существу в отсутствие других макромолекул того же типа. Термин «выделенный» в отношении полинуклеотида представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты, лишенную целиком или частично последовательностей, обычно связанных с ней в природе; или последовательность в существующем в природе виде, но имеющую в связи с ней гетерологичные последовательности; или молекулу, разъединенную с хромосомой.
Под «эквивалентной антигенной детерминантой» подразумевается антигенная детерминанта из различных подвидов или штаммов HCV, из таких как штаммы 1, 2, 3 и т.д. HCV, причем антигенные детерминанты не являются обязательно идентичными из-за вариации последовательностей, но они присутствуют в эквивалентных положениях в рассматриваемой последовательности HCV. В целом, аминокислотные последовательности эквивалентных антигенных детерминант должны иметь высокую степень гомологии последовательностей, например, гомологию аминокислотных последовательностей более 30%, обычно более 40%, такую как более 60% и даже более 80-90% гомологии при выравнивании двух последовательностей.
«Гомология» относится к проценту идентичности между двумя полинуклеотидными или двумя полипептидными частями. Две последовательности ДНК или две полипептидные последовательности являются «по существу гомологичными» друг другу, когда данные последовательности проявляют, по меньшей мере, приблизительно 50%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 75%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 80%-85%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 90% и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 95%-98% идентичность последовательностей на протяжении определенной длины молекул. Применяемый здесь термин по существу гомологичные относится также к последовательностям, проявляющим полную идентичность с конкретной последовательностью ДНК или полипептида.
В целом, «идентичность» относится к точному "нуклеотид в нуклеотид" или "аминокислота в аминокислоту" соответствию двух полинуклеотидных или полипептидных последовательностей, соответственно. Процент идентичности может быть определен с помощью прямого сравнения информации о последовательностях двух молекул путем выравнивания последовательностей, подсчета точного числа пар между двумя выравниваемыми последовательностями, деления на длину более короткой последовательности и умножения результата на 10. В целях данного анализа могут быть использованы легко доступные компьютерные программы, такие как ALIGN, Dayhoff, M.O. in Atlas of Protein Sequence and Structure M.O. Dayhoff ed., 5 Suppl. 3:353-358, National biomedical Research Foundation, Washington, DC, которая адаптирует алгоритм локальной гомологии Smith and Waterman Advances in Appl. Math. 2:482-489, 1981, для анализа пептидов. Программы для определения идентичности нуклеотидных последовательностей доступны от Wisconsin Sequence Analysis Package, Version 8 (доступны от Genetics Computer Group, Madison, WI), например, программы BESTFIT, FASTA и GAP, которые также полагаются на алгоритм Smith and Waterman. Данные программы легко использовать со штрафными параметрами, рекомендованными производителем и описанными в Wisconsin Sequence Analysis Package, на который ссылались выше. Например, процент идентичности конкретной нуклеотидной последовательности с референтной последовательностью может быть определен с применением алгоритма гомологии Smith and Waterman с таблицей подсчета штрафов и штрафов за пробел из шести положений нуклеотидов.
Другим способом установления процента идентичности в контексте настоящего изобретения является использование пакета программ MPSRCH, авторские права University of Edinburgh, разработанных Jolm F. Collins and Shane S. Sturrok, и распространяемых IntelliGenetics, Inc. (Mountain View, CA). В данном комплекте пакетов может быть применен алгоритм Smith-Waterman, в котором для таблицы подсчета применяют параметры штрафа (например, штраф 12 за открытие пробела, штраф единица за увеличение пробела и пробел из шести). Полученные данные по количеству «пар» отражают «идентичность последовательностей». В данной области техники обычно известны другие подходящие программы для расчета процента идентичности или сходства между последовательностями, например, другой программой выравнивания является BLAST, применяемая со штрафными параметрами. Например, BLASTN и BLASTP могут быть использованы с применением следующих параметров по умолчанию: генетический код = стандартный; фильтр = нет; цепь = обе; отсекание = 60; ожидаемый = 10; матрикс = BLOSUM62; описания = 50 последовательностей; сортировка с помощью = HIGH SCORE; банки данных = не избыточные, GenBank + EMBL + DDBJ + PDB + GenBank CDS translations + Swiss protein + Spupdate + PIR. Подробности данных программ могут быть найдены по следующему адресу в Интернете: http://www.ncbi.nlm.gov/cgi-bin/BLAST.
Альтернативно, гомология может быть определена с помощью гибридизации полинуклеотидов в условиях, при которых образуются стабильные дуплексы между гомологичными областями, с последующим гидролизом нуклеазой(ами), специфичной(ыми) для одноцепочечных полинуклеотидов, и определением размера гидролизованных фрагментов. Последовательности ДНК, которые являются по существу гомологичными, могут быть идентифицированы в эксперименте по блот-гибридизации по Саузерну, например, в жестких условиях, как определено для данной конкретной системы. Определение подходящих условий гибридизации известно специалистам в данной области техники. См., например, Sambrook et al., выше; DNA Cloning, выше; Nucleic Acid Hybridization, выше.
Под термином «вырожденный вариант» подразумевается полинуклеотид, содержащий изменения в своей нуклеотидной последовательности, которая кодирует полипептид, обладающий той же самой аминокислотной последовательностью, что и пептид, кодируемый полинуклеотидом, из которого произошел вырожденный вариант. Таким образом, вырожденный вариант ДНК E1E2809 представляет собой молекулу с различиями в одном или более оснований в последовательности ДНК, из которой произошла молекула, но которая кодирует ту же самую аминокислотную последовательность E1E2809.
«Кодирующая последовательность» или последовательность, которая «кодирует» выбранный полипептид, представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты, которая транскрибируется (в случае ДНК) и транслируется (в случае мРНК) в полипептид in vitro или in vivo, при помещении под контроль подходящих регуляторных последовательностей. Границы кодирующей последовательности определяют по стартовому кодону на 5'-(амино)-конце и стоп-кодону трансляции на 3'-(карбокси)-конце. Последовательность терминации транскрипции может быть расположена ниже 3'-конца кодирующей последовательности.
Молекула «нуклеиновой кислоты» или «полипептид» может включать как двух-, так и одноцепочечные последовательности и относится, но не ограничивается этим, к кДНК от вирусной, прокариотной или эукариотной мРНК, последовательностям геномной ДНК из вирусной (например, ДНК вирусов и ретровирусов) или прокариотной ДНК и к синтетическим последовательностям ДНК. Термин также охватывает последовательности, которые включают любой из известных аналогов оснований ДНК и РНК.
«Полинуклеотид HCV» представляет собой полинуклеотид, который кодирует полипептид HCV, как определено выше.
«Оперативно связанный» относится к организации элементов, при которой компоненты так описаны и составлены, чтобы выполнять желаемую для них функцию. Таким образом, данный промотор, оперативно связанный с кодирующей последовательностью, способен действовать на экспрессию кодирующей последовательности, когда присутствуют подходящие транскрипционные факторы и т.д. Промотору не обязательно прилегать к кодирующей последовательности, до тех пор, пока он функционирует как направляющий ее экспрессию. Таким образом, например, между промоторной последовательностью и кодирующей последовательностью могут присутствовать промежуточные нетранслируемые, но транскрибируемые последовательности, такие как транскрибируемые интроны, и промоторная последовательность все еще может рассматриваться как «оперативно связанная» с кодирующей последовательностью.
Применяемый здесь термин "рекомбинантный" для описания молекулы нуклеиновой кислоты обозначает полинуклеотид или геномную, кДНК, вирусную, полусинтетическую или синтетическую нуклеиновую кислоту, которая благодаря ее происхождению или обработке не связана со всем полинуклеотидом или его частью, с которым она ассоциирована в естественных условиях. Применяемый здесь термин "рекомбинантный" в отношении белка или полинуклеотида обозначает полипептид, образующийся путем экспрессии рекомбинантного полинуклеотида. В целом интересующий ген клонируют и затем экспрессируют в трансформированных организмах, как дополнительно описано ниже. Организм хозяина экспрессирует чужеродный ген с образованием белка в условиях экспрессии.
Термин "контролирующий элемент" относится к полинуклеотидной последовательности, которая способствует экспрессии кодирующей последовательности, к которой она присоединена. Термин включает промоторы, последовательности терминации транскрипции, расположенные выше регуляторные домены, сигналы полиаденилирования, нетранслируемые области, включая 5'-UTRs и 3'-UTRs, и при необходимости лидирующие последовательности и энхансеры, которые совместно обеспечивают транскрипцию и трансляцию кодирующей последовательности в клетке-хозяине.
Применяемый здесь термин "промотор" представляет собой регуляторную область ДНК, способную связывать РНК-полимеразу в клетке-хозяине и инициировать транскрипцию расположенной ниже (в 3'-направлении) кодирующей последовательности, оперативно с ней связанной. В целях настоящего изобретения промоторная последовательность включает минимальное количество оснований или элементов, необходимых для инициации транскрипции интересующего гена на уровне, определяемом выше фонового. Внутри промоторной последовательности находится сайт инициации транскрипции, а также домены связывания белков (консенсусные последовательности), ответственные за связывание РНК-полимеразы. Промоторы эукариот обычно, но не всегда содержат блоки "TATA" и блоки "CAT".
Контролирующая последовательность "направляет транскрипцию" кодирующей последовательности в клетке, когда РНК-полимераза должна связываться с промоторной последовательностью и транскрибировать кодирующую последовательность в мРНК, которая затем транслируется в полипептид, кодируемый кодирующей последовательностью.
Термин "экспрессионная кассета" или "экспрессионный конструкт" относится к сочетанию, которое способно направлять экспрессию интересующих последовательности(ей) или гена(ов). Экспрессионная кассета включает контролирующие элементы, как описано выше, такие как промотор, которые оперативно связаны с (таким образом, чтобы управлять транскрипцией) интересующими последовательностью(ями) или геном(ами), и часто также включает последовательность полиаденилирования. В определенных вариантах осуществления изобретения описанная здесь экспрессионная кассета может быть включена в плазмидный конструкт. В дополнение к компонентам экспрессионной кассеты, плазмидный конструкт может также включать один или более маркеров селекции, сигнал, который позволяет плазмидному конструкту находиться в виде односпиральной ДНК (например, ориджин репликации М13), по меньшей мере, один сайт множественного клонирования и ориджин репликации у "млекопитающих" (например, ориджин репликации SV40 или аденовируса).
Применяемый здесь термин "трансформация" относится к вставке экзогенного полинуклеотида в клетку-хозяина независимо от способа, применяемого для вставки: например, трансформации путем прямого захвата, трансфекции, инфекции и тому подобного. Конкретные способы трансфекции см. ниже. Экзогенный полинуклеотид может сохраняться в виде не интегрированного вектора, например, эписомы, или альтернативно может быть интегрирован в геном хозяина.
Термин "иммунизация нуклеиновой кислотой" обозначает введение молекулы нуклеиновой кислоты, кодирующей один или более выбранных иммуногенов, таких как E1E2, в клетку-хозяина для экспрессии иммуногена in vivo. Молекула нуклеиновой кислоты может быть введена прямо реципиентному субъекту, например, путем инъекции, ингаляции, пероральным, интраназальным введением или введением через слизистую и тому подобное, или может быть введена ex vivo в клетки, которые были выделены из хозяина. В последнем случае трансформированные клетки вновь вводят субъекту, у которого может быть увеличен иммунный ответ против иммуногена, кодируемого молекулой нуклеиновой кислоты.
Термины "эффективное количество" или "фармацевтически эффективное количество" предлагаемой здесь иммуногенной композиции относятся к нетоксичному, но достаточному количеству композиции, для обеспечения желаемого ответа, такого как иммунный ответ и необязательно соответствующий терапевтический эффект. Точное требуемое количество должно варьироваться от субъекта к субъекту в зависимости от вида, возраста, общего состояния субъекта, тяжести состояния, подвергаемого лечению, и конкретной интересующей макромолекулы, способа введения и тому подобного. Подходящее "эффективное" количество в любом конкретном случае может быть определено специалистом в данной области техники с помощью обычного подбора.
Термин "позвоночный субъект" обозначает любого члена подтипа хордовых, включая без ограничения человека и других приматов, включая отличных от человека приматов, таких как шимпанзе, и других видов человекообразных обезьян и обезьян; сельскохозяйственных животных, таких как крупный рогатый скот, овцы, свиньи, козы и лошади; домашних животных, таких как собаки и кошки; лабораторных животных, включая грызунов, таких как мыши, крысы и морские свинки; птиц, включая домашних, диких и пернатую дичь, таких как куры, индейки и другие куриные птицы, утки, гуси и тому подобное. Термин не указывает на конкретный возраст. Таким образом, охватываются и взрослые, и новорожденные индивидуумы. Описанное здесь изобретение предназначено для применения у любых из указанных выше видов позвоночных, поскольку иммунные системы всех данных позвоночных функционируют сходным образом.
Применяемый здесь термин "лечение" относится либо к (1) предотвращению инфекции или повторной инфекции (профилактике), либо к (2) снижению или снятию симптомов интересующего заболевания (терапии).
2. Способы осуществления изобретения
Перед подробным описанием настоящего изобретения следует понимать, что данное изобретение не ограничивается конкретными составами или параметрами процесса, которые как таковые могут, конечно, меняться. Следует также понимать, что применяемая здесь терминология предназначена лишь для цели описания конкретных вариантов осуществления изобретения и не предназначена для ограничения.
Хотя для осуществления настоящего изобретения может быть применен ряд способов и веществ, сходных или эквивалентных описанным здесь, здесь описаны предпочтительные вещества и способы.
Главным в настоящем изобретении является открытие того, что плазмидная ДНК, кодирующая белок оболочки HCV E1E2, адсорбированная на катионных микрочастицах, индуцирует значительно повышенный ответ антител по сравнению с применением не адсорбированной плазмидной ДНК E1E2. Более того, адсорбированная ДНК индуцирует выявляемые ответы в дозе, на порядок меньшей по сравнению с дозой, необходимой для выработки выявляемых антител под действием не адсорбированной ДНК. Кроме того, индуцированный адсорбированной ДНК ответ антител сопоставим с ответом, достигаемым путем введения белка E1E2, в то время как доставка не адсорбированной ДНК E1E2 едва индуцирует выявляемый ответ. ДНК E1E2, адсорбированная на катионных микрочастицах, более эффективна при прайминге сильных ответов после бустерных иммунизаций рекомбинантным белком по сравнению с одной плазмидной ДНК. Более того, приводимые ниже примеры указывают на способность адсорбированной ДНК E1E2 вызывать клеточный иммунный ответ.
Так, как описано подробнее ниже, субъектам вначале вводят комплексы ДНК, кодирующей E1E2809, адсорбированной на катионных микрочастицах. Субъектов можно поддерживать композициями ДНК, включающими комплексы ДНК, кодирующей E1E2, и/или белковыми композициями, включающими белковые комплексы E1E2. Применяемые для поддержки комплексы E1E2 могут представлять собой либо E1E2809, либо могут быть другими белками E1E2, как описано далее ниже, до тех пор, пока вырабатывается иммунный ответ. Кроме того, описанные выше композиции могут применяться отдельно или в сочетании с другими композициями, такими как композиции, включающие другие белки HCV, композиции, включающие ДНК, кодирующие другие белки HCV, а также композиции, включающие вспомогательные вещества. При применении в сочетании с другими композициями такие композиции можно вводить до, одновременно или после композиций E1E2.
Для дальнейшего понимания изобретения ниже представлено более подробное обсуждение, касающееся E1E2 ДНК и белковых композиций, катионных микрочастиц и дополнительных композиций, для применения в рассматриваемых способах.
Полипептиды и полинуклеотиды E1E2
Комплексы E1E2 включают E1 и E2 полипептиды, связанные посредством либо нековалентных, либо ковалентных связей. Как объяснено выше, полипептид HCV E1 представляет собой гликопротеин, который располагается от приблизительно аминокислоты 192 до аминокислоты 383 (пронумерованных относительно полипротеина HCV-1). См. Choo et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1991) 88:2451-2455. Аминокислоты от приблизительно 173 до приблизительно 191 представляют собой сигнальную последовательность для E1. Полипептид HCV E2 также представляет собой гликопротеин и располагается от приблизительно аминокислоты 383 или 384 до аминокислоты 746 (пронумерованных относительно полипротеина HCV-1). Сигнальный пептид для E2 начинается от приблизительно аминокислоты 364 полипротеина. Таким образом, применяемый здесь термин "полноразмерный" E1 или "не укороченный" E1 относится к полипептидам, которые включают, по меньшей мере, аминокислоты 192-383 полипротеина HCV (пронумерованных относительно HCV-1). В отношении E2 применяемый здесь термин "полноразмерный" или "не укороченный" относится к полипептидам, которые включают, по меньшей мере, аминокислоты от 383 или 384 до аминокислоты 746 полипротеина HCV (пронумерованных относительно HCV-1). Как будет ясно из данного раскрытия, полипептиды E2 для применения в настоящем изобретении могут включать дополнительные аминокислоты из области p7, такие как аминокислоты 747-809.
E2 существует в виде множества видов (Spaete et al., Virol. (1992) 188:819-830; Selby et al., J. Virol. (1996) 70:5177-5182; Grakoui et al., J. Virol. (1993) 67:1385-1395; Tomei et al., J. Virol. (1993) 67:4017-4026), и по N- и C-концам полипептидов E1 и E2 может происходить укорочение и протеолиз. Таким образом, полипептид E2 для применения здесь может включать, по меньшей мере, аминокислоты 405-661, например, 400, 401, 402... до 661, такие как 383 или 384-661, 383 или 384-715, 383 или 384-746, 383 или 384-749, или 383 или 384-809, или от 383 или 384 до любого C-конца между 661-809 полипротеина HCV при нумерации относительно полноразмерного полипротеина HCV-1. Сходным образом, предпочтительные полипептиды E1 для применения здесь могут включать аминокислоты 192-326, 192-330, 192-333, 192-360, 192-363, 192-383 или от 192 до любого C-конца между 326-383, полипротеина HCV.
Комплексы E1E2 могут быть также созданы из иммуногенных фрагментов E1 и E2, которые включают эпитопы, например, фрагменты полипептидов E1 могут включать от приблизительно 5 до приблизительно полноразмерной молекулы, например, 6, 10, 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 185 или более аминокислот полипептида E1, или любое целое число между указанными числами. Сходным образом фрагменты полипептидов E2 могут включать 6, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300 или 350 аминокислот полипептида E2, или любое целое число между указанными числами. Полипептиды E1 и E2 могут происходить либо от одного, либо от разных штаммов HCV.
Например, эпитопы, происходящие от, например, гипервариабельной области E2, такой как область, охватывающая аминокислоты 384-410 или 390-410, могут включаться в полипептид E2. Особенно эффективным эпитопом E2 для включения в последовательность E2 является такой, который включает консенсусную последовательность, берущую начало от данной области, такую как консенсусная последовательность Gly-Ser-Ala-Ala-Arg-Thr-Thr-Ser-Gly-Phe-Val-Ser-Leu-Phe-Ala-Pro-Gly-Ala-Lys-Gln-Asn, которая представляет собой консенсусную последовательность для аминокислот 390-410 генома HCV типа 1. Известны и описаны дополнительные эпитопы E1 и E2, например, в Chien et al., международная публикация № WO 93/00365.
Более того, полипептиды E1 и E2 комплекса могут совсем не содержать или не содержать часть пронизывающего мембрану домена. Последовательность для мембранного заякоривания функционирует для связи полипептида с эндоплазматическим ретикулумом. Обычно такие полипептиды способны секретироваться в среду роста, в которой культивируется организм, экспрессирующий белок. Однако, как описано в международной публикации № WO 98/50556, такие полипептиды могут также открываться внутриклеточно. Секреция в среду роста легко определяется с помощью ряда способов выявления, включая, например, электрофорез в полиакриламидном геле и тому подобное, и иммунологические способы, такие как тесты иммунопреципитации, как описано, например, в международной публикации № WO 96/04301, опубликованной 15 февраля 1996 г. Что касается E1, то обычно полипептиды, оканчивающиеся на аминокислоте приблизительно в положении 370 или более (на основе нумерации E1 HCV-1), обычно задерживаются ER и, следовательно, не секретируются в среду роста. Что касается E2, то полипептиды, оканчивающиеся на аминокислоте приблизительно в положении 731 или более (также на основе нумерации последовательности E2 HCV-1), обычно задерживаются ER и не секретируются. (См., например, международную публикацию № WO 96/04301, опубликованную 15 февраля 1996 г.). Следует отметить, что данные положения аминокислот не являются абсолютными и в некоторой степени могут варьироваться. Так, в настоящем изобретении рассматривается применение полипептидов E1 и E2, которые сохраняют трансмембранные связывающие домены, а также полипептидов, которые лишены всего или части трансмембранного связывающего домена, включая полипептиды E1, заканчивающиеся на приблизительно аминокислотах 369 или менее, и полипептиды E2, заканчивающиеся на приблизительно аминокислотах 730 или менее, и они предназначены для охвата настоящим изобретением. Более того, C-концевое укорочение может простираться за пределы пронизывающего мембрану трансмембранного домена в направлении N-конца. Так, например, укорочения E1, имеющие место в положениях ниже, например, 360, и укорочения E2, имеющие место в положениях ниже, например, 715, также охватываются настоящим изобретением. Все, что необходимо, это чтобы укороченные полипептиды E1 и E2 оставались функциональными в предназначенной для них цели. Однако особенно предпочтительными укороченными конструктами E1 являются те, которые не выходят за рамки аминокислоты приблизительно 300. Наиболее предпочтительными являются те, которые заканчиваются в положении 360. Предпочтительными укороченными конструктами E2 являются те с укорочениями по С-концу, которые не выходят за рамки аминокислоты приблизительно в положении 715. Особенно предпочтительными укорочениями E2 являются те молекулы, которые укорочены после любой из аминокислот 715-730, например, 725. При применении укороченных молекул предпочтительно применение молекул E1 и E2, обе из которых укорочены.
Полипептиды E1 и E2 и их комплексы могут также присутствовать как асиалогликопротеины. Такие асиалогликопротеины продуцируются с помощью способов, известных в данной области техники, таких как с помощью применения клеток, в которых блокировано концевое гликозилирование. Когда данные белки экспрессируются в таких клетках и выделяются с помощью GNA лектиновой аффинной хроматографии, белки E1 и E2 агрегируют спонтанно. Подробные способы получения данных агрегатов E1E2 описаны, например, в патенте США № 6074852.
Более того, комплексы E1E2 могут включать гетерогенную смесь молекул, обусловленную укорочением и протеолитическим расщеплением, как описано выше. Таким образом, композиция, включающая комплексы E1E2, может включать множественные виды E1E2, такие как E1E2, оканчивающийся на аминокислоту 746 (E1E2746), E1E2, оканчивающийся на аминокислоту 809 (E1E2809), или любые другие описанные здесь различные молекулы E1 и E2, такие как молекулы E2 с укорочениями на С-конце от 1-20 аминокислот, такими как виды E2, начинающиеся с аминокислоты 387, аминокислоты 402, аминокислоты 403 и т.д.
Следует отметить, что для удобства области E1 и E2 обычно определяются по номеру аминокислоты относительно полипротеина, кодируемого геномом HCV-1a, как описано в Choo et al. (1991) Proc Natl Acad Sci USA 88:2451, с инициаторным метионином, обозначаемым как положение 1. Однако полипептиды для применения в настоящем изобретении не ограничиваются теми, которые происходят из последовательности HCV-1a. Любой штамм или изолят HCV может служить в качестве основы для обеспечения иммуногенными последовательностями для применения в изобретении. В данном отношении соответствующие области в другом изоляте HCV могут быть легко определены с помощью выравнивания последовательностей из двух изолятов таким образом, чтобы довести последовательности до максимального выравнивания.
В данной области техники известны различные штаммы и изоляты HCV, которые отличаются один от другого изменениями в нуклеотидной и аминокислотной последовательностях. Например, изолят HCV J1.1 описан в Kubo et al. (1989) Japan. Nucl. Acids Res. 17:10367-10372; Takeuchi et al. (1990) Gene 91:287-291; Takeuchi et al. (1990) J. Gen. Virol. 71:3027-3033; и Takeuchi et al. (1990) Nucl. Acids Res. 18:4626. Полные кодирующие последовательности двух независимых изолятов, HCV-J и BK, описаны Kato et al., (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:9524-9528 и Takamizawa et al., (1991) J. Virol. 65:1105-1113, соответственно. Изоляты HCV-1 описаны Choo et al. (1990) Brit. Med. Bull. 46:423-441; Choo et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:2451-2455 и Han et al.(1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:1711-1715. Изоляты HCV HC-J1 и HC-J4 описаны в Okamoto et al. (1991) Japan J. Exp. Med. 60:167-177. Изоляты HCV HCT 18, HCT 23, Th, HCT 27, EC1 и EC10 описаны в Weiner et al.(1991) Virol. 180:842-848. Изоляты HCV Pt-1, HCV-K1 и HCV-K2 описаны в Enomoto et al. (1990) Biochem. Biophys. Res. Commun. 170:1021-1025. Изоляты HCV A, C, D и E описаны в Tsukiyama-Kohara et al. (1991) Virus Genes 5:243-254. Полинуклеотиды и полипептиды HCV E1E2 для применения в композициях и способах изобретения могут быть получены из любых из указанных выше штаммов HCV или из вновь открытых изолятов, выделенных из тканей или жидкостей инфицированных больных.
Если желательна доставка комплексов E1E2 в виде белков (например, для усиления иммунного ответа), такие комплексы E1E2 легко получить рекомбинантным способом, либо в виде гибридных белков, либо, например, котрансфецируя клетки-хозяева конструктами, кодирующими интересующие пептиды E1 и E2. Котрансфекция может быть осуществлена либо в транс-, либо в цис-положениях, т.е. с помощью применения отдельных векторов или с помощью применения одного вектора, который несет гены как E1, так и E2. Если она осуществляется с применением одного вектора, оба гена могут управляться одним набором контролирующих элементов или, альтернативно, гены могут присутствовать в векторе в виде индивидуальных экспрессионных кассет, управляемых индивидуальными контролирующими элементами. После экспрессии белки E1 и E2 будут спонтанно ассоциироваться. Альтернативно, комплексы могут быть образованы путем смешивания вместе индивидуальных белков, которые были получены отдельно, либо в очищенной, либо в полуочищенной форме, или даже путем смешивания культуральных сред, в которых культивировались клетки-хозяева, экспрессирующие белки, если белки секретируются. Наконец, комплексы E1E2 настоящего изобретения могут экспрессироваться в виде гибридного белка, в котором желаемая часть E1 соединена с желаемой частью E2.
Способы получения комплексов E1E2 из полноразмерных, укороченных белков E1 и E2, которые секретируются в среды, а также укороченных белков, продуцируемых внутри клетки, известны в данной области техники. Например, такие комплексы могут быть получены рекомбинантным способом, как описано в патенте США № 6121020; Ralston et al., J Virol. (1993) 67:6753-6761, Grakoui et al., J. Virol. (1993) 67:1385-1395; и Lanford et al., Virology (1993) 197:225-235.
Таким образом, полинуклеотиды, кодирующие полипептиды E1 и E2 HCV, для применения в настоящем изобретении могут быть созданы с применением стандартных способов молекулярной биологии. Например, полинуклеотидные последовательности, кодирующие описанные выше молекулы, могут быть получены с применением рекомбинантных способов, таких как скрининг кДНК и геномных библиотек клеток, экспрессирующих ген, или с помощью управления геном из вектора, известного как включающий его. Более того, желаемый ген может быть выделен прямо из молекул вирусных нуклеиновых кислот с применением способов, описанных в данной области техники, таких как описанные в Houghton et al., патент США № 5350671. Интересующий ген может быть также получен синтетически, скорее, чем клонированием. Могут быть созданы молекулы с подходящими кодонами для конкретной последовательности. Затем собирается полная последовательность из перекрывающихся олигонуклеотидов, полученных с помощью стандартных способов и объединенных в полную кодирующую последовательность. См., например, Edge (1981) Nature 292:756; Nambair et al. (1984) Science 223:1299; и Jay et al. (1984) J. Biol. Chem. 259:6311.
Таким образом, нуклеотидные последовательности могут быть получены из векторов, несущих желаемые последовательности, или путем синтеза полностью или частично с применением различных способов олигонуклеотидного синтеза, известных в данной области техники, таких как способы сайт-направленного мутагенеза и полимеразной цепной реакции (ПЦР), что где подходит. См., например, Sambrook, выше. В частности, одним способом получения нуклеотидных последовательностей, кодирующих желаемые последовательности, является отжиг комплементарных наборов перекрывающихся синтетических олигонуклеотидов, полученных в обычном автоматическом синтезаторе полинуклеотидов с последующим лигированием с помощью подходящей ДНК-лигазы и амплификации лигированной нуклеотидной последовательности с помощью ПЦР. См., например, Jayaraman et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:4084-4088. Кроме того, для получения молекул, имеющих измененную или увеличенную антигенсвязывающую способность и иммуногенность, могут быть применены олигонуклеотид-направленный синтез (Jones et al. (1986) Nature 54:75-82), олигонуклеотид-направленный мутагенез предсуществующих областей нуклеотидов (Riechmann et al. (1988) Nature 332:323-327 и Verhoeyen et al. (1988) Science 239:1534-1536) и ферментативное заполнение пропущенных олигонуклеотидов с применением ДНК-полимеразы T4 (Queen et al. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:10029-10033).
После получения или выделения кодирующих последовательностей такие последовательности могут быть клонированы в любом подходящем векторе или репликоне. Специалистам в данной области техники известно множество клонирующих векторов и отбор подходящего клонирующего вектора является делом выбора. Подходящие векторы включают, но не ограничиваются этим, плазмиды, фаги, транспозоны, космиды, хромосомы или вирусы, которые способны к репликации при связывании с подходящими контролирующими элементами.
Кодирующую последовательность затем помещают под контроль подходящих контролирующих элементов, зависящих от системы, которая была выбрана для экспрессии. Таким образом, кодирующая последовательность может быть помещена под контроль промотора, рибосом-связывающего сайта (для бактериальной экспрессии) и, необязательно, оператора, так, чтобы интересующая последовательность ДНК транскрибировалась в РНК подходящим трансформантом. Кодирующая последовательность может содержать или может не содержать сигнальный пептид или лидирующую последовательность, которая может быть потом удалена хозяином в течение посттрансляционного процессинга. См., например, патенты США № 4431739; 4425437; 4338397.
В дополнение к контролирующим последовательностям может быть желательным добавление регуляторных последовательностей, которые позволяют регулировать экспрессию последовательностей относительно роста клетки-хозяина. Регуляторные последовательности известны специалистам в данной области техники и примеры включают те, которые вызывают включение или выключение экспрессии гена в ответ на химический или физический стимул, включая присутствие регуляторного соединения. В векторе могут также присутствовать другие типы регуляторных элементов. Например, энхансерные элементы могут быть здесь использованы для увеличения уровней экспрессии конструктов. Примеры включают SV40 ранний генный энхансер (Dijkema et al. (1985) EMBO J. 4:761), энхансер/промотор, происходящий от длинного концевого повтора (LTR) вируса саркомы (Gorman et al. (1982) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79:6777), и элементы, происходящие от CMV человека (Boshart et al. (1985) Cell 41:521), такие как элементы, включающие последовательность интрона A CMV (патент США № 5688688). Экспрессионная кассета может дополнительно включать ориджин репликации для автономной репликации в подходящей клетке-хозяине, один или более селектируемых маркеров, один или более сайтов рестрикции, потенциал для большого числа копий и сильный промотор.
Экспрессионный вектор конструируют так, чтобы конкретная кодирующая последовательность располагалась в векторе с подходящими регуляторными последовательностями, причем расположение и ориентация кодирующей последовательности в отношении контролирующих последовательностей является таковым, что кодирующая последовательность транскрибируется под «контролем» контролирующих последовательностей (т.е. РНК-полимераза, которая связывается с молекулой ДНК у контролирующих последовательностей, транскрибирует кодирующую последовательность). Для достижения данного конца может быть желательна модификация последовательностей, кодирующих интересующую молекулу. Например, в некоторых случаях может быть необходимо модифицировать последовательность так, чтобы она могла быть присоединена к контролирующим последовательностям в определенной ориентации; т.е. для поддержания рамки считывания. Контролирующие последовательности и другие регуляторные последовательности могут быть лигированы с кодирующей последовательностью перед вставкой в вектор. Альтернативно, кодирующая последовательность может быть клонирована прямо в экспрессионном векторе, который уже содержит контролирующие последовательности и подходящий сайт рестрикции.
Как объяснено выше, может быть также желательно получить мутанты или аналоги интересующего полипептида. Мутанты или аналоги полипептидов HCV для применения в целевых композициях могут быть получены путем делеции части последовательности, кодирующей интересующий полипептид, путем вставки последовательности и/или путем замены одного или более нуклеотидов в последовательности. Способы модификации нуклеотидных последовательностей, такие как сайт-направленный мутагенез и тому подобное хорошо известны специалистам в данной области техники. См., например, Sambrook et al., выше; Kunkel, T. A. (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1985) 82:448; Geisselsoder et al. (1987) BioTechniques 5:786; Zoller and Smith (1983) Methods Enzymol. 100:468; Dalbie-McFarland et al. (1982) Proc. Natl. Acad. Sci USA 79:6409.
Молекулы могут экспрессироваться в широком разнообразии систем, включая экспрессионные системы насекомых, млекопитающих, бактерий, вирусов и дрожжей, все они хорошо известны в данной области техники. Например, экспрессионные системы клеток насекомых, такие как бакуловирусные системы, хорошо известны специалистам в данной области техники и описаны, например, в Summers and Smith, Texas Agricultural Experiment Station Bulletin № 1555 (1987). Материалы и способы для экспрессионных систем бакуловирус/клетки насекомых имеются в продаже в форме набора, среди прочего, у Invitrogen, San Diego CA («MaxBac» kit). Сходно, экспрессионные системы бактерий и клеток млекопитающих хорошо известны в данной области техники и описаны, например, в Sambrook et al., выше. Экспрессионные системы дрожжей также хорошо известны в данной области техники и описаны, например, в Yeast Genetic Engineering (Barr et al., eds., 1989) Butterworths, London.
Ряд подходящих клеток-хозяев для применения с такими системами также известен. Например, в данной области техники известны линии клеток млекопитающих, и они включают иммортализованные клеточные линии, доступные от Американской коллекции типов культур (ATCC), такие как, но не ограничиваясь этим, клетки яичников китайского хомячка (CHO), клетки HeLa, клетки почек детенышей хомячка (BHK), клетки почек обезьян (COS), клетки почек эмбриона человека, клетки гепатоклеточной карциномы человека (например, Hep G2), клетки почек быка Madin-Darby («MDBK»), а также другие. Сходно, бактериальные хозяева, такие как E. coli, Bacillus subtilis и Streptococcus spp., должны находить применение в настоящих экспрессионных конструктах. Хозяева-дрожжи, пригодные в настоящем изобретении, включают среди прочего Saccharomyces cerevisiae, Candida albicans, Candida maltosa, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces fragilis, Kluyveromyces lactis, Pichia guillerimondii, Pichia pastoris, Schizosaccharomyces pombe и Yarrowia lipolytica. Клетки насекомых для применения с бакуловирусными экспрессионными векторами включают среди прочего Aedes aegypti, Autographa californica, Bombyx mori, Drosophila melanogaster, Spodoptera frugiperda и Trichoplusia ni.
Молекулы нуклеиновых кислот, включающие интересующие нуклеотидные последовательности, могут быть стабильно интегрированы в геном клетки-хозяина или поддерживаться в стабильном эписомальном элементе в подходящей клетке-хозяине при применении различных способов доставки генов, хорошо известных в данной области техники. См., например, патент США № 5399346.
В зависимости от экспрессионной системы и выбранного хозяина молекулы продуцируются растущими клетками-хозяевами, трансформированными экспрессионным вектором, описанным выше, в условиях, с помощью которых белок экспрессируется. Экспрессированный белок затем выделяется из клеток-хозяев и очищается. Если экспрессионная система секретирует белок в ростовые среды, продукт может быть очищен прямо из среды. Если он не секретируется, он может быть выделен из клеточных лизатов. Выбор подходящих условий роста и способов выделения хорошо известен в данной области техники.
Указанные выше способы рекомбинантной продукции могут быть использованы для получения других полипептидов, таких как другие полипептиды HCV, описанные ниже, для введения с композициями E1E2.
Микрочастицы
Как было объяснено выше, E1E2809 ДНК адсорбируют на катионных микрочастицах перед доставкой. Более того, микрочастицы могут быть применены для доставки других белковых иммуногенов HCV, а также кодирующей их ДНК. Например, микрочастицы, катионные, анионные или незаряженные, могут быть также применены в композициях для поддержания иммунного ответа, например, для последующей доставки либо E1E2 ДНК, либо E1E2 белка или для доставки дополнительных иммуногенов. При применении для доставки белковых иммуногенов, иммуноген может быть захвачен внутрь или адсорбирован на микрочастице.
Применяемый здесь термин «микрочастица» относится к частице диаметром от приблизительно 100 нм до приблизительно 150 мкм, более предпочтительно диаметром от приблизительно 200 нм до приблизительно 30 мкм, и наиболее предпочтительно диаметром от приблизительно 500 нм до приблизительно 10 мкм. Предпочтительно, чтобы микрочастица имела диаметр, который допускает парентеральное введение без закупоривающих игл и капилляров. Размер микрочастиц легко определяется способами, хорошо известными в данной области техники, такими как фотонная корреляционная спектроскопия, лазерная дифрактометрия и/или сканирующая электронная микроскопия.
Применяемые здесь микрочастицы должны быть образованы из веществ, которые являются стерилизуемыми, нетоксичными и биодеградируемыми. Такие вещества включают, но не ограничиваются этим, поли(α-гидроксикислоту), полигидроксимасляную кислоту, поликапролактон, полиортоэфир, полиангидрид, поливиниловый спирт и этиленвинилацетат. Предпочтительно, чтобы микрочастицы для применения в настоящем изобретении брали начало от поли(α-гидроксикислоты), в частности, от поли(лактида) ("PLA") (см., например, патент США № 3773919) или сополимера D,L-лактида и гликолида или гликолевой кислоты, такого как поли(D,L-лактид-со-гликолид) ("PLG" или "PLGA") (см., например, патент США № 4767628), или сополимера D,L-лактида и капролактона. Микрочастицы могут брать начало от любых различных исходных веществ с различной молекулярной массой и, в случае сополимеров, таких как PLG, с различными соотношениями лактид:гликолид, отбор которых по большей части представляет собой дело выбора, который частично зависит от желаемой дозы полипептида и заболевания, подлежащего лечению. Данные параметры обсуждаются более подробно ниже. Биодеградируемые полимеры для получения микрочастиц, пригодных в данном изобретении, имеются в свободной продаже от, например, Boehringer Ingelheim, Germany и Birmingham Polymers, Inc., Birmingham, AL.
Особенно предпочтительными полимерами для применения здесь являются полимеры PLA и PLG. Данные полимеры доступны при различных молекулярных массах, и подходящая молекулярная масса для обеспечения желаемой скорости высвобождения исследуемого полинуклеотида или полипептида легко определяется специалистом в данной области техники. Так, например, для PLA подходящая молекулярная масса должна находиться в диапазоне от приблизительно 2000 до 250000. Для PLG подходящая молекулярная масса должна обычно варьировать от приблизительно 10000 до приблизительно 200000, предпочтительно от приблизительно 15000 до приблизительно 150000 и наиболее предпочтительно от приблизительно 50000 до приблизительно 100000.
Если сополимер, такой как PLG, применяют для образования микрочастиц, применение здесь может найти множество отношений лактид:гликолид, и отношение является главным образом предметом выбора, зависящим отчасти от желаемой скорости деградации. Например, полимер PLG 50:50, содержащий 50% D,L-лактида и 50% гликолида, должен обеспечивать быстрый распад сополимера, тогда как PLG 75:25 деградирует медленнее, а 85:15 и 90:10 даже еще медленнее из-за увеличения лактидного компонента. Вполне очевидно, что подходящее соотношение лактид:гликолид легко определяется специалистом в данной области техники на основании природы подлежащего лечению заболевания. Более того, в составах должны найти применение смеси микрочастиц с различными отношениями лактид:гликолид для достижения желаемой кинетики высвобождения. Сополимеры PLG с различным соотношением лактид:гликолид и молекулярной массой легко доступны от ряда коммерческих источников, включая Boehringer Ingelheim, Germany и Birmingham Polymers, Inc., Birmingham, AL. Данные полимеры могут быть также синтезированы простой поликонденсацией компонента молочной кислоты с помощью способов, хорошо известных в данной области техники, таких как описанные в Tabata et al., J. Biomed. Mater. Res. (1988) 22:837-858.
Обычно микрочастицы, применяемые для доставки E1E2 ДНК (или других ДНК, кодирующих другие иммуногены HCV и тому подобное), получают так, чтобы ДНК адсорбировалась на поверхности. Для доставки белка антиген может быть либо включен внутрь, либо адсорбирован. В данной области техники известно несколько способов получения таких микрочастиц. Например, для получения микрочастиц здесь могут быть применены способы двойной эмульсии/выпаривания растворителя, такие как описанные в патенте США № 3523907 и Ogawa et al., Chem. Pharm. Bull. (1988) 36:1095-1103. Данные способы включают образование первичной эмульсии, состоящей из капелек раствора полимера, которую затем смешивают с непрерывной водной фазой, содержащей стабилизатор/поверхностно-активное вещество частиц.
Более конкретно, для образования микрочастиц может быть применена система выпаривания растворителя вода в масле в воде (в/м/в), как описано O'Hagan et al., Vaccine (1993) 11:965-969 и Jeffery et al., Pharm. Res. (1993) 10:362. При данном способе конкретный полимер соединяют с органическим растворителем, таким как этилацетат, диметилхлорид (называемый также метиленхлоридом и дихлорметаном), ацетонитрил, ацетон, хлороформ и тому подобным. Полимер должен быть введен в количестве приблизительно 2-15%, более предпочтительно в количестве приблизительно 4-10% и наиболее предпочтительно в виде 6% раствора в органическом растворителе. Раствор полимера эмульгируют с применением, например, гомогенизатора. Эмульсию затем соединяют с большим объемом водного раствора стабилизатора эмульсии, такого как поливиниловый спирт (PVA) или поливинилпирролидон. Стабилизатор эмульсии обычно вносят в виде приблизительно 2-15% раствора, более обычно - приблизительно 4-10% раствора. Смесь затем гомогенизируют для получения стабильной в/м/в двойной эмульсии. После этого органические растворители выпаривают.
Параметры препарата могут быть изменены для обеспечения получения маленьких (<5 мкм) и больших (>30 мкм) микрочастиц. См., например, Jeffery et al., Pharm. Res. (1993) 10:362-368; McGee et al., J. Microencap. (1996). Например, сниженное перемешивание дает более крупные микрочастицы, что происходит и при увеличении объема внутренней фазы. Малые частицы получают с помощью малых объемов водной фазы при высоких концентрациях PVA. Микрочастицы могут быть образованы с применением распыления-сушки и коацервации, как описано, например, в Thomasin et al., J. Controlled Release (1996) 41:131; патенте США № 2800457; Masters, K. (1976) Spray Drying 2nd Ed. Wiley, New York; способами покрытия в воздушной суспензии, такими как смазывание форм и покрытие Вюрстера, Hall et al., (1980) The "Wurster Process" in Controlled Release Technologies: Methods, Theory, and Applications (A. F. Kydonieus, ed.), Vol. 2, pp. 133-154 CRC Press, Boca Raton, Florida и Deasy, P. B., Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst. (1988) S(2):99-139; и ионной желатинизации, как описано, например, Lim et al., Science (1980) 210:908-910.
Размер частиц может быть определен, например, с помощью светового лазерного рассеивания с применением, например, спектрофотометра, включающего гелий-неоновый лазер. Обычно размер частиц определяют при комнатной температуре, и его определение включает множественный анализ исследуемого образца (например, 5-10 раз) для получения средней величины диаметра частиц. Размер частиц также легко определить с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM).
Перед применением микрочастиц может быть определено содержание ДНК или белка (например, количество ДНК или белка, адсорбированное микрочастицей или захваченное внутрь), так что для вызова подходящего иммунологического ответа субъекту может быть введено подходящее количество микрочастиц. Содержание ДНК и белка в микрочастицах может быть определено в соответствии со способами, известными в данной области техники, такими как разрушение микрочастиц и экстракция захваченных или адсорбированных молекул. Например, микрочастицы могут быть растворены в диметилхлориде, и агент экстрагирован дистиллированной водой, как описано, например, в Cohen et al., Pharm. Res. (1991) 8:713; Eldridge et al., Infect. Immun. (1991) 59:2978; и Eldridge et al., J. Controlled Release (1990) 11:205. Альтернативно, микрочастицы могут быть диспергированы в 0,1 М NaOH, содержащем 5% (масс./об.) ДДС-Na. Образец перемешивают, центрифугируют, и супернатант анализируют на содержание конкретного агента с применением соответствующего теста. См., например, O'Hahan et al., Int. J. Pharm. (1994) 103:37-45.
Частицы должны предпочтительно включать от приблизительно 0,05% до приблизительно 40% (мас./мас.) ДНК или полипептида, например, от 0,1% до 30%, например, 0,5%…1%…1,5%…2% и т.д. до 25% (мас./мас.), и даже более предпочтительно от приблизительно 0,5%-4% до приблизительно 18-20% (мас./мас.). Загрузка микрочастиц ДНК или полипептидом должна зависеть от желаемой дозы и подлежащего лечению состояния, как обсуждается подробнее ниже.
После получения микрочастицы можно хранить как таковые или после замораживания-сушки для последующего применения. Для адсорбции ДНК и/или белка на микрочастицах препарат микрочастиц просто смешивают с интересующей молекулой, и полученный состав может быть снова лиофилизован перед применением. Обычно для целей настоящего изобретения приблизительно от 1 мкг до 100 мг ДНК, например от 10 мкг до 5 мг или от 100 мкг до 500 мкг, например, 1…5…10…20…30…40…50…60…100 мкг и так далее, вплоть до 500 мкг, и любое целое число в пределах данных диапазонов должно быть адсорбировано описанными здесь микрочастицами.
Один предпочтительный способ адсорбции макромолекул на полученных микрочастицах описан в международной публикации № WO 00/050006. Вкратце, микрочастицы вновь гидратируют и диспергируют до по существу однородной суспензии микрочастиц с применением диализуемых анионных или катионных поверхностно-активных веществ. Подходящие поверхностно-активные вещества включают, но не ограничиваются этим, любые из различных N-метилглюкамидов (известных как MEGAs), таких как гептаноил-N-метилглюкамид (MEGA-7), октаноил-N-метилглюкамид (MEGA-8), нонаноил-N-метилглюкамид (MEGA-9) и деканоил-N-метилглюкамид (MEGA-10); холевую кислоту; холат натрия; дезоксихолевую кислоту; дезоксихолат натрия; таурохолевую кислоту; таурохолат натрия; тауродезоксихолевую кислоту; тауродезоксихолат натрия; 3-[(3-холамидопропил)диметиламмонио]-1-пропансульфонат (CHAPS); 3-[(3-холамидопропил)диметиламмонио]-2-гидрокси-1-пропансульфонат (CHAPSO); n-додецил-N,N-диметил-3-аммонио-1-пропансульфонат (ZWITTERGENT 3-12); N,N-бис-(3-D-глюконамидопропил)-дезоксихоламид (DEOXY-BIGCHAP); B-октилглюкозид; монолаурат сахарозы; гликохолевая кислота/гликохолат натрия; лауросаркозин (натриевая соль); гликодезоксихолевая кислота/гликодезоксихолат натрия; додецилсульфат натрия (ДДС-Na); 3-(триметилсилил)-1-пропансульфокислота (DSS); цетримид (CTAB, главным компонентом которого является бромид гексадецилтриметиламмония); бромид гексадецилтриметиламмония; бромид додецилтриметиламмония; бромид гексадецилтриметиламмония; бромид тетрадецилтриметиламмония; бромид бензилдиметилдодециламмония; хлорид бензилдиметилгексадециламмония и бромид бензилдиметилтетрадециламмония. Указанные выше поверхностно-активные вещества имеются в продаже от, например, Sigma Chemical Co., St. Louis, MO. Различные катионные липиды, известные в данной области техники, также могут быть применены в качестве детергентов. См. Balasubramaniam et al., 1996, Gene Ther., 3:163-72 и Gao, X., and L. Huang. 1995, Gene Ther., 2:7110-722.
Смесь микрочастицы/поверхностно-активное вещество затем физически перемалывают, например, с помощью керамической ступки и пестика, до образования однородной кашицы. Затем добавляют подходящий водный буфер, такой, как забуференный фосфатом солевой раствор (ЗФР) или забуференный трис'ом солевой раствор, и полученную смесь озвучивают или гомогенизируют до полного суспендирования микрочастиц. Затем к суспензии микрочастиц добавляют интересующую макромолекулу, такую как E1E2 ДНК или полипептид, и систему диализуют для удаления поверхностно-активного вещества. Систему полимерных микрочастиц и поверхностно-активного вещества предпочтительно выбирают так, чтобы интересующая макромолекула адсорбировалась на поверхности микрочастицы при сохранении активности макромолекулы. Полученные микрочастицы, содержащие адсорбированную на поверхности макромолекулу, могут быть отмыты от несвязанной макромолекулы и сохранены в виде суспензии в подходящем буферном составе или лиофилизованы с подходящими наполнителями, как описано далее ниже.
Микрочастицы получают в присутствии заряженных поверхностно-активных веществ, таких как анионные или катионные поверхностно-активные вещества, с получением микрочастиц с зарядом на поверхности, обладающих суммарно отрицательным или суммарно положительным зарядом. Данные микрочастицы могут адсорбировать большее количество разнообразных молекул. Например, микрочастицы, полученные с анионными поверхностно-активными веществами, такими как додецилсульфат натрия (ДДС-Na) или 3-(триметилсилил)-1-пропансульфокислота (DSS), т.е. микрочастицы PLG/ДДС-Na или PLG/DSS, адсорбируют положительно заряженные иммуногены, такие как белки, и называются здесь "анионными". Сходным образом, микрочастицы, полученные с катионными поверхностно-активными веществами, такими как CTAB, т.е. микрочастицы PLG/CTAB адсорбируют отрицательно заряженные макромолекулы, такие как ДНК, и называются здесь "катионными".
Другие полипептиды и полинуклеотиды HCV
Как объяснено выше, в способах по настоящему изобретению могут применяться другие композиции, включающие антигены HCV или ДНК, кодирующие такие антигены. Такие композиции могут доставляться до, после или одновременно с композициями E1E2809 ДНК, а также до, после или одновременно с композициями для поддержания иммунного ответа, в случае их применения.
Геном вируса гепатита C обычно содержит единственную открытую рамку считывания из приблизительно 9600 нуклеотидов, которая транскрибируется в полипротеин. Полноразмерная последовательность полипротеина раскрыта в европейской публикации № 388232 и патенте США № 6150087. Как показано в таблице 1 и на фиг.1, полипротеин HCV после расщепления дает, по меньшей мере, десять различных продуктов, в порядке NH2-основа-E1-E2-p7-NS2-NS3-NS4a-NS4b-NS5a-NS5b-COOH. Полипептид основы находится в положении 1-191 в нумерации относительно HCV-1 (см. Choo et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:2451-2455 для генома HCV-1). Данный полипептид подвергается дополнительному процессингу с образованием полипептида HCV с аминокислотами приблизительно 1-173. Полипептиды оболочки, E1 и E2, находятся в положениях приблизительно 192-383 и 384-746, соответственно. Домен p7 находится в положении приблизительно 747-809. NS2 представляет собой интегральный мембранный белок с протеолитической активностью и находится в положении приблизительно 810-1026 полипротеина. NS2 либо самостоятельно, либо в сочетании с NS3 (находящемся в положении приблизительно 1027-1657) расщепляет связь NS2-NS3, что в свою очередь дает N-конец NS3 и высвобождает большой полипротеин, который включает активность и сериновой протеазы, и РНК-геликазы. NS3 протеаза, находящаяся в положении приблизительно 1027-1207, обеспечивает процессинг оставшегося полипротеина. Геликазная активность находится в положении приблизительно 1193-1657. Завершение созревания полипротеина инициируется аутокаталитическим расщеплением связи NS3-NS4a, катализируемым сериновой протеазой NS3. Последующее опосредуемое NS3 расщепление полипротеина HCV, по-видимому, включает узнавание расщепляемых мест соединения полипротеина молекулой NS3 другого полипептида. В данных реакциях NS3 высвобождает кофактор NS3 (NS4a, находящийся в положении приблизительно 1658-1711), два белка (NS4b, находящийся в положении приблизительно 1712-1972, и NS5a, находящийся в положении приблизительно 1973-2420) и РНК-зависимую РНК-полимеразу (NS5b, находящуюся в положении приблизительно 2421-3011).
Последовательности описанных выше продуктов полипротеина HCV, кодирующей его ДНК и происходящих от него иммуногенных полипептидов, известны (см., например, патент США № 5350671). Например, был описан ряд общих и специфических иммуногенных полипептидов, берущих начало от полипротеина HCV. См., например, Houghton et al., Европейские публ. № 318216 и 388232; Choo et al. Science (1989) 244:359-362; Kuo et al. Science (1989) 244:362-364; Houghton et al. Hepatology (1991) 14:381-388; Chien et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1992) 89:10011-10015; Chien et al. J. Gastroent. Hepatol. (1993) 8:S33-39; Chien et al., Международная публ. № WO 93/00365; Chien, D.Y., Международная публ. № WO 94/01778. Данные публикации дают широкую основу по HCV в целом, а также по получению и применению иммунологических реагентов полипептидов HCV.
В настоящем изобретении могут быть применены любой желаемый иммуногенный полипептид HCV или кодирующая его ДНК. Например, в рассматриваемых композициях и способах должны найти применение полипептиды HCV, происходящие из области основы, такие как полипептиды, происходящие из области, находящейся между аминокислотами 1-191; аминокислотами 10-53; аминокислотами 10-45; аминокислотами 67-88; аминокислотами 86-100; 81-130; аминокислотами 121-135; аминокислотами 120-130; аминокислотами 121-170, и любые идентифицированные в основе эпитопы, например, Houghton et al., Патент США № 5350671; Chien et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1992) 89:10011-10015; Chien et al. J. Gastroent. Hepatol. (1993) 8:S33-39; Chien et al., Международная публ. № WO 93/00365; Chien, D.Y., Международная публ. № WO 94/01778 и патент США № 6150087.
Кроме того, здесь должны найти применение также полипептиды, происходящие из неструктурных областей вируса. Была описана область NS3/4a полипротеина HCV, и аминокислотная последовательность и структура белка в целом были раскрыты в Yao et al. Structure (November 1999) 7:1353-1363. См. также Dasmahapatra et al., патент США № 5843752. Как объяснено выше, в рассматриваемых составах может быть применена либо природная последовательность, либо иммуногенные аналоги. И Dasmahapatra et al., патент США № 5843752, и Zhang et al., патент США № 5990276 описывают аналоги NS3/4a и способы их получения.
Более того, полипептиды для применения в рассматриваемых композициях и способы могут происходить из области NS3 полипротеина HCV. Известен ряд таких полипептидов, включая, но не ограничиваясь этим, полипептиды, происходящие из областей c33c и c100, а также гибридные белки, включающие эпитоп NS3, такие как c25. Данные и другие полипептиды NS3 пригодны в настоящих композициях и известны в данной области техники, и описаны, например, в Houghton et al, патент США № 5350671; Chien et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1992) 89:10011-10015; Chien et al. J. Gastroent. Hepatol. (1993) 8:S33-39; Chien et al., Международная публ. № WO 93/00365; Chien, D.Y., Международная публ. № WO 94/01778; и патенте США № 6150087.
Кроме того, в рассматриваемых композициях могут быть применены гибридные антигены с множественными эпитопами (называемые "MEFAs"), как описано, например, в патентах США № 6514731 и 6428792. Такие MEFAs включают множественные эпитопы, берущие начало от двух или более различных областей вируса. Эпитопы предпочтительно берутся от более чем одного штамма HCV, что обеспечивает дополнительную способность к защите от множественных штаммов HCV в одной вакцине. Как объяснено выше, для удобства различные области HCV были определены в отношении нумерации аминокислот относительно полипротеина, кодируемого геномом HCV-1a, как описано в Choo et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:2451, при обозначении инициирующего метионина положением 1. Однако полипептиды и полинуклеотиды HCV для применения в настоящем изобретении не ограничиваются берущими начало от последовательности HCV-1a, и в качестве основы для получения антигенных последовательностей для применения в изобретении может служить любой штамм или изолят HCV, как подробно объяснено выше.
Указанные выше полинуклеотиды и пептиды могут быть получены с помощью способов рекомбинантного получения, описанного выше для полипептидов и полинуклеотидов E1E2.
Иммуногенные композиции и введение
А. Композиции
После получения полинуклеотиды, полипептиды или другие иммуногены E1E2 могут быть представлены в иммуногенных композициях, например, в профилактических (т.е. для профилактики инфекции) или терапевтических (для лечения HCV после инфекции) композициях вакцины. Композиции должны обычно включать один или более «фармацевтически приемлемые наполнители или носители», такие как вода, солевой раствор, глицерин, этанол и т.д. Кроме того, в таких носителях могут присутствовать вспомогательные вещества, такие как смачивающие или эмульгирующие агенты, буферирующие pH вещества и тому подобное.
Необязательно присутствует носитель, например, в белковых композициях, применяемых для поддержки иммунного ответа на ДНК E1E2809. Носители представляют собой молекулы, которые сами по себе не индуцируют образование антител, вредных для индивидуума, получающего композицию. Подходящие носители обычно являются крупными, медленно метаболизируемыми макромолекулами, такими как белки, полисахариды, полимеры молочной кислоты, полигликолевые кислоты, полимерные аминокислоты, сополимеры аминокислот, агрегаты липидов (такие как масляные капельки или липосомы) и неактивные вирусные частицы. Такие носители хорошо известны специалистам в данной области техники. Более того, иммуногенный полипептид может быть конъюгирован с бактериальным токсоидом, таким как токсоид дифтерии, столбняка, холеры и т.д.
В композициях могут также находиться адъюванты для повышения иммунного ответа, такие как, но не ограничиваясь этим: (1) соли алюминия (квасцы), такие как гидроксид алюминия, фосфат алюминия, сульфат алюминия и т.д.; (2) составы эмульсии масла в воде (при наличии или без других специфических иммуностимулирующих агентов, таких как мурамиловые пептиды (см. ниже) или компоненты стенки бактериальной клетки), таких как, например, (a) MF59 (публ. PCT № WO 90/14837; патенты США № 6299884 и 6451325), содержащий 5% сквалена, 0,5% твина 80 и 0,5% Span 85 (необязательно содержащий различное количество MTP-PE), составленный в субмикронные частицы с помощью микрофлуидизатора, такого как микрофлуидизатор Model 110Y (Microfluidics, Newton, MA), (b) SAF, содержащий 10% сквалена, 0,4% твина 80, 5% pluronic блок-сополимера L121 и thr-MDP (см. ниже), либо распыленный микрофлуидизатором в субмикронную эмульсию, либо перемешанный для получения эмульсии с частицами большего размера, и (c) адъювантная система RibiTM (RAS) (Ribi Immunochem, Hamilton, MT), содержащая 2% сквалена, 0,2% твина 80 и один или более компонентов стенки бактериальной клетки из группы, состоящей из монофосфорилипида A (MPL), димиколата трегалозы (TDM) и скелета клеточной стенки (CWS), предпочтительно MPL + CWS (DetoxTM); (3) могут быть применены сапониновые адъюванты, такие как QS21 или StimulonTM (Cambridge Bioscience, Worcester, MA), или полученные из них частицы, такие как ISCOMs (иммуностимулирующие комплексы), причем ISCOMs могут не содержать дополнительного поверхностно-активного вещества (см., например, Международную публикацию № WO 00/07621); (4) полный адъювант Фрейнда (CFA) и неполный адъювант Фрейнда (IFA); (5) цитокины, такие как интерлейкины, такие как ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-7, ИЛ-12 и т.д. (см., например, Международную публикацию № WO 99/44636), интерфероны, такие как интерферон гамма, колоние-стимулирующий фактор макрофагов (M-CSF), фактор некроза опухолей (TNF) и т.д.; (6) детоксицированные мутанты бактериального АДФ-рибозилирующего токсина, такого как холерный токсин (CT), коклюшный токсин (PT) или термолабильный токсин E. coli (LT), в особенности LT-K63 (в котором аминокислота дикого типа в положении 63 заменена лизином), LT-R72 (в котором аминокислота дикого типа в положении 72 заменена аргинином), CT-S109 (в котором аминокислота дикого типа в положении 109 заменена серином) и PT-K9/G129 (в котором аминокислота дикого типа в положении 9 заменена лизином и в положении 129 заменена глицином) (см., например, Международные публикации № WO 93/13202 и WO 92/19265); (7) монофосфорильный липид A (MPL) или 3-O-деацилированный MPL (3dMPL) (см., например, GB 2220221; EPA 0689454), необязательно по существу в отсутствие квасцов (см., например, Международную публикацию № WO 00/56358); (8) сочетания 3dMPL, например, с QS21 и/или эмульсиями масла в воде (см., например, EPA 0835318; EPA 0735898; EPA 0761231); (9) полиоксиэтиленовый простой эфир или полиоксиэтиленовый сложный эфир (см., например, Международную публикацию № WO 99/52549); (10) сапонин и иммуностимулирующий олигонуклеотид, такой как олигонуклеотид CpG (см., например, Международную публикацию № WO 00/62800); (11) иммуностимулирующий агент и частицу соли металла (см., например, Международную публикацию № WO 00/23105); (12) сапонин и эмульсия масла в воде (см., например, Международную публикацию № WO 99/11241); (13) сапонин (например, QS21) + 3dMPL + ИЛ-12 (необязательно + стерол) (см., например, Международную публикацию № WO 98/57659); и (14) вещества, которые действуют в качестве иммуностимулирующих агентов, для повышения эффективности композиции.
Мурамиловые пептиды включают, но не ограничиваются этим, N-ацетил-мурамил-L-треонил-D-изоглутамин (thr-MDP), N-ацетил-нормурамил-L-аланил-D-изоглутамин (нор-MDP), N-ацетил-мурамил-L-аланил-D-изоглутаминил-L-аланин-2-(1'-2'-дипальмитоил-sn-глицеро-3-гидроксифосфорилокси)-этиламин (MTP-PE) и т.д.
Особенно предпочтительными адъювантами для применения в композициях являются субмикронные эмульсии масла в воде. Предпочтительными применяемыми здесь субмикронными эмульсиями масла в воде являются эмульсии сквален/вода, необязательно содержащие различное количество MTP-PE, такие как субмикронные эмульсии масла в воде, содержащие 4-5% масс./об. сквалена, 0,25-1,0% масс./об. твина 80TM (моноолеата полиоксиэтиленсорбита) и/или 0,25-1,0% масс./об. Span 85TM (триолеата сорбита) и необязательно N-ацетилмурамил-L-аланил-D-изоглутамил-L-аланин-2-(1'-2'-дипальмитоил-sn-глицеро-3-гидроксифосфорилокси)-этиламина (MTP-PE), например, субмикронную эмульсию масла в воде, известную как "MF59" (Международная публикация № WO 90/14837; патенты США № 6299884 и 6451325; и Ott et al., "MF59 - Design and Evaluation of a Safe and Potent Adjuvant for Human Vaccines" in Vaccine Design: The Subunit and Adjuvant Approach (Powell, M.F. and Newman, M.J. eds.) Plenum Press, New York, 1995, pp. 277-296). MF59 содержит 4-5% масс./об. сквалена (например, 4,3%), 0,25-0,5% масс./об. твина 80TM и 0,5% масс./об. Span 85TM и необязательно содержит различные количества MTP-PE, составленные в субмикронных частицах с помощью микрофлуидизатора, такого как микрофлуидизатор Model 110Y (Microfluidics, Newton, MA). Например, MTP-PE может присутствовать в количестве приблизительно 0-500 мкг/дозу, более предпочтительно 0-250 мкг/дозу и наиболее предпочтительно 0-100 мкг/дозу. Применяемый здесь термин "MF59-0" относится к указанной выше субмикронной эмульсии масла в воде, не содержащей MTP-PE, тогда как термин MF59-MTP обозначает состав, который содержит MTP-PE. Например, "MF59-100" содержит 100 мкг MTP-PE на дозу и так далее. MF69, другая применяемая здесь субмикронная эмульсия масла в воде, содержит 4,3% масс./об. сквалена, 0,25% масс./об. твин 80TM и 0,75% масс./об. Span 85TM и необязательно MTP-PE. Еще одной субмикронной эмульсией масла в воде является MF75, известная также как SAF, содержащая 10% сквалена, 0,4% твин 80TM, 5% pluronic блок-сополимера L121 и thr-MDP, также подвергнутая микрофлуидизации в субмикронную эмульсию. MF75-MTP обозначает состав MF75, который включает MTP, например, от 100-400 мкг MTP-PE на дозу.
Субмикронные эмульсии масла в воде, способы их получения и иммуностимулирующие агенты, такие как мурамиловые пептиды, для применения в композициях описаны подробно в Международной публикации № WO 90/14837 и патентах США № 6299884 и 6451325.
Другими предпочтительными агентами для включения в рассматриваемые композиции являются иммуностимулирующие молекулы, такие как иммуностимулирующие последовательности нуклеиновой кислоты (ISS), включая, но не ограничиваясь этим, неметилированные мотивы CpG, такие как олигонуклеотиды CpG.
Было показано, что олигонуклеотиды, содержащие неметилированные мотивы CpG, индуцируют активацию B-клеток, NK-клеток и антиген-презентирующих клеток (APCs), таких как моноциты и макрофаги. См., например, патент США № 6207646. Так, адъюванты, берущие начало от семейства молекул CpG, динуклеотидов CpG и синтетических олигонуклеотидов, которые включают мотивы CpG (см., например, Krieg et al. Nature (1995) 374:546 и Davis et al. J. Immunol. (1998) 160:870-876), такие, как любые из различных иммуностимулирующих олигонуклеотидов CpG, раскрытых в патенте США № 6207646, могут быть применены в рассматриваемых способах и композициях. Такие CpG олигонуклеотиды обычно включают, по меньшей мере, от 8 до приблизительно 100 пар оснований, предпочтительно от 8 до приблизительно 40 пар оснований, более предпочтительно 15-35 пар оснований, предпочтительно 15-25 пар оснований и любое количество пар оснований между данными величинами. Например, в качестве иммуностимулирующих CpG молекул обычно находят применение олигонуклеотиды, включающие консенсусный CpG мотив, представленный формулой 5'-X1CGX2-3', где X1 и X2 представляют собой нуклеотиды, а C неметилирован. Обычно X1 представляет собой A, G или T, а X2 представляет собой C или T. Другие пригодные CpG молекулы включают те, которые охватываются формулой 5'-X1X2CGX3X4, где X1 и X2 представляют собой последовательность, такую как GpT, GpG, GpA, ApA, ApT, ApG, CpT, CpA, CpG, TpA, TpT или TpG, а X3 и X4 представляют собой TpT, CpT, ApT, ApG, CpG, TpC, ApC, CpC, TpA, ApA, GpT, CpA или TpG, где "p" обозначает фосфатную связь. Предпочтительно, чтобы олигонуклеотиды не включали последовательность GCG на 5'- и/или на 3'-концах или рядом с ними. Кроме того, предпочтительно, чтобы CpG соседствовал своим 5'-концом с двумя пуринами (предпочтительно динуклеотидом GpA) или пурином и пиримидином (предпочтительно GpT), а своим 3'-концом соседствовал с двумя пиримидинами, предпочтительно динуклеотидом TpT или TpC. Таким образом, предпочтительные молекулы должны включать последовательность GACGTT, GACGTC, GTCGTT или GTCGCT, и к данным последовательностям должны примыкать несколько дополнительных нуклеотидов. Нуклеотиды за пределами данной области центрального ядра, по-видимому, очень изменчивы.
Более того, применяемые здесь CpG олигонуклеотиды могут быть двух- и одноцепочечными. Двухцепочечные молекулы более стабильны in vivo, тогда как одноцепочечные молекулы проявляют повышенную иммунную активность. Кроме того, фосфатный остов может быть модифицирован, как, например, модифицированный фосфородитиоатом, для повышения иммуностимулирующей активности CpG молекулы. Как описано в патенте США № 6207646, молекулы CpG с фосфородитиоатными остовами предпочтительно активируют B-клетки, тогда как содержащие фосфодиэфирные остовы предпочтительно активируют моноцитные (макрофаги, дендритные клетки и моноциты) и NK-клетки.
CpG молекулы могут быть легко протестированы на их способность стимулировать иммунный ответ с помощью стандартных способов, хорошо известных в данной области техники. Например, способность молекулы стимулировать гуморальный и/или клеточный иммунный ответ легко определяется с помощью иммуноанализов, описанных выше. Более того, иммуногенные композиции можно вводить в присутствии и в отсутствие молекулы CpG для определения того, увеличивается ли иммунный ответ.
Композиции для применения в изобретении должны включать терапевтически эффективное количество ДНК, кодирующей комплексы E1E2 (или терапевтически эффективное количество белка) и при необходимости любой другой из упомянутых выше компонентов. «Терапевтически эффективное количество» обозначает количество белка или кодирующей его ДНК, которое должно индуцировать иммунологический ответ, предпочтительно профилактический иммунный ответ у индивидуума, которому его вводят. Такой ответ обычно должен приводить к развитию у субъекта, опосредуемого антителами, и/или секреторного или клеточного иммунного ответа на композицию. Обычно такой ответ включает, но не ограничивается этим, один или более из следующих ответов; образование антител любого иммунологического класса, таких как иммуноглобулины A, D, E, G или M; пролиферацию B- и T-лимфоцитов; обеспечение сигналов активации, роста и дифференцировки для иммунных клеток; экспансию популяций хелперных T-клеток, супрессорных T-клеток и/или цитотоксических T-клеток и/или γδT-клеток.
Композиции E1E2 белка, например, применяемые для поддержания иммунного ответа после введения E1E2809 ДНК, могут включать смеси одного или более комплексов E1E2, таких как комплексы E1E2, берущие начало от более чем одного вирусного изолята, а также дополнительные антигены HCV. Более того, как объяснено выше, комплексы E1E2 могут присутствовать в виде гетерогенной смеси молекул из-за разрезания и протеолитического расщепления. Так, композиция, включающая комплексы E1E2, может включать множественные формы E1E2, такие как E1E2, оканчивающийся на аминокислоте 746 (E1E2746), E1E2, оканчивающийся на аминокислоте 809 (E1E2809), или любые из других разнообразных молекул E1 и E2, описанных здесь, такие как молекулы E2 с укороченными N-концами от 1-20 аминокислот, такие как формы E1, начинающиеся с аминокислоты 387, аминокислоты 402, аминокислоты 403 и т.д.
Композиции (и ДНК, и белка) можно вводить в сочетании с другими антигенами и иммунорегулирующими агентами, например, иммуноглобулинами, цитокинами, лимфокинами и хемокинами, включая, но не ограничиваясь этим, цитокины, такие как ИЛ-2, модифицированный ИЛ-2 (замена cys125 на ser125), GM-CSF, ИЛ-12, γ-интерферон, IP-10, MIP1β, FLP-3, рибавирин и RANTES.
В. Введение
Обычно иммуногенные композиции (и ДНК, и белка) получают в форме для инъекции, либо в виде жидких растворов или суспензий; могут быть также получены твердые формы, пригодные для растворения или суспендирования в жидких носителях перед инъекцией. Таким образом после составления композиции традиционно вводят парентерально, например, путем инъекции подкожно или внутримышечно. Дополнительные составы, пригодные для других способов введения, включают пероральные и легочные составы, суппозитории и составы для чрезкожного нанесения. Лечебная дозировка может представлять собой схему однократной дозы или схему множественных доз. Предпочтительно, чтобы эффективное количество было достаточным для обеспечения лечения или профилактики симптомов заболевания. Точное количество по необходимости наряду с другими факторами должно варьировать в зависимости от подлежащего лечению субъекта; возраста и общего состояния подлежащего лечению индивидуума; способности иммунной системы индивидуума синтезировать антитела; степени желаемой защиты; тяжести подлежащего лечению состояния; конкретной выбранной макромолекулы и способа ее введения. Подходящее эффективное количество может быть легко определено специалистом в данной области техники. «Терапевтически эффективное количество» должно находиться в относительно широком диапазоне, который может быть определен посредством обычных испытаний с применением моделей in vitro и in vivo, известных в данной области техники. Количество E1E2 ДНК и полипептидов, примененное в примерах ниже, служит общим ориентиром, который может быть применен для оптимизации индукции антител против E1, E2 и/или E1E2.
Например, крупному млекопитающему, такому как примат, например, бабуин, шимпанзе или человек, иммуноген предпочтительно вводят внутримышечно. Количество E1E2 ДНК, адсорбированной на катионных микрочастицах, обычно должно составлять приблизительно от 1 мкг до 500 мг ДНК, например, от 5 мкг до 100 мг ДНК, например, от 10 мкг до 50 мг или от 100 мкг до 5 мг, например, от 20…30…40…50…60…100…200 мкг и так далее до 500 мкг ДНК и любое целое число между указанными границами. Экспрессионные конструкты E1E2 настоящего изобретения вводят с применением стандартных протоколов доставки генов. Способы доставки генов известны в данной области техники. См., например, патенты США № 5399346, 5580859, 5589466. E1E2809 ДНК может быть доставлена либо прямо позвоночному субъекту, либо, альтернативно, доставлена ex vivo, в клетки, полученные от субъекта и вновь имплантированные субъекту.
Введение ДНК, кодирующей E1E2 полипептиды, может вызывать клеточный иммунный ответ и/или титр антител против E1, E2 и/или E1E2 у млекопитающего, который продолжается, по меньшей мере, в течение 1 недели, 2 недель, 1 месяца, 2 месяцев, 3 месяцев, 4 месяцев, 6 месяцев, 1 года или дольше. E1E2 ДНК можно также вводить для получения ответа памяти. Если такой ответ достигается, титры антител могут падать со временем, однако экспозиция с вирусом HCV или иммуногеном приводит к быстрой индукции антител, например, в течение всего нескольких дней. Необязательно титры антител могут поддерживаться у млекопитающего введением одной или более бустерных инъекций E1E2 полипептидов, как объяснено выше, через 2 недели, 1 месяц, 2 месяца, 3 месяца, 4 месяца, 5 месяцев, 6 месяцев, 1 год или более после первичной инъекции.
Предпочтительно, чтобы вызывался титр антител, по меньшей мере, 10, 100, 150, 175, 200, 300, 400, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 5000, 10000, 20000, 30000, 40000, 50000 (геометрическое среднее титра) или выше или любое число между указанными титрами, определенными с помощью стандартного иммуноанализа, такого, как иммуноанализ, описанный в примерах ниже. См., например, Chien et al., Lancet (1993) 342:933 и Chien et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1992) 89:10011.
Для поддержки E1E2 белком обычно от приблизительно 0,1 мкг до приблизительно 5,0 мг иммуногена должно быть доставлено на дозу или любое количество между указанными границами, например, от 0,5 мкг до приблизительно 10 мг, от 1 мкг до приблизительно 2 мг, от 2,5 мкг до приблизительно 250 мкг, от 4 мкг до приблизительно 200 мкг, например, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10…20…30…40…50…60…70…80…90…100 и т.д. мкг на дозу. Иммуноген можно вводить либо млекопитающему, которое не инфицировано HCV, либо инфицированному HCV млекопитающему.
Депозиты штаммов, пригодных для осуществления изобретения
Депозит биологически чистых культур следующих штаммов был создан с Американской коллекцией клеточных культур, 10801 University Boulevard, Manassas, VA. Указанный номер регистрации был присвоен после успешного тестирования жизнеспособности и уплаты необходимых сборов, осуществленных по условиям Будапештского соглашения по международному признанию депозита микроорганизмов, с целью процедуры патентования и соответствующих положений (Будапештское соглашение). Это гарантирует поддержание жизнеспособных культур на протяжении тридцати (30) лет с момента вложения. Организмы должны быть сделаны ATCC доступными в терминах Будапештского соглашения, которое гарантирует постоянную и неограниченную доступность потомства для лица, определенного уполномоченным по патентам и торговым маркам США, как имеющего на это право согласно 35 U.S.C. §122 и соответствующих ему правил для уполномоченных (включая 37 C.F.R. §1.12 с особой ссылкой на 886 OG 638). После предоставления патента все ограничения на публичную доступность депонированных культур должны быть безвозвратно сняты.
Данные депозиты предоставляются только в качестве услуги для специалистов в данной области техники и не допускают того, чтобы депозит запрашивался по U.S.C. §112. Последовательности нуклеиновых кислот данных генов, а также аминокислотные последовательности кодируемых ими молекул являются регулирующими в случае любого конфликта с представленным здесь описанием. Для изготовления, применения или продажи депонированных материалов может быть запрошена лицензия, но такая лицензия настоящим не предоставляется.
2. Экспериментальная часть
Ниже представлены примеры конкретных вариантов осуществления для реализации настоящего изобретения. Примеры предназначены только для целей иллюстрации и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения каким-либо образом.
Были предприняты усилия для обеспечения точности применяемых чисел (например, количества, температуры и т.д.), но, конечно, следует допускать определенную ошибку и отклонение в экспериментах.
Материалы и способы
Ферменты приобретали из коммерческих источников и применяли в соответствии с указаниями производителей.
При выделении фрагментов ДНК, исключая отмеченные случаи, все манипуляции с ДНК производили в соответствии со стандартными процедурами. См. Sambrook et al., выше. Ферменты рестрикции, T4 ДНК-лигазу, E. coli, ДНК-полимеразу II, фрагмент Кленова и другие биологические реагенты получали из коммерческих источников и применяли в соответствии с указаниями производителей. Фрагменты двуспиральной ДНК разделяли в агарозных гелях.
Источники химических реагентов обычно включают Sigma Chemical Company, St. Louis, MO; Alrich, Milwaukee, WI; Roche Molecular Biochemicals, Indianapolis, IN.
Конструирование плазмид
Плазмиду pCMVtpaE1E2p7 (6275 п.н.) конструировали клонированием HCV-1, кодирующего аминокислотные остатки с 192 по 809 с расположенной выше сигнальной последовательностью тканевого активатора плазминогена (tpa) в экспрессионный вектор pnewCMV-II. Вектор pnewCMV-II представляет собой клонирующий вектор на основе pUC19, включающий следующие элементы: старт репликации SV40, энхансер/промотор CMV человека, интрон CMV человека, лидирующую последовательность тканевого активатора плазминогена человека (tPA), поли-A терминатор гормона роста быка и ген устойчивости к ампициллину.
E1E2809 экспрессировали в рекомбинантных клетках CHO, как описано ранее (Spaete et al., Virology (1992) 188:819-830). Антиген E1E2 экстрагировали из клеток CHO детергентом тритоном X-100. Антиген E1E2 очищали с помощью хроматографии на Galanthus nivalis lectin агарозе (Vector Laboratories, Burlingame, Calif.) и быстрой катионообменной хроматографии на S-сефарозе (Pharmacia). Адъювант масло в воде MF59 был получен Chiron Vaccines, Marburg и был ранее подробно описан (Ott et al., "MF59 - Design and Evaluation of a Safe and Potent Adjuvant for Human Vaccines" in Vaccine Design: The Subunit and Adjuvant Approach (Powell, M.F. and Newman, M.J. eds.) Plenum Press, New York, 1995, pp. 277-296).
Для CTL тестов Chiron Mimotopes Pty. Ltd. (Clayton, Australia) было синтезировано пятьдесят четыре пептида (каждый длиной 20 аминокислот с перекрытием 10 аминокислот), охватывающих белки E1 и E2 (аминокислоты 192-809) HCV-1a, со свободными аминами N-концов и свободными кислотами C-концов. Лиофилизованные пептиды ресуспендировали в 10% ДМСО в воде и затем каждый разбавляли до 2 мг/мл. С использованием равных объемов каждого пептида было приготовлено 2 пула 27 пептидов: пул 1 (аминокислоты 192-470) и пул 2 (аминокислоты 461-740). Рекомбинантный вирус оспы (VV), экспрессирующий аминокислоты HCV-1a 134-966 (Sc59 E12C/B), получали описанными ранее способами (Choo et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1994) 91:1294-1298). Для ИФА применяли планшеты U96-Nunc Maxisorp (Nalgene Nunc International, Rochester, NY), конъюгат HRP с IgG козы против мыши (Caltag Laboratories, Burlingame, CA) и TMB Microwell Peroxidase Substrate System (Kirkegaard & Perry Laboratories, Gaithersburg, MD).
Сополимер полилактид-гликолид (RG 504, отношение мономеров лактид:гликолид 50:50) получали от Boehringer Ingelheim, США. CTAB получали от Sigma Chemical Co., St. Louis, США и использовали сразу после доставки. Микрочастицы PLG/CTAB получали путем способа упаривания растворителя по существу, как описано ранее (Singh et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2000) 97:811-816; Briones et al., Pharm. Res. (2001) 18:709-712). Плазмиду HCV E1E2 адсорбировали на микрочастицы путем инкубации 100 мг микрочастиц с 200 мкг/мл раствором ДНК в 1X буфере TE при легком перемешивании при 4°С в течение 12 часов. Микрочастицы затем отделяли центрифугированием с последующим лиофилизированием. Количество адсорбированной ДНК определяли гидролизом микрочастиц PLG. Распределение микрочастиц по размеру определяли с помощью анализатора размера частиц (Malvern Instruments, Malvern, U.K.). Электрокинетический потенциал измеряли на DELSA 440 SX Zetasizer (Coulter Corp. Miami, FL).
ПРИМЕР 1
Иммунизация мышей с помощью ДНК E1E2, адсорбированной на катионных микрочастицах
Для определения иммуногенности плазмидной ДНК E1E2809, адсорбированной на катионных микрочастицах, было проведено три исследования. В первом исследовании группы из 10 самок мышей линии CB6F1 в возрасте 6-8 недель и массой приблизительно 20-25 г иммунизировали плазмидной ДНК E1E2809 или PLG/CTAB/E1E2809ДНК (10 и 100 мкг) на 0 и 28 дни. Составы инъецировали в солевом растворе TA путем в две задние лапы (50 мкл на сайт) каждого животного. У мышей брали кровь на 42 день через ретроорбитальное сплетение и отделяли сыворотку. Специфичные в отношении HCV E1E2 титры сывороточного IgG измеряли с помощью ИФА.
Во втором исследовании иммунизацию 1 и 10 мкг PLG/CTAB/E1E2809ДНК сравнивали с иммунизацией 2 мкг рекомбинантного белка E1E2809 в MF59 на 0 и 28 дни в группах из 10 мышей в каждой. Дополнительную группу мышей иммунизировали 10 мкг плазмидной ДНК E1E2809 для сравнения, и сыворотку отделяли для анализа на 42 день.
В третьем исследовании на мышах сравнивали иммунные ответы, вызванные плазмидной ДНК E1E2809, PLG/CTAB/E1E2809ДНК и примированием ДНК/бустерным введением белка. Исходную иммунизацию производили плазмидной ДНК E1E2809 (10 мкг), PLG/CTAB/E1E2809ДНК (10 мкг) или 5 мкг белка E1E2809 в MF59. Кроме того, две дополнительные группы мышей получали две дозы либо PLG/CTAB/E1E2809ДНК, либо плазмидной ДНК E1E2809 (10 мкг), и обе группы подвергались третьей бустерной иммунизации, состоящей из однократной дозы белка E1E2809 (5 мкг) в MF59. Все группы животных иммунизировали три раза с интервалом четыре недели, и на 70 день собирали сыворотку.
Ответ антител против HCV E1E2 у мышей измеряли с помощью ИФА в сыворотке, собранной через две недели после каждой иммунизации. Планшеты для микротитрования покрывали 200 мкл очищенного HCV E1E2809 в концентрации 0,625 мкг/мл в течение ночи при 4°С. Покрытые лунки блокировали в течение 1 час при 37°С 300 мкл 1% БСА в забуференном фосфатом физиологическом растворе (ЗФР). Планшеты промывали пять раз буфером для промывки (ЗФР, 0,3% твин-20), осушали и сушили. Образцы сыворотки и стандарт сыворотки исходно разводили в блокирующем буфере и затем переносили в покрытые, блокированные планшеты, в которых образцы последовательно разводили трехкратно тем же буфером. После 1-часовой инкубации при 37°С планшеты промывали. Для определения общего титра IgG применяли конъюгированный с пероксидазой хрена козий IgG, специфичный против гамма цепи мыши (Caltag Laboratories, Inc.). После 1-часовой инкубации при 37°С планшеты промывали для удаления несвязанных антител. Для проявления планшет применяли субстрат OPD, и цветную реакцию блокировали через 30 минут добавлением 4 н HCl. Титры антител IgG выражали в виде чисел, обратных разведению образцов, при которых оптическая плотность разбавленного образца равнялась 0,5 при 492 и 620 нм.
В первом исследовании значительно повышенный ответ IgG антител сыворотки на E1E2 индуцировался адсорбцией плазмидной ДНК E1E2809 на микрочастицах PLG/CTAB по сравнению с иммунизацией только плазмидной ДНК E1E2809 при обеих дозах (10 и 100 мкг ДНК). Кроме того, было ясно, что доза 10 мкг E1E2809 была ниже порога дозы, необходимой для индукции выявляемого ответа. Напротив, PLG/CTAB/E1E2809ДНК индуцировала сильный ответ в дозе 10 мкг (фиг.3).
Второе исследование подтвердило способность PLG/CTAB/E1E2809ДНК индуцировать значительно усиленный ответ по сравнению с одной плазмидной ДНК E1E2809 в дозе 10 мкг, а также показало, что PLG/CTAB/E1E2809ДНК не индуцирует сильный ответ в дозе 1 мкг. Кроме того, данное исследование показало, что PLG/CTAB/E1E2809ДНК (10 мкг) индуцирует ответ, сопоставимый с ответом на 2 мкг белка E1E2809, усиленного MF59 (фиг.4).
Третье исследование подтвердило и расширило наблюдения предшествующих исследований. PLG/CTAB/E1E2809ДНК была значительно эффективнее по сравнению с одной плазмидной ДНК E1E2809 в дозе 10 мкг после двух или трех доз и была сопоставима с иммунизацией 5 мкг белка E1E2809 в MF59 после двух или трех доз. Кроме того, хотя три дозы 10 мкг плазмидной ДНК E1E2809 не вызывали выявляемого эффекта, две дозы PLG/CTAB/E1E2809ДНК (10 мкг) индуцировали сильный ответ (фиг.5). Более того, две дозы PLG/CTAB/E1E2809ДНК (10 мкг) обеспечивали примирование для сильного ответа на последующую бустерную иммунизацию белком E1E2809 в MF59, тогда как одна плазмидная ДНК E1E2809 (10 мкг) была менее эффективна в режиме примирования. Кроме того, три дозы PLG/CTAB/E1E2809ДНК (10 мкг) имели ту же эффективность, что и две дозы PLG/CTAB/E1E2809ДНК (10 мкг) с последующей однократной бустерной дозой 5 мкг белка E1E2809 в MF59 (фиг.5).
Как показано здесь, плазмида E1E2809 была способна индуцировать выявляемые титры в дозе 100 мкг у мышей. Однако катионные микрочастицы PLG с адсорбированной ДНК E1E2809 были значительно эффективнее, и их эффект был сопоставим с ответом, индуцированным иммунизацией рекомбинантным белком E1E2809, усиленным MF59. Это противоречит предшествующему исследованию с применением плазмиды HCV E2 у мышей (Song et al., J. Virol. (2000) 74:2020-2025). В данном исследовании плазмидная ДНК даже в высокой дозе (100 мкг) была неспособна индуцировать ответ антител, и для индукции сероконверсии требовалась бустерная доза белка. Хотя настоящие результаты находятся в соответствии с предшествующими данными с HIV плазмидами, адсорбированными на микрочастицах PLG (O'Hagan et al., J. Virol. (2001) 75:9037-9043), антиген E1E2809, экспрессируемый применяемой здесь плазмидой, очень сильно отличается от ранее оценивавшихся антигенов в сочетании с PLG. Ранее оцененная плазмида env (Briones et al., Pharm. Res. (2001) 18:709-712; O'Hagan et al., J. Virol. (2001) 75:9037-9043) была оптимизирована по кодонам для экспрессии на высоком уровне в клетках млекопитающих при оптимальной секреции антигена (Widera et al., J. Immunol. (2000) 164:4635-4640), тогда как ранее оцененная плазмида gag (Singh et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2000) 97:811-816; O'Hagan et al., J. Virol. (2001) 75:9037-9043) также была оптимизирована по кодонам и обеспечивает эффективную секрецию из клеток (Zur Megede et al., J. Virol. (2000) 74:2628-2635). Напротив, примененная в настоящих исследованиях плазмида EIE2809 была сконструирована для продукции антигена внутриклеточно (см., например, Международную публикацию № WO 98/50556). Следовательно, неожиданным наблюдением в настоящих исследованиях является способность микрочастиц PLG индуцировать повышенный ответ антител на антиген, который не создан для секреции из клеток.
В третьем исследовании на мышах изучали способность плазмидной ДНК EIE2809 в сравнении с PLG/CTAB/E1E2809ДНК к примированию для сильного ответа антител после бустерной иммунизации рекомбинантным белком EIE2809 в адъюванте MF59. Хотя плазмидная ДНК EIE2809 была способна примировать к бустерному ответу на белок, даже три дозы плазмидной ДНК EIE2809 (10 мкг) в отдельности не могли вызвать первичный ответ. Напротив, две дозы PLG/CTAB/E1E2809ДНК (10 мкг) индуцировали сильный ответ сывороточных антител. Кроме того, PLG/CTAB/E1E2809ДНК была также эффективнее в примировании для бустерного ответа на белок по сравнению с одной плазмидной ДНК EIE2809. Кроме того, было сделано очень неожиданное наблюдение, заключающееся в том, что три дозы PLG/CTAB/E1E2809ДНК были сопоставимы с двумя дозами с последующей бустерной инъекцией белка. В нескольких предшествующих случаях было показано, что ДНК неэффективна в индукции сильного ответа антител, но ответы значительно усиливались бустерным введением белка.
ПРИМЕР 2
Иммунизация макак резус с помощью ДНК E1E2, адсорбированной на катионных микрочастицах
На основании приведенных выше положительных результатов было проведено следующее исследование на приматах. Группы из трех макак резус иммунизировали PLG/CTAB/E1E2809ДНК (1 мг) или 50 мкг белка EIE2809 в MF59 на 0, 4, 8 и 24 неделе. Кроме того, животные получали бустерную инъекцию 40 мкг белка EIE2809 в MF59 на 64 неделе (см. таблицу 2)
Схема иммунизации двух групп из трех макак резус, иммунизированных PLG/CTAB/E1E2
809
ДНК или рекомбинантным белком EIE2
809
в MF59
Ответ антител против HCV E1E2 у макак резус измеряли в соответствии с протоколом, описанным выше. Единственное отличие заключалось в том, что в качестве вторичного антитела использовали козье антитело против резуса (Southern Biotech Association, Inc.).
Периферическую кровь отбирали из бедренной вены при анестезии животных. PBMCs получали после центрифугирования через градиент Ficoll-Hypaque и культивировали в 24-луночных чашках при 5×106 клеток/лунку. 1×106 этих клеток сенситизировали 10 мкМ пептидного пула (состоящего из индивидуальных пептидов) в течение 1 час при 37°С, промывали и добавляли к оставшимся 4×106 необработанных PBMCs в 2 мл культуральной среды (RPMI 1640, 10% инактивированная нагреванием FBS и 1% антибиотиков) с добавкой 10 нг/мл ИЛ-7 (R&D Systems, Minneapolis, MN). Через 48 час к культурам добавляли 5% (конечная концентрация) содержащего ИЛ-2 супернатанта (T-STIM без PHA, Becton Dickinson Biosciences - Discovery Labware, San Jose, CA) и 50 Е/мл (конечная концентрация) рИЛ-2. Культуры подкармливали каждые 3-4 дня. После 10 дней культивирования выделяли CD8+ T клетки с помощью АТ против CD8, связанных с магнитными шариками (Dynal, Oslo, Norway) в соответствии с указаниями производителя. Очищенные клетки CD8+ (чистота >93% по данным проточной цитометрии) культивировали еще 2-3 дня перед тестированием цитотоксической активности. B-LCLs были получены от каждого животного с применением супернатантов продуцирующей Herpesvirus papio линии клеток S394.
Цитотоксическую активность оценивали в стандартном тесте высвобождения 51Cr. Аутологичные B-LCLs инкубировали с 9,25 мг/мл пептидов и 50 мКи 51Cr в течение 1,5 часов, промывали три раза и разносили в 96-луночный планшет в количестве 5×103 клеток/лунку. T-клетки CD8+ разносили при трех соотношениях клеток эффектор/мишень (E:T) в двух параллелях. Эффекторы и мишени инкубировали совместно в течение 4 часов в присутствии 3,75×105 немеченых мишеней на лунку, которые включали для сведения к минимуму лизиса B-LCLs под действием H. papio и/или эндогенных CTLs, специфичных в отношении пенистого вируса. Супернатанты (50 мкл) переносили в Lumaplates (Packard Bioscience, Meriden, CT), и радиоактивность измеряли с помощью сцинтилляционного прибора Wallac Microbeta 1450 (Perkin Elmer, Boston, MA). Процент специфического лизиса рассчитывали как 100 × [(среднее экспериментальное высвобождение - среднее спонтанное высвобождение)/(среднее максимальное высвобождение - среднее спонтанное высвобождение)]. Ответы CTL оценивали как положительные, когда процент специфического лизиса при двух наибольших соотношениях клеток E:T был выше или равен проценту лизиса контрольных мишеней плюс 10 процентов.
Все три резуса, иммунизированных белком EIE2809 в MF59, проявили ответ сывороточного IgG через две недели после второй иммунизации, который был поддержан третьей иммунизацией. Два из трех резусов, иммунизированных PLG/CTAB/E1E2809ДНК, дали ответ через две недели после второй иммунизации, и все трое животных дали ответ после третьей иммунизации. Таким образом, сероконверсия достигалась у всех трех резусов, иммунизированных PLG/CTAB/E1E2809ДНК, после третьей дозы. Не было получено доказательств поддерживающего эффекта третьей дозы у двух прореагировавших животных, хотя поддерживающий эффект наблюдался у всех животных после введения четвертой дозы PLG/CTAB/E1E2809ДНК. Тем не менее, уровень IgG, индуцированный PLG/CTAB/E1E2809ДНК, был обычно ниже ответа, индуцированного белком EIE2809 в MF59, после каждой иммунизации. Однако однократная доза белка EIE2809 вызывала прекрасную поддержку у резусов, предварительно иммунизированных PLG/CTAB/E1E2809ДНК, тогда как доза белка, введенного животным, предварительно иммунизированным четыре раза белком, не индуцировала сходный уровень поддержки. Тем не менее, после пятой иммунизации достигался сопоставимый уровень ответа антител сыворотки в обеих группах животных, которых иммунизировали только белком в MF59 или иммунизировали PLG/CTAB/E1E2809ДНК с последующей бустерной дозой белка EIE2809 в MF59.
Через две недели после четвертой иммунизации PLG/CTAB/E1E2809ДНК у всех животных оценивали ответ CTL из PBMCs. Одно животное (BB227) из трех, иммунизированных PLG/CTAB/E1E2809ДНК, проявило специфичный в отношении пептида CTL ответ (таблица 4). Данное животное (BB227) проявляло наиболее слабый ответ антител и лишь слабо подвергалось сероконверсии после третьей дозы PLG/CTAB/E1E2809ДНК.
В итоге микрочастицы PLG/CTAB/E1E2809ДНК вызывали сероконверсию у 3/3 животных после трех иммунизаций, и ответ поддерживался после четвертой дозы. Хотя была слабая поддержка ответа на ДНК после третьей иммунизации, третья доза действительно индуцировала сероконверсию у одного оставшегося животного, которое до этого не проявляло ответа. Хотя сывороточные ответы IgG, индуцированные PLG/CTAB/E1E2809ДНК, были значительно слабее ответов, индуцированных рекомбинантным белком EIE2809 в MF59, способность PLG/CTAB/E1E2809ДНК индуцировать сероконверсию у макак резусов является и неожиданной, и обнадеживающей, учитывая ранее показанную низкую эффективность вакцин ДНК для индукции ответа антител у приматов даже после больших доз при множественных введениях (Gurunathan et al., Ann. Rev. Immunol. (2000) 18:927-974).
Хотя одна PLG/CTAB/E1E2809ДНК была неспособна индуцировать ответ сывороточного IgG на иммунизацию, сопоставимый с ответом на белок EIE2809 в MF59, однократная бустерная доза белка EIE2809 значительно увеличивала ответ антител у иммунизированных PLG/CTAB/E1E2809ДНК резусов. После однократной бустерной дозы рекомбинантного белка EIE2809 в MF59 группа, получавшая PLG/CTAB/E1E2809ДНК, имела сывороточные титры IgG, сопоставимые с таковыми у резусов, которых иммунизировали только белком EIE2809 в MF59 пять раз. Поскольку E1E2809 образуется в виде внутриклеточного антигенного комплекса (Heile et al., J. Virol. (2000) 74:6885), трудно получить рекомбинантный белок на уровне, необходимом для универсальной HCV вакцины. Таким образом, способность PLG/CTAB/E1E2809ДНК примировать ответ против E1E2, который может быть поддержан однократной дозой белка EIE2809 в MF59, обеспечивает опцию сбережения дозы белка при разработке вакцины. Кроме того, вакцины ДНК могут примировать ответы CTL, что может быть важным для защитного иммунного ответа против HCV. В целом, вакцины на основе белка были неэффективны в индукции ответа CTL у отличных от человека приматов и у человека (Singh and O'Hagan, Nat. Biotechnol. (1999) 17:1075-1081). У одной из трех макак резус, иммунизированных PLG/CTAB/E1E2809ДНК, ответ CTL обнаруживался после четвертой иммунизации. Хотя CTL не оценивали у животных,
иммунизированных EIE2809/MF59, заявители обладают достаточным опытом работы с данным адъювантом для того, чтобы быть уверенными в том, что ответ CTL не вызывался.
Ответы IgG антител сыворотки у макак резус, иммунизированных PLG/CTAB/E1E2
809
ДНК или белком EIE2
809
в MF59
Ответ цитотоксических T лимфоцитов у макак резус, иммунизированных PLG/CTAB/E1E2
809
ДНК, через две недели после четвертой иммунизации. Процент специфического лизиса при различных соотношениях эффекторные клетки/клетки-мишени.
ПРИМЕР 3
Иммунизация шимпанзе ДНК E1E2, адсорбированной на катионных микрочастицах
Группы шимпанзе иммунизировали в каждое бедро, как показано в таблицах 5 и 6, 3 мг (на бедро) следующей смеси плазмид: PLG/CTAB/E1E2809ДНК, PLG/CTAB/HCV NS34a, PLG/CTAB/HCV NS4aNS4b и PLG/CTAB/HCV NS5. Контрольные животные не получали вакцину. На 6 месяц шимпанзе получали контрольное заражение внутривенно 100 CID штамма HCV-H.
Как показано в таблицах, PLG ДНК примировала антитела против E1E2. Кроме того, после контрольного заражения вакцинированные животные становились виремическими, но 4/5 животных, которым вводили PLG/CTAB/E1E2809ДНК, впоследствии выздоравливали и не прогрессировали в сторону состояния носителей, которое у человека сопровождается основными патогенными эффектами HCV. Напротив, из общего количества 14 контролей, получавших контрольное заражение HCV-H, лишь 6/14 были способны освободиться от вирусной инфекции. Эти данные показывают, что E1E2 ДНК, адсорбированная на катионных микрочастицах, оказывает профилактическое действие.
Более того, после контрольного заражения было получено доказательство более быстрого притока специфичных в отношении HCV T клеток в печень животных, которым вводили PLG/CTAB/E1E2809ДНК, по сравнению с контрольными, что таким образом дополнительно демонстрирует эффективность E1E2 ДНК, адсорбированной на катионных микрочастицах.
Таким образом, описаны композиции E1E2809 ДНК и способы их применения. Хотя предпочтительные осуществления рассматриваемого изобретения были описаны достаточно подробно, следует понимать, что могут быть осуществлены очевидные изменения без выхода за пределы духа и объема изобретения, определенного здесь формулой изобретения.
ИФА для титра антител против CHO E1/E2
ИФА для титра антител против CHO E1/E2
Изобретение относится к области биотехнологии, вирусологии и медицины. Композиция включает полинуклеотид, кодирующий иммуноген HCV, представляющий собой комплекс E1E2 с определенной аминокислотной последовательностью, адсорбированный на катионной микрочастице и фармацевтически приемлемый наполнитель. Так же раскрыт способ получения такой композиции и ее применение для стимуляции иммунного ответа у субъекта-позвоночного. Изобретение может быть использовано для иммунизации против гепатита С. 6 н. и 23 з.п. ф-лы, 7 ил., 6 табл.
1. Композиция для стимуляции иммунного ответа у субъекта-позвоночного, состоящая, по существу, из фармацевтически приемлемого наполнителя и полинуклеотида, адсорбированного на катионной микрочастице, где указанный полинуклеотид включает кодирующую последовательность, которая кодирует иммуноген вируса гепатита С (HCV), оперативно связанную с контролирующими элементами, которые направляют транскрипцию и трансляцию указанной кодирующей последовательности in vivo, и дополнительно, где иммуноген HCV представляет собой иммуногенный комплекс Е1Е2 HCV с непрерывной последовательностью аминокислот, имеющей, по меньшей мере, 80% идентичности последовательности с непрерывной последовательностью аминокислот, представленной в положениях 192-809 фиг.2А-2С, при условии, что указанный полинуклеотид не кодирует иммуноген HCV, отличающийся от комплекса Е1Е2 HCV.
2. Композиция по п.1, где указанный комплекс Е1Е2 HCV состоит из последовательности аминокислот, изображенной в положениях 192-809 фиг.2А-2С.
3. Композиция по п.1, где катионная микрочастица образована из полимера, выбранного из группы, состоящей из поли(α-гидроксикислоты), полигидроксимасляной кислоты, поликапролактона, полиортоэфира и полиангидрида.
4. Композиция по п.3, где катионная микрочастица образована из поли(α-гидроксикислоты), выбранной из группы, состоящей из поли(L-лактида), поли(D,L-лактида) и поли(D,L-лактид-со-гликолида).
5. Композиция по п.4, где катионная микрочастица образована из поли(D,L-лактид-со-гликолида).
6. Композиция для стимуляции иммунного ответа у субъекта-позвоночного, состоящая, по существу, из:
(a) фармацевтически приемлемого наполнителя; и
(b) полинуклеотида, адсорбированного на катионной микрочастице, образованной из поли(D,L-лактид-со-гликолида), где указанный полинуклеотид включает кодирующую последовательность, которая кодирует иммуноген вируса гепатита С (HCV), оперативно связанную с контролирующими элементами, которые направляют транскрипцию и трансляцию указанной кодирующей последовательности in vivo, и дополнительно, где иммуноген HCV представляет собой комплекс Е1Е2 HCV, состоящий из последовательности аминокислот, представленной в положениях 192-809 фиг.2А-2С, при условии, что указанный полинуклеотид не кодирует иммуноген HCV, отличающийся от комплекса Е1Е2 HCV.
7. Способ стимуляции иммунного ответа у субъекта-позвоночного, который включает введение субъекту терапевтически эффективного количества первой композиции, состоящей, по существу, из фармацевтически приемлемого наполнителя и полинуклеотида, адсорбированного на катионной микрочастице, где указанный полинуклеотид включает кодирующую последовательность, которая кодирует иммуноген вируса гепатита С (HCV), оперативно связанную с контролирующими элементами, которые направляют транскрипцию и трансляцию указанной кодирующей последовательности in vivo, и дополнительно, где иммуноген HCV представляет собой иммуногенный комплекс Е1Е2 HCV с непрерывной последовательностью аминокислот, имеющей, по меньшей мере, 80% идентичности последовательности с непрерывной последовательностью аминокислот, представленной в положениях 192-809 фиг.2А-2С, при условии, что указанный полинуклеотид не кодирует иммуноген HCV, отличающийся от комплекса Е1Е2 HCV, где указанный комплекс Е1Е2 HCV экспрессируется in vivo для выработки иммунного ответа.
8. Способ по п.7, где комплекс Е1Е2 HCV состоит из последовательности аминокислот, представленной в положениях 192-809 фиг.2А-2С.
9. Способ по п.7, где катионная микрочастица образована из полимера, выбранного из группы, состоящей из поли(α-гидроксикислоты), полигидроксимасляной кислоты, поликапролактона, полиортоэфира и полиангидрида.
10. Способ по п.9, где катионная микрочастица образована из поли(α-гидроксикиелоты), выбранной из группы, состоящей из поли(L-лактида), поли(D,L-лактида) и поли(D,L-лактид-со-гликолида).
11. Способ по п.10, где катионная микрочастица образована из поли(D,L-лактид-со-гликолида).
12. Способ по п.7, дополнительно включающий введение субъекту терапевтически эффективного количества второй композиции, где вторая композиция включает иммуногенный полипептид HCV и фармацевтически приемлемый наполнитель.
13. Способ по п.12, где указанную вторую композицию вводят после первой композиции.
14. Способ по п.12, где указанный иммуногенный полипептид HCV в указанной второй композиции представляет собой иммуногенный комплекс Е1Е2 HCV с непрерывной последовательностью аминокислот, имеющей, по меньшей мере, 80% идентичности последовательности с непрерывной последовательностью аминокислот, представленной в положениях 192-809 фиг.2А-2С.
15. Способ по п.14, где указанный комплекс Е1Е2 HCV состоит из последовательности аминокислот, изображенной в положениях 192-809 фиг.2А-2С.
16. Способ по п.12, где указанная вторая композиция дополнительно включает адъювант.
17. Способ по п.16, где указанный адъювант представляет собой субмикронную эмульсию масла в воде, способную увеличить иммунный ответ на иммуногенный полипептид HCV, где субмикронная эмульсия масла в воде включает (i) метаболизируемое масло, где масло присутствует в количестве от 1 до 12% от суммарного объема, и (ii) эмульгирующий агент, где эмульгирующий агент присутствует в количестве от 0,01 до 1% по массе (мас./об.) и включает моно-, ди- или триэфир полиоксиэтиленсорбитана и/или моно-, ди- или триэфир сорбитана, где масло и эмульгирующий агент присутствуют в форме эмульсии масла в воде, имеющей капли масла, по существу, все из которых составляют в диаметре от приблизительно 100 нм до менее чем 1 мкм.
18. Способ по п.17, где субмикронная эмульсия масла в воде включает 4-5% мас./об. сквалена, 0,25-1,0% мас./об. моноолеата полиоксиэтиленсорбитана и/или 0,25-1,0% триолеата сорбитана и, необязательно, N-ацетилмурамил-L-аланил-D-изоглутаминил-L-аланин-2-(1'-2'-дипальмитоил-sn-глицеро-3-гидроксифосфорилокси)-этиламин (МТР-РЕ).
19. Способ по п.17, где субмикронная эмульсия масла в воде состоит, по существу, из приблизительно 5% по объему сквалена; и одного или более эмульгирующих агентов, выбранных из группы, состоящей из моноолеата полиоксиэтиленсорбитана и триолеата сорбитана, где суммарное количество присутствующего(их) эмульгирующего(их) агента(ов) составляет приблизительно 1% по массе (мас./об.).
20. Способ по п.19, где один или более эмульгирующих агентов представляют собой моноолеат полиоксиэтиленсорбитана и триолеат сорбитана, и суммарное количество присутствующих моноолеата полиоксиэтиленсорбитана и триолеата сорбитана составляет приблизительно 1% по массе (мас./об.).
21. Способ по п.12, где указанная вторая композиция дополнительно включает олигонуклеотид CpG.
22. Способ стимуляции иммунного ответа у субъекта-позвоночного, который включает:
(a) введение субъекту терапевтически эффективного количества первой композиции, состоящей, по существу, из полинуклеотида, адсорбированного на катионной микрочастице, образованной из поли(D,L-лактид-со-гликолида), где указанный полинуклеотид включает кодирующую последовательность, которая кодирует иммуноген вируса гепатита С (HCV), оперативно связанную с контролирующими элементами, которые направляют транскрипцию и трансляцию указанной кодирующей последовательности in vivo, и дополнительно, где иммуноген HCV представляет собой комплекс Е1Е2 HCV, состоящий из последовательности аминокислот, представленной в положениях 192-809 фиг.2А-2С, при условии, что указанный полинуклеотид не кодирует иммуноген HCV, отличающийся от комплекса Е1Е2 HCV, и где указанный комплекс Е1Е2 HCV экспрессируется in vivo; и
(b) введение субъекту терапевтически эффективного количества второй композиции, где вторая композиция включает (i) иммуногенный комплекс Е1Е2 HCV, состоящий из последовательности аминокислот, представленной в положениях 192-809 фиг.2А-2С, (ii) адъювант, и (iii) фармацевтически приемлемый наполнитель, для выработки иммунного ответа у субъекта.
23. Способ по п.22, где указанный адъювант представляет собой субмикронную эмульсию масла в воде, способную увеличить иммунный ответ на иммуногенный комплекс Е1Е2 HCV во второй композиции, где субмикронная эмульсия масла в воде включает (i) метаболизируемое масло, где масло присутствует в количестве от 1 до 12% от суммарного объема, и (ii) эмульгирующий агент, где эмульгирующий агент присутствует в количестве от 0,01 до 1% по массе (мас./об.) и включает моно-, ди- или триэфир полиоксиэтиленсорбитана и/или моно-, ди- или триэфир сорбитана, где масло и эмульгирующий агент присутствуют в форме эмульсии масла в воде, имеющей капли масла, по существу, все из которых составляют в диаметре от приблизительно 100 нм до менее чем 1 мкм.
24. Способ по п.23, где субмикронная эмульсия масла в воде включает 4-5% мас./об. сквалена, 0,25-1,0% мас./об. моноолеата полиоксиэтиленсорбитана и/или 0,25-1,0% триолеата сорбитана и, необязательно, N-ацетилмурамил-L-аланил-D-изоглутаминил-L-аланин-2-(1'-2'-дипальмитоил-sn-глицеро-3-гидроксифосфорилокси)-этиламин (МТР-РЕ).
25. Способ по п.23, где субмикронная эмульсия масла в воде состоит, по существу, из приблизительно 5% по объему сквалена; и одного или более эмульгирующих агентов, выбранных из группы, состоящей из моноолеата полиоксиэтиленсорбитана и триолеата сорбитана, где суммарное количество присутствующего(их) эмульгирующего(их) агента(ов) составляет приблизительно 1% по массе (мас./об.).
26. Способ по п.25, где один или более эмульгирующих агентов представляют собой моноолеат полиоксиэтиленсорбитана и триолеат сорбитана, и суммарное количество присутствующих моноолеата полиоксиэтиленсорбитана и триолеата сорбитана составляет приблизительно 1% по массе (мас./об.).
27. Способ по п.23, где указанная вторая композиция дополнительно включает олигонуклеотид CpG.
28. Способ получения композиции, включающей сочетание фармацевтически приемлемого наполнителя с полинуклеотидом, адсорбированным на катионной микрочастице, где указанный полинуклеотид включает кодирующую последовательность, которая кодирует иммуноген вируса гепатита С (HCV), оперативно связанную с контролирующими элементами, которые направляют транскрипцию и трансляцию указанной кодирующей последовательности in vivo, и дополнительно, где иммуноген HCV представляет собой иммуногенный комплекс Е1Е2 HCV с непрерывной последовательностью аминокислот, имеющей, по меньшей мере, 80% идентичности последовательности с непрерывной последовательностью аминокислот, представленной в положениях 192-809 фиг.2А-2С, при условии, что указанный полинуклеотид не кодирует иммуноген HCV, отличающийся от комплекса Е1Е2 HCV.
29. Применение композиции по любому из пп.1-6 в способе стимуляции иммунного ответа у субъекта-позвоночного.
| WO 03002065, 09.01.2003 | |||
| US 4767628, 30.08.1988 | |||
| Роторный автомат для сборки узлов с резьбовым соединением | 1961 |
|
SU147551A1 |
