CZ2003784A3 - Enhanced conditionally replicating vectors, processes of their preparation and their use - Google Patents
Enhanced conditionally replicating vectors, processes of their preparation and their use Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2003784A3 CZ2003784A3 CZ2003784A CZ2003784A CZ2003784A3 CZ 2003784 A3 CZ2003784 A3 CZ 2003784A3 CZ 2003784 A CZ2003784 A CZ 2003784A CZ 2003784 A CZ2003784 A CZ 2003784A CZ 2003784 A3 CZ2003784 A3 CZ 2003784A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- vector
- hiv
- helper
- cells
- virus
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/85—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
- C12N15/86—Viral vectors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
- A61P31/12—Antivirals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
- A61P31/12—Antivirals
- A61P31/14—Antivirals for RNA viruses
- A61P31/18—Antivirals for RNA viruses for HIV
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P35/00—Antineoplastic agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K48/00—Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2740/00—Reverse transcribing RNA viruses
- C12N2740/00011—Details
- C12N2740/10011—Retroviridae
- C12N2740/16011—Human Immunodeficiency Virus, HIV
- C12N2740/16041—Use of virus, viral particle or viral elements as a vector
- C12N2740/16043—Use of virus, viral particle or viral elements as a vector viral genome or elements thereof as genetic vector
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2800/00—Nucleic acids vectors
- C12N2800/10—Plasmid DNA
- C12N2800/108—Plasmid DNA episomal vectors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2830/00—Vector systems having a special element relevant for transcription
- C12N2830/40—Vector systems having a special element relevant for transcription being an insulator
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2830/00—Vector systems having a special element relevant for transcription
- C12N2830/42—Vector systems having a special element relevant for transcription being an intron or intervening sequence for splicing and/or stability of RNA
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2830/00—Vector systems having a special element relevant for transcription
- C12N2830/48—Vector systems having a special element relevant for transcription regulating transport or export of RNA, e.g. RRE, PRE, WPRE, CTE
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2830/00—Vector systems having a special element relevant for transcription
- C12N2830/50—Vector systems having a special element relevant for transcription regulating RNA stability, not being an intron, e.g. poly A signal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2840/00—Vectors comprising a special translation-regulating system
- C12N2840/20—Vectors comprising a special translation-regulating system translation of more than one cistron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2840/00—Vectors comprising a special translation-regulating system
- C12N2840/20—Vectors comprising a special translation-regulating system translation of more than one cistron
- C12N2840/203—Vectors comprising a special translation-regulating system translation of more than one cistron having an IRES
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2840/00—Vectors comprising a special translation-regulating system
- C12N2840/44—Vectors comprising a special translation-regulating system being a specific part of the splice mechanism, e.g. donor, acceptor
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Virology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Oncology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Communicable Diseases (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- AIDS & HIV (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Description
Předkládaný vynález poskytuje zlepšené, podmíněně se replikující vektory, způsoby jejich výroby, množení a selektivního obalování, modifikování a použití podmíněně se replikujících vektorů a lentivirových vektorů. Je významné, že tyto vektory mají zmenšenou schopnost se stávat replikačně kompetentními a vyznačují se tedy zvýšenou bezpečností při použití.The present invention provides improved conditionally replicating vectors, methods of making, propagating and selectively enveloping, modifying and using conditionally replicating vectors and lentiviral vectors. Significantly, these vectors have a reduced ability to become replication competent and thus exhibit increased safety in use.
Také jsou poskytnuty určité nukleotidové a aminokyselinové sekvence, důležité pro tyto vektory, farmaceutické prostředky a hostitelské buňky, obsahující tyto vektory, použití těchto hostitelských buněk pro skrínink léčiv a způsoby použití těchto vektorů pro zjišťování genové funkce. Tyto způsoby rovněž zahrnují profylaktickou a terapeutickou léčbu chorob, obzvláště virových infekcí a hlavně HIV infekcí. Tento vynález je také směrován na přímé i nepřímé způsoby tvorby nových očkovacích látek pro léčbu infekčních chorob, rakoviny a jiných chorob s genetickou podstatou a pro diagnostické účely. Jiné způsoby a prostředky podle tohoto vynálezu obsahují použití podmíněně se replikujících vektorů a lentivirových vektorů v genové terapii a v jiných aplikacích.Also provided are certain nucleotide and amino acid sequences relevant to such vectors, pharmaceutical compositions, and host cells comprising the vectors, use of these host cells for drug screening, and methods of using such vectors to determine gene function. These methods also include the prophylactic and therapeutic treatment of diseases, particularly viral infections and especially HIV infections. The present invention is also directed to direct and indirect methods of making new vaccines for the treatment of infectious diseases, cancer and other diseases of genetic nature and for diagnostic purposes. Other methods and compositions of the invention include the use of conditionally replicating vectors and lentiviral vectors in gene therapy and other applications.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Objev viru lidské imunodeficience (HIV), lentiviru, jako příčiny získaného syndromu imunitní deficience (acquired immune deficiency syndrom (AIDS)) obrátil pozornost výzkumu na mechanizmy, tvořící základ virového infekčního cyklu a patogeneze virů. Studie těchto mechanizmů byly poskytovány výzkumníky se stále rostoucím počtem cílů pro vývoj antivirových činidel, účinných nejenom proti HIV, ale rovněž také proti produktům HIV, jeho genomu a také proti jiným virům. Tato antivirová činidla, hlavně ta, která byla namířena proti HIV, mohou být rozdělena do čtyř kategorií, v závislosti na jejich způsobu účinku. Tyto kategorie zahrnují inhibitory reverzních transkriptáz, kompetitory vstupu virů do buněk, očkovací látky a inhibitory proteáz, rovněž jako modernější kategorie, označované zde jako „genetická antivirová činidla“.The discovery of human immunodeficiency virus (HIV), lentivirus, as the cause of acquired immune deficiency syndrome (AIDS), has turned research into the mechanisms underlying the viral infection cycle and the pathogenesis of viruses. Studies of these mechanisms have been provided by researchers with an increasing number of targets for the development of antiviral agents, effective not only against HIV but also against HIV products, its genome and also against other viruses. These antiviral agents, especially those directed against HIV, can be divided into four categories, depending on their mode of action. These categories include reverse transcriptase inhibitors, viral cell entry competitors, vaccines, and protease inhibitors, as well as the more modern categories referred to herein as "genetic antiviral agents".
Každý typ antivirového činidla obecně má své vlastní, s ním spojené, příznivé vlastnosti i omezení a musí být posuzován z požadavků v určité léčebné situaci. Antivirová činidla, jako je zidovudin (3'-azido-3'-deoxythymidin, známý také jako AZT), proteázové inhibitory a jim • · · ·Each type of antiviral agent generally has its own, associated, beneficial properties and limitations, and must be judged from the requirements in a particular therapeutic situation. Antiviral agents such as zidovudine (3'-azido-3'-deoxythymidine, also known as AZT), protease inhibitors and them.
podobné, mohou být dodány do buněk pacientova těla poměrně snadno a byly rozsáhle studovány. Cílení najeden specifický faktor ve virovém infekčním cyklu bylo proti HIV shledáno jako relativně neúčinné. Primární příčinou toho je, že kmeny HIV se rychle mění a stávají se rezistentními proti činidlům, která mají jenom jedno místo účinku (Richman, AIDS Res. and Hum. Retrovir., 8,1065 až 1071 (1992)). V souhlase s tím si problémy genetické variability a rychlé mutace HIV genomu vynutily vzetí do úvahy nových antivirových strategií pro léčbu HIV infekcí. Mezi těmito možnostmi jsou atraktivní antivirová činidla, protože působí na mnoha různých úrovních intracelulámě.similarly, they can be delivered to the cells of the patient's body relatively easily and have been extensively studied. Targeting one specific factor in the viral infection cycle has been found to be relatively ineffective against HIV. The primary cause of this is that HIV strains change rapidly and become resistant to agents that have only one site of action (Richman, AIDS Res. And Hum. Retrovir., 8, 1065-1071 (1992)). Accordingly, the problems of genetic variability and rapid mutation of the HIV genome have forced into consideration new antiviral strategies for the treatment of HIV infections. Among these options, antiviral agents are attractive because they act at many different levels of intracellularly.
Genetická antivirová činidla se liší od jiných terapeutických činidel v tom, že jsou přenášena jako molekulární elementy do cílových buněk, kde ochraňují tuto buňky před virovou infekcí (Baltimore, Nátuře, 325, 395 až 396 (1988) a Dropulič et al., Hum. Gene Ther., 5, 927 až 939 (1994)). Genetická antivirová činidla mohou mít libovolnou genetickou sekvenci a zahrnovat, ale bez omezení na ně, antisense molekuly, RNA poutače, transdominantní mutanty, interferony, toxiny, imunogeny a ribozymy. Zejména ribozymy jsou genetická antivirová činidla typu antisense, která štěpí cílové RNA, včetně HIV RNA, sekvenčně specifickým způsobem. Specifita ribozymem podmíněného štěpení cílové RNA naznačuje možné použití riobozymů jako terapeutických inhibitorů virové replikace, včetně replikace HIV. V anti-HIV strategiích mohou být použity různé typy ribozymů, jako jsou „hammerhead“ a „hairpin“ (viz, např. US patenty č. 5 144 019; 5 180 818 a 5 272 262 a PCT patentové přihlášky č. WO 94/01 549 a WO 93/23 569). Ribozymy „hammerhead“ i „hairpin“ mohou být upraveny tak, aby štěpily libovolnou cílovou RNA, která obsahuje sekvenci GUC (Haseloff et al., Nátuře, 334, 585 až 291 (1988); Uhlenbeck, Nátuře, 334, 585 (1987); Hampel et al., Nuc. Acids Res., 18,299 až 304 (1990) a Symons, Ann. Rev. Biochem., 61, 341 až 371 (1992)). Obecně řečeno, ribozymy typu „hammerhead“ mají dva typy funkčních domén, konzervovanou katalytickou doménu, obklopenou dvěma hybridizačními doménami. Tyto hybridizační domény se váží na sekvence, které obklopují GUC sekvenci a katalytická doména štěpí cílovou RNA od 3' konce GUC sekvence (Uhlenbeck (1987), výše; Haseloff et al., (1988), výše a Symons (1992) výše).Genetic antiviral agents differ from other therapeutic agents in that they are transferred as molecular elements to target cells where they protect these cells from viral infection (Baltimore, Nature, 325, 395-396 (1988) and Dropulič et al., Hum. Gene Ther., 1994, 5, 927-939). Genetic antiviral agents may have any genetic sequence and include, but are not limited to, antisense molecules, RNA banners, transdominant mutants, interferons, toxins, immunogens, and ribozymes. In particular, ribozymes are genetic antiviral agents of the antisense type that cleave target RNAs, including HIV RNA, in a sequence-specific manner. The specificity of ribozyme-mediated cleavage of the target RNA suggests the possible use of robiobymes as therapeutic inhibitors of viral replication, including HIV replication. Various types of ribozymes such as "hammerhead" and "hairpin" may be used in anti-HIV strategies (see, eg, US Patent Nos. 5,144,019; 5,180,818 and 5,272,262 and PCT Patent Application Nos. WO 94 / 01 549 and WO 93/23 569). Both the hammerhead and hairpin ribozymes can be engineered to cleave any target RNA that contains the GUC sequence (Haseloff et al., Nature, 334, 585-291 (1988); Uhlenbeck, Nature, 334, 585 (1987)) Hampel et al., Nuc. Acids Res., 18,299-304 (1990) and Symons, Ann. Rev. Biochem., 61, 341-371 (1992)). Generally speaking, hammerhead ribozymes have two types of functional domains, a conserved catalytic domain, surrounded by two hybridization domains. These hybridization domains bind to sequences that surround the GUC sequence and the catalytic domain cleaves the target RNA from the 3 'end of the GUC sequence (Uhlenbeck (1987) supra; Haseloff et al., (1988) supra and Symons (1992) supra).
Četné studie potvrdily, že ribozymy mohou být alespoň částečně účinné při inhibici propagace HIV v buňkách tkáňových kultur (viz, Sarver et al., Science, 247,1222 až 1225 /1990); Sarver et al., NIH Res., 5,63 až 67 (1993a); Dropulič et al., J. Virol., 66,1432 až 1441 (1992); Dropulič et al., Methods: Comp. Meth. Enzymol., 5,43 až 49 (1993); Ojwang et al., PNAS, 889, 10 802 až 10 806 (1992); Yu et al., PNAS, 90, 6340 až 6344 (1993) a Weerasinghe et al., J. Virol., 68, 5531 až 5534 (1991)). Sarver et al., ((1990) výše), zejména dokázal, že ribozymy „hammerhead“ sestrojené pro štěpení v rámci přepsané oblasti HIV gag genu, tj., • · · ·Numerous studies have confirmed that ribozymes may be at least partially effective in inhibiting HIV propagation in tissue culture cells (see, Sarver et al., Science, 247, 1222-1225 (1990)); Sarver et al., NIH Res., 5.63-67 (1993a); Dropulic et al., J. Virol., 66, 1432-141 (1992); Dropulic et al., Methods: Comp. Meth. Enzymol., 5,43-49 (1993); Ojwang et al., PNAS 889: 1080-10806 (1992); Yu et al., PNAS, 90, 6340-6344 (1993) and Weerasinghe et al., J. Virol., 68, 5531-5534 (1991). In particular, Sarver et al., ((1990) supra), has shown that hammerhead ribozymes designed for cleavage within the transcribed region of the HIV gag gene, i.e.,
anti-gag ribozymy, mohou specificky štěpit HIV gag RNA in vitro. Kromě toho, jsou-li buněčné linie, exprimuj ící anti-gag ribozymy, uvedeny do kontaktu s HIV 1, byla pozorována 50 až lOOnásobná inhibice replikace HIV. Obdobně zjistili Weerasingh et al. ((1995) výše), že retrovirové vektory, kódující ribozymy, upravené pro štěpení v rámci sekvence U5 HIV 1 RNA, odpovídají za HIV rezistenci vůči transdukováným buňkám při jejich následném kontaktu s HIV. I když různé klony transdukovaných buněk demonstrují různé hladiny rezistence vůči napadení, jak bylo zjištěno promotorovým systémem, použitým pro regulaci exprese ribozymů, většina buněčných linií, vylučujících ribozymy, podlehla po určitém omezeném čase v kultuře HIV expresi.anti-gag ribozymes, can specifically cleave HIV gag RNA in vitro. In addition, when cell lines expressing anti-gag ribozymes are contacted with HIV 1, 50-100 fold inhibition of HIV replication was observed. Similarly, Weerasingh et al. ((1995) supra) that retroviral vectors encoding ribozymes engineered for cleavage within the U5 sequence of HIV 1 RNA are responsible for HIV resistance to transduced cells upon subsequent contact with HIV. Although different clones of transduced cells demonstrate different levels of resistance to attack, as determined by the promoter system used to control ribozyme expression, most ribozyme secreting cell lines have undergone HIV expression after some limited time in culture.
Při transdukci buněk tkáňových kultur s provirem do nef genu (který je esenciální pro virovou replikaci v tkáňových kulturách), do kterých byl transduko ván ribozym, a jejichž hybridizační domény byly specifické pro U5 oblast HIV, se ukázalo, že inhibují replikaci virů v transdukovaných buňkách lOOnásobně ve srovnání s buňkami transdukovanými divokým typem proviru (viz, např. Dropulič et al. (1992) a (1993), výše). U ribozymů typu „hairpin“ bylo podobně zjištěno, že inhibuje replikaci HIV v T- buňkách, transdukovaných vektory, které obsahují U5 „hairpin“ ribozymy a napadených HIV (Ojwang et al. (1992, výše). Jiné studie ukázaly, že vektory obsahující ribozymy, exprimované tRNA promotory, také inhibují různé HIV kmeny (Yu et al. (1993) výše).Transducing tissue culture cells with provirus into a nef gene (which is essential for viral replication in tissue cultures) into which a ribozyme has been transduced and whose hybridization domains were specific for the U5 region of HIV, have been shown to inhibit viral replication in transduced cells 100-fold compared to cells transduced with wild-type provirus (see, eg, Dropulič et al. (1992) and (1993), supra). Hairpin ribozymes have similarly been found to inhibit HIV replication in T cells transduced with vectors containing U5 hairpin ribozymes and infected with HIV (Ojwang et al. (1992, supra). Other studies have shown that vectors containing ribozymes, expressed by tRNA promoters, also inhibit various HIV strains (Yu et al. (1993) supra).
Přenos ribozymů nebo jiných genetických činidel do buněčných cílů HIV infekce (např. CD4+ T- buněk a monocytických makrofágů) byl hlavní překážkou pro účinnou genetickou terapeutickou léčbu AIDS. Současné přístupy k cílení buněk hematopoetického systému (tj. primárních cílů infekce HIV) volají po zavedení terapeutických genů do prekurzorových multipotentních kmenových buněk, které po diferenciaci dozrávají do T-buněk nebo případně do samotných zralých CD4+ T-buněk. Cílení kmenových buněk je však problematické, protože tyto buňky se obtížně kultivují a transdukují in vitro. Cílení obíhajících T lymfocytů je také problematické, protože tyto buňky jsou tak široce rozesety, zeje obtížné zasáhnout všechny cílové buňky použitím vektorových přenosových systémů. Kromě toho je třeba za buněčné cíle považovat i makrofágy, protože jsou hlavním zásobníkem pro rozšíření viru do jiných orgánů. Protože makrofágy však již mají ukončenou diferenciaci a tudíž již nepodléhají buněčnému dělení, nejsou snadno transduko vány obvykle používanými vektory.The transfer of ribozymes or other genetic agents to the cellular targets of HIV infection (eg, CD4 + T cells and monocytic macrophages) was a major impediment to effective genetic therapeutic treatment of AIDS. Current approaches to targeting cells of the hematopoietic system (i.e., the primary targets of HIV infection) call for the introduction of therapeutic genes into precursor multipotent stem cells, which, upon differentiation, mature into T-cells or possibly into mature CD4 + T-cells themselves. However, stem cell targeting is problematic since these cells are difficult to cultivate and transduce in vitro. Targeting circulating T lymphocytes is also problematic because these cells are so widely scattered that it is difficult to reach all target cells using vector delivery systems. In addition, macrophages should be considered as cellular targets as they are the main reservoir for the spread of the virus to other organs. However, since the macrophages are no longer differentiated and therefore no longer subject to cell division, they are not readily transduced by commonly used vectors.
V souhlase s tím v současné době převládající přístup k léčbě HIV používá replikačně deficitní virové vektory a obalové (tj. „helper“) buněčné linie (viz, např. Buchschacher, JAM A, 269 (22), 2880 až 2886 (1993); Anderson, Science, 256, 808 až 813 (1992); Miller, Nátuře, 357, 455 až 460 (1992); Mulligan, Science, 260, 926 až 931 (1993); Friedmann, Science, 244,1275 • ·· · • ·· · až 1281 (1989) a Coumoyer et al., Ann. Rev. Immunol., 11,297 až 329 (1993)) pro zavedení takových cizích genů do buněk náchylných na virovou infekci (jako je HIV infekce), které specificky interferují s replikací virů nebo, které způsobují úhyn infikované buňky (souborný článek Buchschacher (1993), výše). Takové replikačně deficitní virové vektory obsahují kromě zájmového cizího genu i cis účinkující sekvenci, nezbytnou pro virovou replikaci, ale nikoliv sekvence, které kódují esenciální virové proteiny. V důsledku toho je takový vektor neschopný dokončit virový replikační cyklus a helperová buněčná linie, která obsahuje a konstitutivně exprimuje virové geny ve svém genomu, je používána pro jeho propagaci. Po introdukci replikačně defektního virového vektoru do helperové buněčné linie jsou proteiny, nezbytné pro tvorbu virových částic, poskytovány vektoru in trans a jsou produkovány vektorové virové částice, schopné infikovat cílové buňky a exprimovat v nich gen, který interferuje s replikací viru nebo způsobuje úhyn buněk infikovaných virem.Accordingly, the currently prevalent approach to HIV treatment uses replication deficient viral vectors and helper cell lines (see, eg, Buchschacher, JAM A, 269 (22), 2880-2886 (1993); Anderson, Science, 256: 808-813 (1992); Miller, Nature, 357: 455-460 (1992); Mulligan, Science, 260: 926-931 (1993); Friedmann, Science, 244, 1275; To 1281 (1989) and Coumoyer et al., Ann. Rev. Immunol., 11, 297-329 (1993)) for the introduction of foreign genes into cells susceptible to viral infection (such as HIV infection) that specifically interfere with virus replication or that cause the death of the infected cell (Buchschacher (1993), supra). Such replication deficient viral vectors contain, in addition to the foreign gene of interest, a cis acting sequence necessary for viral replication, but not sequences that encode essential viral proteins. As a result, such a vector is unable to complete the viral replication cycle and the helper cell line that contains and constitutively expresses the viral genes in its genome is used to propagate it. Upon introduction of a replication-defective viral vector into a helper cell line, the proteins necessary for viral particle formation are provided in vector and the vector viral particles capable of infecting target cells and expressing a gene that interferes with virus replication or causes death of infected cells are produced. virus.
Takové replikačně deficientní retro virové vektory zahrnují adenoviry a adenoasociované viry, rovněž jako ty virové vektory, které se používají v klinických pokusech s léčbou HIV a hlavně myší amfotropní retrovirový vektor, známý jako Moloneyho virus myší leukemie (MuLV). Tyto defektní virové vektory se používají pro transdukci CD4+ buněk s genetickými antivirovými činidly, jako je anti-HIV ríbozym, s různými stupni úspěchu (Sarver et al. (1990), výše); Weerasinghe et al. (1991), výše; Dropulié et al. (1993), výše; Ojwang et al. (1992), výše a Yu et al. (1993) výše). Tyto vektory jsou však pro použití v genové terapii HIV značně omezeny. Například vysoká frekvence transdukce je obzvláště důležitá v léčbě HIV, kde by tento vektor měl transdukovat buď vzácné CD34+ předchůdce hematopoetických kmenových buněk nebo široce rozšířené cílové CD4+ T-buňky, z nichž je většina již infikována HIV v průběhu klinického „latentního“ stadia nemoci. MuLV vektory je však obtížné získat ve vyšším titru, což je tudíž příčinou nepatrné transdukce. Kromě toho nebyla u předchůdců CD34+ kmenových buněk, hlavně po diferenciaci na zralé lymfocyty, získána dlouhodobá exprese transdukované DNA. Kromě toho použití defektních virových vektorů vyžaduje ex vivo strategie přenosu genů (viz např. US patent č. 5 399 346), které mohou být drahé a nad možnosti běžné populace.Such replication deficient retro viral vectors include adenoviruses and adeno-associated viruses, as well as those viral vectors used in clinical trials for the treatment of HIV, and in particular a mouse amphotropic retroviral vector known as Moloney Mouse Leukemia Virus (MuLV). These defective viral vectors are used to transduce CD4 + cells with genetic antiviral agents such as anti-HIV ribozyme, with varying degrees of success (Sarver et al. (1990) supra); Weerasinghe et al. (1991) supra; Dropuli et al. (1993) supra; Ojwang et al. (1992), supra and Yu et al. (1993) supra). However, these vectors are greatly limited for use in HIV gene therapy. For example, the high frequency of transduction is particularly important in HIV treatment, where the vector should transducate either rare CD34 + ancestors of hematopoietic stem cells or widespread target CD4 + T-cells, most of which are already infected with HIV during the clinical "latent" stage of the disease. However, MuLV vectors are difficult to obtain at a higher titer, thus causing a slight transduction. In addition, long-term expression of transduced DNA was not obtained in predecessors of CD34 + stem cells, mainly after differentiation into mature lymphocytes. In addition, the use of defective viral vectors requires ex vivo gene transfer strategies (see, eg, US Patent No. 5,399,346), which can be expensive and beyond the capabilities of the general population.
Tyto nedostatky, spojené s použitím běžně dostupných vektorů pro genetickou terapeutickou léčbu AIDS, vedly výzkumníky k nalézání nových virových vektorů. Jedním takovým vektorem je sám HIV. HIV vektory byly použity pro infekční studie (Page et al., J. Virol., 64, 5270 až 5276 (1990)) a pro zavedení genů (tak jako sebevražedných genů) do CD4+ buněk, hlavně do CD4+ HlV-infikováných buněk (viz např. Buchschacher et al., Hum. Gener. Ther., 3, 391 až 397 (1992); Richardson et al., J. Virol., 67,3997 až 4005 (1993); Carroll et al., • ·These drawbacks, coupled with the use of commonly available vectors for the genetic therapeutic treatment of AIDS, have led researchers to find new viral vectors. One such vector is HIV itself. HIV vectors have been used for infectious studies (Page et al., J. Virol., 64, 5270-5276 (1990)) and for the introduction of genes (as well as suicide genes) into CD4 + cells, mainly into CD4 + HIV-infected cells (see e.g., Buchschacher et al., Hum. Gener. Ther., 3, 391-397 (1992); Richardson et al., J. Virol., 67, 3197-4005 (1993); Carroll et al.
J. Virol., 68, 6047 až 6051 (1994) a Parolin et al., J. Virol., 68, 3888 až 3895 (1994). Strategií těchto studií je použít HIV vektory pro zavedení genů do CD4+ T-buněk a monocytických buněk.J. Virol., 68, 6047-6051 (1994) and Parolin et al., J. Virol., 68: 3888-3895 (1994). The strategy of these studies is to use HIV vectors to introduce genes into CD4 + T cells and monocytic cells.
V současné době jsou tyto vektory extrémně složité. Kromě toho je použití těchto vektorů spojeno s rizikem vzniku divokých typů HIV cestou intracelulární rekombinace. Jako důsledek kotransfekce/koinfekce defektních vektorových sekvencí a helperového viru byla pozorována rekombinace mezi homologními oblastmi virového genomu (Inoue et al., PNAS,At present these vectors are extremely complex. In addition, the use of these vectors is associated with the risk of developing wild-type HIV via intracellular recombination. As a result of co-transfection / coinfection of defective vector sequences and helper virus, recombination between homologous regions of the viral genome was observed (Inoue et al., PNAS,
88,2278 až 282 (1991)). Pozorovaná komplementace in vitro naznačuje, že podobný replikačně defektní HIV vektor by se mohl rekombinovat in vivo, čímž by došlo ke zhoršení již existující HIV infekce. Skutečnost, že retro viry obalují dva RNA genomy do jednoho virionu, vedla výzkumníky k názoru, že retro viry nesou dvě virové RNA, aby překonaly jakékoliv genetické defekty, způsobené komplementací a/nebo rekombinací (Inoue et al. (1991), výše).88, 2278-282 (1991)). The observed in vitro complementation suggests that a similar replication-defective HIV vector could recombine in vivo, thereby exacerbating an existing HIV infection. The fact that retro viruses encapsulate two RNA genomes into one virion has led researchers to believe that retro viruses carry two viral RNAs to overcome any genetic defects caused by complementation and / or recombination (Inoue et al. (1991), supra).
Kromě rizika intracelulární rekombinace, vyúsťujícího do vzniku divokých typů HIV, nesou HIV vektory i obsažené riziko mutace in vivo, což zvyšuje patogenicitu tohoto virového vektoru. To vedlo Sarvera et al. (AIDS Res. and Hum. Retrovir., 9,483 až 487 (1993b)) ke spekulaci, týkající se vývoje druhé generace rekombinantních HIV vektorů, které jsou replikačně kompetentní, ale již nepatogenní. Takové vektory, ve srovnání s převládajícími používanými nereplikujícími se vektory (tj., replikačně defektními vektory) pokračují v replikaci v pacientovi a podstupují tedy konstantní kompetici s divokým typem HIV. Až posud však takové vektory nejsou k dispozici.In addition to the risk of intracellular recombination resulting in the emergence of wild-type HIV, HIV vectors also carry the inherent risk of mutation in vivo, which increases the pathogenicity of this viral vector. This led to Sarver et al. (AIDS Res. And Hum. Retrovir., 9,483-487 (1993b)) for speculation regarding the development of second generation recombinant HIV vectors that are replication competent but no longer pathogenic. Such vectors, in comparison to the predominantly used non-replicating vectors (i.e., replication defective vectors), continue to replicate in the patient and thus undergo constant competition with wild-type HIV. However, such vectors are not available until now.
V ideálním případě by nej lepší možnost léčby infikovaného jedince nastala v okamžiku inokulace, ještě dříve než virus infikuje hostitele. To je však obtížně uskutečnitelné, protože mnozí jedinci si neuvědomí, že byli infikováni HIV, do klinicky latentní fáze choroby. Na tomto základě je stadiem, ve kterém je nejpalčivější potřeba antivirového zásahu, průběh klinické latence. Terapie v tomto stadiu vyžaduje, aby bylo čeleno napadení představovanému velkým počtem již infikovaných CD4+ lymfocytů, které obsahují virové genomy. To není jednoduchý úkol, jak je zřejmé ze skutečnosti, že do dnešní doby zůstává HIV neléčitelným a je současně dostupnými terapiemi je pouze částečně léčitelný. Účinná očkovací látka se neblíží a i když bylo prokázáno, že inhibitory reverzních transkriptáz a proteáz zabraňují replikaci HIV v tkáňových kulturách, rozvoj virové rezistence in vivo vedl k neúspěchu této léčby. HIV genová terapie je zatím jenom málo prospěšná pro ohromné množství jedinců, infikovaných HIV, kterých je ku dnešnímu dni přes 30 milionů.Ideally, the best treatment option for an infected individual would occur at the time of inoculation before the virus infects the host. However, this is difficult to achieve because many individuals do not realize that they have been infected with HIV, to the clinically latent phase of the disease. On this basis, the stage at which the most urgent need for antiviral intervention is is the course of clinical latency. Therapy at this stage requires that the challenge represented by a large number of already infected CD4 + lymphocytes that contain viral genomes. This is not a simple task, as is clear from the fact that to date HIV remains incurable and is currently available therapies only partially curable. The active vaccine is not approaching, and although it has been shown that reverse transcriptase and protease inhibitors prevent HIV replication in tissue cultures, the development of viral resistance in vivo has led to the failure of this treatment. HIV gene therapy has so far been of little benefit to the vast number of HIV-infected individuals, which are over 30 million to date.
Ve světle shora řečeného je stále více důležité vyvinout dlouhodobé a trvalé imunologické odpovědi vůči určitým patogenům, zvláště virům, zejména například v souvislostiIn light of the above, it is increasingly important to develop long-term and sustained immunological responses to certain pathogens, particularly viruses, particularly in the context of
9999
99 999 9
s AIDS a rakovinou. Jsou brány do úvahy živé oslabené (live-attenuated, LA) očkovací látky, používající replikačně kompetentní, ale nepatogenní viry (Daniel et al., Science, 258, 1938 až 1941 (1992) a Desrosiers, AIDS Res. & Human Retrovir., 10, 331 až 332 (1994)). Avšak takovéto nepatogenní viry, které se liší od odpovídajících divokých typů virů delecí v jednom nebo nebo více genech, buď (i) nemohou vyvolávat ochrannou imunitní odpověď, protože tento antigen není vytrvalý (protože LA virus se účinně nereplikuje) nebo (ii) se LA virus replikuje, ale má jiný patogenní potenciál, jak dosvědčuje schopností tohoto LA viru způsobovat chorobu na modelech živočišných mláďat (Baba et al., Science, 267, 1823 až 1825 (1995)).with AIDS and cancer. Live-attenuated (LA) vaccines using replication-competent but non-pathogenic viruses are considered (Daniel et al., Science, 258: 1938-1941 (1992) and Desrosiers, AIDS Res. & Human Retrovir., 10, 331-322 (1994)). However, such non-pathogenic viruses, which differ from the corresponding wild-type virus deletions in one or more genes, either (i) cannot elicit a protective immune response because the antigen is not persistent (because the LA virus is not effectively replicating) or (ii) LA the virus replicates, but has a different pathogenic potential, as evidenced by the ability of this LA virus to cause disease in animal models of babies (Baba et al., Science, 267, 1823-1825 (1995)).
Ze shora uvedených důvodů zde stále existuje potřeba alternativních profylaktických a terapeutických léčebných ošetření virové infekce, hlavně v souvislosti s AIDS a rakovinou. Předkládaný vynález nabízí takové alternativní způsoby poskytnutím podmíněně se replikujícího vektoru. Tento vynález také poskytuje navíc způsoby, kterými může být tento vektor využit. Dále jsou tímto vynálezem poskytnuty helperové vektorové konstrukty, které doplňují podmíněně se replikující vektor tím, že zaručují jeho replikaci a obalem jako virových částic a virionů. Jsou popsána různá provedení takových helperových vektorových konstruktů. Tyto a další předměty a výhody předkládaného vynálezu, rovněž jako další znaky vynálezu, budou zřejmé z dále uvedeného popisu vynálezu.For the above reasons, there is still a need for alternative prophylactic and therapeutic treatments for viral infection, particularly in the context of AIDS and cancer. The present invention offers such alternative methods by providing a conditionally replicating vector. The invention also provides additionally the methods by which this vector can be utilized. Further provided by the present invention are helper vector constructs which complement the conditionally replicating vector by guaranteeing its replication and envelope as viral particles and virions. Various embodiments of such helper vector constructs are described. These and other objects and advantages of the present invention, as well as other features of the invention, will be apparent from the description of the invention which follows.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Předkládaný vynález poskytuje zlepšené, podmíněně se replikující vektory, stejně jako zlepšené prostředky a způsoby pro výrobu a použití uvedených vektorů. Podmíněně se replikující vektor je charakterizován schopností se replikovat pouze v hostitelské buňce, která připustí replikaci tohoto vektoru. Tyto zlepšené vektory takto poskytují zvýšenou bezpečnost snížením rizika znovuzískání způsobilosti se dělit. Jako takové mohou být tyto vektory také označovány jako „redukovaně rekombinaění“ vektory.The present invention provides improved, conditionally replicating vectors, as well as improved means and methods for making and using said vectors. The conditionally replicating vector is characterized by the ability to replicate only in the host cell that permits replication of the vector. These improved vectors thus provide increased security by reducing the risk of re-sharing. As such, these vectors may also be referred to as "reduced recombination" vectors.
V jednom aspektu vynálezu zahrnuje zlepšený, podmíněně se replikující vektor nejméně jednu sekvenci nukleové kyseliny, jejíž přítomnost a transkripce nebo translace dodávají tomuto vektoru v replikaci umožňující hostitelské buňce selektivní výhodu vzhledem k divokému typu kmene viru, odpovídajícímu viru, z něhož byl tento vektor odvozen. Tento zlepšený, podmíněně se replikující vektor výhodně obsahuje nejméně jednu sekvenci nukleové kyseliny, která dodává tomuto vektoru selektivní výhodu při replikaci vzhledem k jakýmkoliv jiným soutěžícím genomům nebo genomovým prvkům. Zde zmiňovaný genomový prvek je definován jako sekvence nukleové kyseliny v hostitelské buňce, která není odvozena ani od tohoto vektoru, ani • · · · ·· ··· · od libovolného divokého typu viru, a která může soutěžit, interferovat nebo ovlivňovat replikaci vektoru v hostitelské buňce. Tento genomový prvek také není úplným genomem, jako je genom hostitelské buňky nebo jiný virus nebo vektor. Selektivní výhoda při replikaci je dodávána přítomností, transkripcí nebo translací uvedené sekvence nukleové kyseliny.In one aspect of the invention, the improved conditionally replicating vector comprises at least one nucleic acid sequence whose presence and transcription or translation confer upon the vector in replication allowing the host cell a selective advantage over the wild-type virus strain corresponding to the virus from which the vector was derived. The improved, conditionally replicating vector preferably comprises at least one nucleic acid sequence that confers a selective advantage on the vector in replication over any other competing genomes or genomic elements. The genomic element referred to herein is defined as a nucleic acid sequence in a host cell that is not derived from this vector or from any wild-type virus and that can compete, interfere, or affect vector replication in the host cell. host cell. This genomic element is also not a complete genome, such as the host cell genome or other virus or vector. The selective advantage in replication is conferred by the presence, transcription or translation of said nucleic acid sequence.
V jiném výhodném provedení je podmíněně se replikujícím vektorem retro virus, zvláště lentivirus a obsahuje nejméně jednu sekvenci nukleové kyseliny, jejíž přítomnost, transkripce nebo translace dodávají hostitelské buňce, která je infikována tímto vektorem, selektivní výhodu před buňkou, infikovanou divokým typem kmene viru, odpovídajícím tomu viru, ze kterého byl tento vektor odvozen. Alternativně není tento vektor zcela odvozen od divokého typu kmene, ale je chimemí, obsahující komponenty odvozené od více než jednoho divokého typu viru. Tímto více než jedním divokým typem viru mohou být různé (nebo heterologní) viry nebo jiné kmeny nebo izoláty jednoho viru. Je výhodné, když může být uvedená sekvence nukleové kyseliny exprimována, čímž je dosaženo v hostitelské buňce profylaktického účinku. Tyto výsledky jsou pro buňku přetrvávající výhodou, protože tato sekvence nukleové kyseliny zabraňuje jakémukoliv infekčnímu viru v replikaci na úrovni, která působí smrt této buňky.In another preferred embodiment, the conditionally replicating vector is a retro virus, particularly a lentivirus, and comprises at least one nucleic acid sequence whose presence, transcription or translation confer a selective advantage over a cell infected with the wild-type virus strain corresponding to the host cell infected with the vector. the virus from which this vector was derived. Alternatively, this vector is not entirely derived from the wild-type strain, but is a chimeric containing components derived from more than one wild-type virus. The more than one wild-type virus may be different (or heterologous) viruses or other strains or isolates of a single virus. Preferably, said nucleic acid sequence can be expressed, thereby achieving a prophylactic effect in the host cell. These results are a persistent benefit to the cell because this nucleic acid sequence prevents any infectious virus from replicating at a level that causes the cell to die.
Jiným výhodným provedením tohoto vynálezu je zlepšený, podmíněně se replikující plazmidový vektor, obsahující nejméně jednu sekvenci nukleové kyseliny, která dodává tomuto vektoru selektivní výhodu v replikaci vůči kterémukoliv jinému soutěžícímu vektoru nebo plazmidové molekule. Například může takový vektor obsahovat sekvenci (například ribozymovou nebo antisense sekvenci), schopnou štěpení nebo odbourávání nebo mající za výsledek rozštěpení nebo destrukci, vedoucí ke štěpení soutěžícího vektoru nebo plazmidu, jsouli umístěny ve vektoru. Pokud je třeba rozložit soutěžící vektor i helper, potom je vektor podle vynálezu sestaven tak, aby obsahoval jiné sekvence, které mu dodávají celkovou selektivní výhodu pro replikaci. Vektor podle vynálezu může například obsahovat atisense sekvenci, která rozrušuje soutěžící vektor i helper, nicméně by tento vektor měl selektivní výhodu pro replikaci, protože kromě toho obsahuje druhou sekvenci prvního nukleotidu (např. promotor, který produkuje více vektorové RNA než RNA soutěžícího vektoru, počet kopií tohoto vektoru v transdukované buňce je vyšší než v soutěžícím genomu, nebo signál k zabalení, který je přítomen ve vektoru, ale ne v helperu), která poskytuje podmíněně se replikující vektor s celkovou selektivní výhodou. Nejméně tato první nukleotidová sekvence tedy dále poskytuje v tomto provedení komplexní selektivní výhodu replikace vektoru podle vynálezu, protože dvě první nukleotidové sekvence (tj. první sekvence s prvním nukleotidem zaciluje soutěžící vektor a/nebo helper a druhá sekvence s prvním nukleotidem poskytuje selektivní výhodu pro replikaci) účinkují ve shodě pro dosažení komplexního účinku selektivní výhody. Synergické ·· ··· · «· 9999Another preferred embodiment of the present invention is an improved, conditionally replicating plasmid vector comprising at least one nucleic acid sequence that confers a selective advantage on the vector in replication over any other competing vector or plasmid molecule. For example, such a vector may comprise a sequence (e.g., a ribozyme or antisense sequence) capable of cleaving or degrading or resulting in cleavage or destruction resulting in cleavage of a competing vector or plasmid when placed in the vector. If both the competing vector and the helper need to be decomposed, the vector of the invention is designed to contain other sequences that give it an overall selective advantage for replication. For example, a vector of the invention may contain an atisense sequence that disrupts both the competing vector and the helper, but would have a selective advantage for replication since it additionally contains a second first nucleotide sequence (e.g., a promoter that produces more vector RNA than the competing vector RNA) the copy of this vector in the transduced cell is higher than in the competing genome, or the packaging signal that is present in the vector but not in the helper), which provides a conditionally replicating vector with an overall selective advantage. Thus, at least the first nucleotide sequence further provides, in this embodiment, the complex selective advantage of replicating the vector of the invention, since the two first nucleotide sequences (i.e., the first sequence with the first nucleotide target the competing vector and / or helper) and the second sequence with the first nucleotide provides a selective advantage for replication ) act in concert to achieve a selective selective effect. Synergic ·· ··· · «· 9999
9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
9 9 999 9 9 99 9,999 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9
99 999 99 99 účinky více sekvencí s prvním nukleotidem mohou tedy vést k prohloubení selekčních podmínek pro podmíněně se replikující vektor, kdy libovolná jednotlivá sekvence s prvním nukleotidem umožňuje rozlišující výběr proti soutěžícímu genomu.Thus, the effects of multiple first nucleotide sequences may lead to enhanced selection conditions for the conditionally replicating vector, wherein any single first nucleotide sequence allows for discriminatory selection against the competing genome.
Štěpení nebo rozrušení soutěžícího vektoru nebo plazmidu také zmenšuje u vektoru možnost rekombinace celé délky, takže tento vektor potom má „sníženou rekombinanční“ schopnost. Vektor může být před štěpením chráněn degenerací sekvence, aby nemohla být zacílena ribozymovou nebo natisense sekvencí. Vektor může být dále chráněn před štěpením genetickou úpravou nebo genomovou verzí tohoto vektoru, způsobující, že RNA je jinak uspořádána, takže RNA genomového vektoru není významně štěpena soutěžícím vektorem nebo helperem. Alternativně může helper být podobně a jedinečně geneticky upraven, například vložením prvků sestřihu pro vpravení helperu do komplexu sestřihu, při konstruování vektorové genomové RNA, aby obsahovala první sekvence nukleové kyseliny, které jsou přítomny pouze v nesestřižené a nikoliv v sestřižené vektorové RNA. Tyto neomezující příklady zlepšených vektorů jsou zvlášť výhodné, když jsou použity při produkci virového vektoru nebo plazmidového vektoru a při klonování nebo subklonování sekvencí nukleové kyseliny v těchto vektorech, rovněž jako při jejich použití při mutagenezi, expresi indukovatelných genů a podobně.Cleavage or disruption of the competing vector or plasmid also reduces the possibility of full-length recombination in the vector, so that the vector then has a "reduced recombination" ability. The vector can be protected from cleavage by digestion of the sequence so that it cannot be targeted by a ribozyme or natisense sequence. The vector may further be protected from digestion by a genetic modification or genomic version of the vector, causing the RNA to be otherwise aligned so that the genomic vector RNA is not significantly cleaved by the competing vector or helper. Alternatively, the helper may be similarly and uniquely genetically engineered, for example by inserting splicing elements to introduce the helper into the splicing complex, in constructing the vector genomic RNA to contain the first nucleic acid sequences that are present only in the uncut and not the spliced vector RNA. These non-limiting examples of improved vectors are particularly advantageous when used in the production of a viral vector or plasmid vector and in cloning or subcloning nucleic acid sequences in such vectors, as well as in their use in mutagenesis, expression of inducible genes and the like.
Předkládaným vynálezem je rovněž poskytován farmaceutický prostředek, obsahující podmíněně se replikující vektor podle vynálezu a farmaceuticky přijatelný nosič. Kromě toho je poskytnuta hostitelská buňka, obsahující podmíněně se replikující virový vektor. Je zahrnut rovněž vektor, kterýžto vektor, pokud je DNA, obsahuje nukleotidovou sekvenci, vybranou ze skupiny skládající se z SEQ ID NOS: 2, 3,4,5,6,14, ve kterých je nejméně jeden N mutován, 15 a 16, a kde uvedený vektor, pokud je RNA, obsahuje nukleotidovou sekvenci, kódovanou nukleotidovou sekvencí, vybranou ze skupiny, skládající se z SEQ ID NOS: 2, 3,4, 5, 6, 14, ve kterých je nejméně jeden N mutován, a 15 a 16, a dále zde popsané izolované a purifikované molekuly nukleových kyselin. Podobně jsou poskytnuty způsoby genetických úprav vektoru ribozymem, způsob modifikace vektoru a způsob propagace a selektivního obalování podmíněně se replikujícího vektoru bez použití obalovací buněčné linie.Also provided by the present invention is a pharmaceutical composition comprising a conditionally replicating vector of the invention and a pharmaceutically acceptable carrier. In addition, a host cell comprising a conditionally replicating viral vector is provided. Also included is a vector, which vector, if DNA is, comprises a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOS: 2, 3,4,5,6,14, wherein at least one N is mutated, 15 and 16, and wherein said vector, if RNA, comprises a nucleotide sequence encoded by a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOS: 2, 3, 4, 5, 6, 14, wherein at least one N is mutated, and 15 and 16, and the isolated and purified nucleic acid molecules described herein. Similarly, methods for genetically engineering a vector with a ribozyme, a method of modifying a vector, and a method of propagating and selectively enveloping a conditionally replicating vector without using a enveloping cell line are provided.
V ještě dalším aspektu tohoto vynálezu je poskytnut způsob terapeutické a profylaktické léčby hostitelské buňky z virové infekce. Ve zvlášť výhodných provedeních je tato léčba ovlivňována v uvedeném hostiteli buňce jemu dodávaným dominantním fenotypem, který inhibuje virovou infekci, nebo dodáním fenotypu, který inhibuje infekci jinými viry. Je výhodné, když tyto jiné inhibované viry zahrnují široké spektrum virových kmenů. Tyto způsoby mohou kromě toho zahrnovat použití pomocného „helperového“ expresního vektoru, φφφφ φφ φφφφ φφ φφφφ • Φ φφφ* φφ φ φ φ φ φ φφφ φφφ φ φφφφ φφφφ φ φφφ φφ φφ φφφ φφ φφ který je podle potřeby také nazýván jako „helperový vektor“ nebo „konstrukt helperového vektoru“, cytotoxického léčiva, proteinů/faktorů nebo inhibitoru proteázy/reverzní transkriptázy. Způsob může být například použit pro inhibici replikace viru, pro léčbu chorob (včetně rakoviny, genetických, infekčních, vaskulámích a jiných chorob), pro provádění účinných přenosů genu ex vivo i in vivo, pro zajištění bezpečné produkce vektoru, pro stanovení funkce genu nebo pro expresi zájmového genu v hostitelské buňce.In yet another aspect of the invention there is provided a method of therapeutic and prophylactic treatment of a host cell from a viral infection. In particularly preferred embodiments, the treatment is influenced in said host cell by the dominant phenotype supplied by it which inhibits viral infection, or by delivery of a phenotype that inhibits infection by other viruses. It is preferred that these other inhibited viruses include a wide variety of viral strains. In addition, these methods may include the use of an auxiliary "helper" expression vector. vector 'or' helper vector construct ', cytotoxic drug, protein / factor or protease inhibitor / reverse transcriptase. For example, the method may be used to inhibit viral replication, to treat diseases (including cancer, genetic, infectious, vascular and other diseases), to perform efficient gene transfer ex vivo and in vivo, to provide safe vector production, to determine gene function, or to expressing the gene of interest in the host cell.
V ještě jiném aspektu tohoto vynálezu je poskytnut způsob použití hostitelské buňky, obsahující podmíněně se replikující vektor podle vynálezu, pro detekci interakce mezi léčivem/faktorem a proteinem. Tento způsob umožňuje charakterizaci proteinu a skrínink léčiv, faktorů nebo jiných proteinů na aktivitu nebo fyzikální interakce s ohledem na daný protein, kódovaný tímto vektorem. Tento způsob dále umožňuje identifikaci a charakterizaci proteinů, které jsou funkčně spojeny s daným proteinem, kódovaným tímto vektorem. Pokud je například tímto kódovaným proteinem transkripční faktor, jeho exprese vektorem podle vynálezu umožňuje identifikaci genů, regulovaných tímto transkripčním faktorem.In yet another aspect of the invention, there is provided a method of using a host cell comprising a conditionally replicating vector of the invention for detecting drug / factor-protein interaction. This method allows the characterization of a protein and the screening of drugs, factors or other proteins for activity or physical interaction with respect to a given protein encoded by this vector. This method further allows identification and characterization of proteins that are operably linked to a given protein encoded by the vector. For example, if the encoded protein is a transcription factor, its expression by a vector of the invention allows the identification of genes regulated by this transcription factor.
Tento vynález také poskytuje prostředky a podmínky pro skladování vektorů před jejich použitím za různých podmínek. Příklady takového skladování zahrnují skladování při -80 °C, -20 °C a 4 °C v přítomnosti různých nosičů.The present invention also provides compositions and conditions for storing vectors prior to use under various conditions. Examples of such storage include storage at -80 ° C, -20 ° C and 4 ° C in the presence of various carriers.
Další provedení vynálezu zahrnují generické lentivirové vektory, modifikace helperových vektorových konstruktů, kterém slouží pro zmenšení, minimalizování nebo eliminování rekombinace pomocného vektoru s podmíněně se replikujícím vektorem, za vzniku replikačně kompetentního vektoru nebo viru (RCV). Proto tento vynález zahrnuje také helperové vektory, které slouží pro přípravu vektorů se „sníženou rekombinací“. Helperový vektor podle vynálezu také výhodně zvyšuje titr produkovaného podmíněně se replikujícího vektoru na hladinu vyšší než 107 transdukčních jednotek na mililitr. Jiná provedení zahrnují koncentrování vektoru, používající vysokootáčkové (ale ne ultra) centrifugy a chromatografické, ultrafiltrační a diafiltrační způsoby koncentrace a purifikace.Other embodiments of the invention include generic lentiviral vectors, modifications to helper vector constructs that serve to reduce, minimize, or eliminate recombination of a helper vector with a conditionally replicating vector to form a replication competent vector or virus (RCV). Therefore, the present invention also encompasses helper vectors that serve to prepare "reduced recombination" vectors. The helper vector of the invention also advantageously increases the titer of the conditionally replicating vector produced to a level greater than 10 7 transduction units per milliliter. Other embodiments include vector concentration using high speed (but not ultra) centrifuges and chromatographic, ultrafiltration and diafiltration methods of concentration and purification.
Modifikace helperového vektoru podle tohoto vynálezu zahrnuje inzerci ribozymu, jako je anti-U5 ribozym, nebo antisense sekvence, která štěpí nebo jejímž důsledkem je destrukce nebo inaktivace podmíněně se replikujícího vektoru v případě, kdy jsou helper vektor a podmíněně se replikující vektor umístěny spolu nebo spolu zabaleny. V jednom provedení jsou složky helperu zcela integrovány na jednom plazmidovém konstruktu, čímž vzniká dvouplazmidový funkční helper-vektorový systém, který účinně produkuje nekoncentrované titry vektorových supernatantů větší než 107 transdukčních jednotek na ml (viz obr. 3). V jiném provedení je nukleotidová sekvence helperového vektoru degenerována, aby bylaModification of the helper vector of the invention includes insertion of a ribozyme, such as an anti-U5 ribozyme, or antisense sequence that cleaves or results in destruction or inactivation of a conditionally replicating vector when the helper vector and the conditionally replicating vector are located together or together packaged. In one embodiment, the helper components are completely integrated on a single plasmid construct, resulting in a two-plasmid functional helper-vector system that effectively produces unconcentrated vector supernatant titers greater than 10 7 transduction units per ml (see Figure 3). In another embodiment, the nucleotide sequence of the helper vector is degenerate to be
9«9 «
9·99 • 9 9999 • · · · · · • · 9 9 9999 · 99 • 9 9999 • 9 9 999
9 9 9 « 99 9 9
9 9 9 9 99
999 99 9« 999999 98 9 «999
minimalizována rekombinace s podmíněně se replikujícím vektorem. V ještě jiném provedení obsahuje helperový vektor heterologní trans-účinkující elementy pro použití při zabalení podmíněně se replikujícího vektoru. Příklady takových elementů obsahují, ale bez omezení, obálkový protein viru vesikulámí stomatitidy VSV-G, obálkový protein RDI 14, obálkový protein viru vztekliny, obálkový protein viru giboni leukemie (Gibbon Ape Leukemia Virus, GAL V) a chimérické obálkové proteiny. Další modifikace zahrnují také heterologní, na rev reagující elementy (RRE), posttranskripční regulační elementy (PRE) nebo konstitutivní transportní elementy (CTE).minimized recombination with the conditionally replicating vector. In yet another embodiment, the helper vector comprises heterologous trans-acting elements for use in packaging a conditionally replicating vector. Examples of such elements include, but are not limited to, VSV-G vesicular stomatitis virus envelope protein, RDI 14 envelope protein, rabies virus envelope protein, Gibbon Leukemia Virus (GAL V) envelope protein, and chimeric envelope proteins. Other modifications also include heterologous, Rev Response Elements (RRE), Posttranscriptional Control Elements (PRE), or Constitutive Transport Elements (CTE).
V ještě jiném provedení obsahuje konstrukt helperového vektoru sestřihový donor, akceptorová místa sestřihu nebo místa pro degenerované nebo humanizované nukleotidové sekvence. Například místa sestřihu mohou být umístěna tak, že signál k obalování a/nebo RRE může být odstraněn z transkribované RNA sestřihem. Kromě toho jsou přítomna místa pro inzerci intronu do vektorových nebo helperových konstruktů, takže je minimalizována dimerizace, souběžná lokalizace nebo rekombinace mezi podmíněně se replikujícím vektorem a helperovým vektorem nebo jiným soutěžícím genomem nebo genomovým elementem. Inzerce intronů může být směrována tak, aby měla za výsledek dopravu helperové RNA do komplexů sestřihu a pryč od vektorové RNA. Překvapivě bylo zjištěno, že některé konstrukty helperových vektorů zvyšují titr podmíněně se replikujícího vektoru.In yet another embodiment, the helper vector construct comprises a splice donor, splice acceptor sites, or sites for degenerate or humanized nucleotide sequences. For example, splice sites may be located such that the enveloping signal and / or the RRE can be removed from the transcribed RNA splicing. In addition, intron insertion sites are present in vector or helper constructs such that dimerization, co-localization or recombination between the conditionally replicating vector and the helper vector or other competing genome or genomic element is minimized. Intron insertions can be directed to result in the delivery of helper RNA to splice complexes and away from the vector RNA. Surprisingly, some helper vector constructs have been found to increase the titer of a conditionally replicating vector.
Předkládaný vynález poskytuje zlepšené podmíněně se replikující vektory, lentivirové vektory a jejich použití. Kromě toho, že jsou selektivně replikovány, obsahují tyto vektory specifické modifikace pro snížené pravděpodobnosti rekombinace jako výsledku nastupující replikaění kompetence. Jsou zahrnuty způsoby inhibice replikace divokého typu kmene viru a způsoby pro doručení genu do buněk, zahrnující takovéto zlepšené vektory. Tento způsob zahrnuje kontakt s hostitelem, který je schopen být infikován, je v riziku infekce nebo výhodně skutečně infikován takovým divokým typem kmene viru, se zlepšeným vektorem, který je množen pouze v hostiteli, který umožňuje replikaci tohoto vektoru (tj., nepatogenního nebo nezpůsobujícího chorobu, podmíněně se replikujícího vektoru (vektorů)).The present invention provides improved conditionally replicating vectors, lentiviral vectors, and uses thereof. In addition to being selectively replicated, these vectors contain specific modifications to reduce the likelihood of recombination as a result of the emerging replication of competence. Included are methods of inhibiting replication of a wild-type virus strain and methods for delivering a gene into cells, including such improved vectors. The method comprises contacting a host capable of being infected, at risk of infection, or preferably actually infected with a wild-type strain of virus, with an improved vector that is propagated only in a host that allows replication of the vector (i.e., non-pathogenic or non-pathogenic) disease, conditionally replicating vector (s)).
Jak je zde popsáno dále, je konkrétním cílem tohoto způsobu vyvolat v hostiteli pomocí takového nepatogenního, podmíněně se replikujícího viru konkurenční infekci. Obecně zahrnuje podmíněně se replikující vektor podle vynálezu nejméně jednu sekvenci nukleové kyseliny, která přináší selektivní výhodu pro replikaci a rozšíření na podmíněně se replikující vektor ve srovnání s divokým typem viru, a/nebo nejméně jednu sekvenci nukleové kyseliny, která přináší selektivní výhodu pro rozmnožování virových částic do hostitelské buňky obsahující podmíněně se replikující vektor ve srovnání s hostitelskou buňkou obsahující divoký typ viru.As described hereinbelow, the particular aim of the method is to induce a competitive infection in the host by such a non-pathogenic, conditionally replicating virus. Generally, a conditionally replicating vector of the invention comprises at least one nucleic acid sequence that provides a selective advantage for replication and extension to a conditionally replicating vector over a wild-type virus, and / or at least one nucleic acid sequence that provides a selective advantage for viral propagation particles into a host cell containing a conditionally replicating vector as compared to a host cell containing a wild-type virus.
44*4 ««··44 * 3 «« ··
9 4 44«9 4 44 «
44« 4 444 4 444 «4,444 4 4
4« 4 94««4 «4 95« «
44 44« 4« «444 44
Ve výhodném provedení vynálezu obsahuje tento vektor sekvenci HIV a je používán pro léčbu HIV infekce. Tento vektor nebo hostitelská buňka obsahující tento vektor zahrnuje nejméně jednu sekvenci nukleové kyseliny, která (1) poskytuje crHIV genom se selektivní výhodou vůči divokému typu HIV genomu při obalování virionů potomstev (tj., v buňkách, ve kterých jsou oba usazeny) a/nebo (2) poskytuje hostitelskou buňku, která produkuje podmíněně se replikující vektor (virus) se selektivní výhodou při produkci crHIV virionu při srovnání s hostitelskou buňkou, produkující divoký typ viru. Jedním způsobem (na který však tento vynález není omezen) je dodání selektivní výhody při obalování crHIV genomům poskytnutím jednoho nebo více ribozymů, schopných štěpit genomy divokého typu HIV.In a preferred embodiment of the invention, the vector comprises an HIV sequence and is used to treat HIV infection. The vector or host cell comprising the vector comprises at least one nucleic acid sequence that (1) provides a crHIV genome with a selective advantage over the wild-type HIV genome in enveloping progeny virions (i.e., cells in which they are both established) and / or (2) provides a host cell that produces a conditionally replicating vector (virus) with a selective advantage in producing a crHIV virion as compared to a host cell producing a wild-type virus. One method (but not limited to this invention) is to confer a selective advantage on the packaging of crHIV genomes by providing one or more ribozymes capable of cleaving wild type HIV genomes.
V jiném aspektu vynálezu se vektorům dodává snížená pravděpodobnost rekombinace s konstrukty divokého typu a helperovými konstrukty, aby byly získány replikačně kompetentní vektory. Kromě toho jsou také poskytovány helperové vektory, buňky a obalové systémy, které také přispívají ke snížení rekombinace, pro další snížení možnosti produktivní rekombinace, aby bylo zajištěno, že se tyto vektory již dále podmíněně nereplikují.In another aspect of the invention, the vectors are provided with a reduced likelihood of recombination with wild-type constructs and helper constructs to obtain replication competent vectors. In addition, helper vectors, cells and packaging systems that also contribute to reduce recombination are also provided to further reduce the possibility of productive recombination to ensure that these vectors no longer conditionally replicate.
Divoké typy viruWild virus types
Podle vynálezu je „virus“ infekčním činidlem, které se skládá z proteinu a nukleové kyseliny, a které používá genetické mechanizmy buňky hostitele pro produkci virových produktů, určených virovou nukleovou kyselinou. „Nukleová kyselina“ označuje polymer DNA nebo RNA, který je jedno nebo dvojvláknový, lineární nebo kruhový a popřípadě obsahuje syntetické, nepřirozené nebo modifikované nukleotidy, které jsou schopny začlenění do DNA nebo RNA polymerů. DNA polynukleotid obsahuje výhodně genomové nebo cDNA sekvence.According to the invention, a "virus" is an infectious agent consisting of a protein and a nucleic acid and which uses the genetic mechanisms of a host cell to produce viral nucleic acid-determined products. "Nucleic acid" means a DNA or RNA polymer that is single- or double-stranded, linear or circular and optionally contains synthetic, non-natural or modified nucleotides that are capable of incorporation into DNA or RNA polymers. The DNA polynucleotide preferably comprises genomic or cDNA sequences.
„Divoký typ kmene viru“ je kmen, který neobsahuje žádné člověkem provedené mutace, jak je zde popisován, tj., libovolný virus, který může být izolován v přírodě. Alternativně je divokým typem kmene libovolný virus, který byl kultivován v laboratoři, ale stále, v nepřítomnosti jakéhokoliv jiného viru, je schopný produkovat genomy nebo viriony potomstva jako viry, které byly izolovány v přírodě. Například molekulární klon pNL4-3 HIV-1 popsaný v následujících příkladech je divoký typ kmene, který je dostupný v AIDS Research and Reference Reagent Program Catalog od National Institutes of Health (viz také Adachi et al., J. Virol., 59, 284 až 291 (1986)). pPSXB je HIV-2 molekulární klon, který laskavě poskytl Dr Suresh Arya z National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, a který byl popsán v Arya et al. Human immunodeficiency virus type 2 lentivirus vectors for gene transfer: expression and potential for helper virus-fřee packaging. Hum Gene Ther. 1998 Jun 10; 9 (9):1371 až 1380.A "wild-type strain of virus" is a strain that does not contain any man-made mutations as described herein, ie, any virus that can be isolated in nature. Alternatively, the wild-type strain is any virus that has been cultivated in the laboratory, but still, in the absence of any other virus, is capable of producing genomes or virions of progeny as viruses that have been isolated in nature. For example, the molecular clone pNL4-3 HIV-1 described in the following examples is a wild-type strain available in the AIDS Research and Reference Reagent Program Catalog from the National Institutes of Health (see also Adachi et al., J. Virol., 59, 284). to 291 (1986)). pPSXB is an HIV-2 molecular clone, kindly provided by Dr Suresh Arya of the National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, and described by Arya et al. Human immunodeficiency virus type 2 lentivirus vectors for gene transfer: expression and potential for helper virus-packaging. Hum Gene Ther. 1998 Jun 10; 9 (9): 1371-1380.
• ···· toto ···* tto ··*· ·· ·*·· to· to • « >· ··· to · · « ···· · to · · · to·# to· to ♦ · · · ««· ·* to· *·· ·· *·· · Toto · t t t t t t t * * • • • • • • • • • • • • • • To · · to to to to to to to to
Obecně se způsob podle vynálezu výhodně používá pro léčbu virových chorob, které jsou způsobeny virovou infekcí. Je žádoucí, je-li virus (stejně jako vektor, jak je diskutováno níže) RNA virus, ale může to být i DNA virus. RNA viry jsou různorodou skupinou, která infikuje prokaryonty (např. bakteriofágy), stejně jako mnoho eukaryontů, včetně savců a konkrétně člověka. Většina RNA virů má jako svůj genetický materiál jedno vláknovou RNA, i když nejméně jedna skupina má jako svůj genetický materiál dvojvláknovou RNA. RNA viry se dělí do tří hlavních skupin: viry s pozitivním řetězcem (tj. ty, jejichž genom po přenesení virem je translatován na protein a jejichž deproteinovaná nukleová kyselina postačuje k vyvolání infekce), viry s negativním řetězcem (tj. ty, jejichž genom, přenesený virem je komplementární ke smyslu zprávy a musí být transkribován, předtím než může nastat translace, pomocí enzymů, spojených s virionem) a dvoj vláknové RNA viry. Způsob podle vynálezu se výhodně používá pro viry s pozitivním řetězcem, viry s negativním řetězcem i dvoj vláknové RNA viry.In general, the method of the invention is preferably used for the treatment of viral diseases caused by viral infection. Desirably, the virus (as well as the vector, as discussed below) is an RNA virus, but may also be a DNA virus. RNA viruses are a diverse group that infects prokaryotes (eg, bacteriophages), as well as many eukaryotes, including mammals and in particular humans. Most RNA viruses have single stranded RNA as their genetic material, although at least one group has double stranded RNA as their genetic material. RNA viruses are classified into three main groups: positive-stranded viruses (i.e., those whose genome upon translation is translated into a protein and whose deproteinated nucleic acid is sufficient to induce infection), negative-stranded viruses (i.e. those whose genome, The virus transmitted is complementary to the meaning of the message and must be transcribed before translation can occur by virion-associated enzymes) and double-stranded RNA viruses. The method of the invention is preferably used for positive-stranded viruses, negative-stranded viruses and double-stranded RNA viruses.
Pod označením RNA virus se zde rozumějí viry podobné Sindbis virům (např. Togaviridae, Bromovirus, Cucumovirus, Tobamovirus, Ilarvirus, Tobravirus a Potexvirus), viry podobné Picomaviru (např. Picomaviridae, Caliciviridae, Comovirus, Nepovirus a Potyvirus), viry s minus-řetězcem (např. Paramyxoviridae, Rhabdoviridae, Orthomyxoviridae, Bunyaviridae a Arenaviridae), dvojvláknové viry (např. Reoviridae a Bimaviridae), viry podobné Flaviviru (např. Flaviviridae a Pestivirus), viry podobné Retroviru (např. Retroviridae), Coronaviridae a jiné skupiny virů, včetně, ale bez omezení na ně, Nodaviridae.RNA virus is used herein to mean Sindbis-like viruses (eg Togaviridae, Bromovirus, Cucumovirus, Tobamovirus, Ilarvirus, Tobravirus and Potexvirus), Picomavirus-like viruses (eg Picomaviridae, Caliciviridae, Comovirus, Nepovirus and Potyvirus), minus viruses chain (e.g., Paramyxoviridae, Rhabdoviridae, Orthomyxoviridae, Bunyaviridae and Arenaviridae), double-stranded viruses (e.g., Reoviridae and Bimaviridae), Flavivirus-like viruses (e.g., Flaviviridae and Pestivirus), Retrovirus-like viruses (e.g., Retrovirusidae), e.g. including, but not limited to, Nodaviridae.
Výhodným RNA virem podle vynálezu je virus čeledi Flaviridae, výhodně virus rodu Filovirus a zejména virus Marburg nebo Ebola. Přednostně je virem čeledi Flaviviridae virus rodu Flavivirus, jako je virus žluté zimnice, denge virus, virus západního Nilu, virus St. Louis encefalitidy, virus japonské encefalitidy, virus encefalitidy Murray Valley, Rocio virus, virus klíšťové encefalitidy a jim podobných.A preferred RNA virus according to the invention is a Flaviridae virus, preferably a Filovirus virus, and in particular a Marburg or Ebola virus. Preferably, the Flaviviridae virus is a Flavivirus virus such as yellow fever virus, denge virus, West Nile virus, St. Petersburg virus. Louis encephalitis, Japanese encephalitis virus, Murray Valley encephalitis virus, Rocio virus, tick-borne encephalitis virus and the like.
Výhodnými jsou také viry čeledi Picomaviridae, výhodně virus hepatitidy typu A (HAV), hepatitidy typu B (HBV) nebo virus non-A nebo non-B hepatitidy.Also preferred are Picomaviridae, preferably hepatitis A virus (HAV), hepatitis B virus (HBV) or non-A or non-B hepatitis virus.
Jiným výhodným RNA virem je virus čeledi Retroviridae (t.j. retrovirus), zejména virus rodu nebo podčeledi Oncovirinae, Spumavirinae, Spumavirus, Lentivirinae a Lentivirus. RNA virus podčeledi Oncovirinae je vhodně lidský T-lymfotropní virus typu 1 nebo 2 (t.j. HTVL-1 nebo HTVL-2) nebo virus hovězí leukemie (BLV), virus ptačího leukosis-sarkomu (např. virus Rousova sarkomu (RSV), virus ptačí myeloblastózy (AMV), virus ptačí erytroblastózy (AEV), virus asociovaný s Rousovým virem (RAV; RAV-0 až RAV-50), savčí virus C-typu (např. virus Moloneyho myší leukemie (MuLV), virus Harveyova myšího sarkomu (HaMSV), virus Abelsonovy myší leukemie (A-MuLV), AKR-MuLV, virus leukemie lišek (FeLV), virus opičího sarkomu, virus retikuloendoteliózy (REV), virus nekrózy sleziny (SNV)), virus B-typu (např. virus nádoru mléčné žlázy u myší (MMTV)) a virus D-typu (např. Mason-Pfizerův opičí virus (MPMV) a SAIDS viry). Vhodným virem podčeledi Lentivirus je virus lidské imunodeficience typu 1 nebo 2 (t.j. HIV-1 nebo HIV-2), kde HIV-1 byl dříve nazýván s lymfoadenopatií spojeným virem 3 (HTLV-III) a se získaným syndromem imunodeficience (AIDS) spojeným virem (ARV)) nebo jiný virus, spojený s HIV-1 nebo HIV-2, který byl identifikován a asociován s AIDS nebo s chorobami podobnými AIDS. Zkratka „HIV“ nebo termín „AIDS virus“ nebo „virus lidské imunodeficience“ jsou zde používány obecně pro označení těchto HIV virů a pro s HIV příbuzné nebo s HIV asociované viry. Dalším RNA virem z podčeledi Lentivirus je přednostně Visna/maedi virus (např. ten, který infikuje ovce), virus liščí imunodeficience (FIV), hovězí lentivirus, virus imunodeficience opic (SIV), virus koňské infekční anémie (EIAV) a virus kozí artritidy-encefalitidy (CAEV).Another preferred RNA virus is a virus of the family Retroviridae (i.e. retrovirus), in particular a virus of the genus or subfamily Oncovirinae, Spumavirinae, Spumavirus, Lentivirinae and Lentivirus. The RNA virus of the subfamily Oncovirinae is suitably a human T-lymphotropic virus type 1 or 2 (ie HTVL-1 or HTVL-2) or bovine leukemia virus (BLV), avian leukosis-sarcoma virus (eg Rous sarcoma virus (RSV), avian virus). myeloblastosis (AMV), avian erythroblastosis virus (AEV), Rous virus associated virus (RAV; RAV-0 to RAV-50), mammalian C-type virus (e.g., Moloney mouse leukemia virus (MuLV), Harvey mouse sarcoma virus ( HaMSV), Abelson's mouse leukemia virus (A-MuLV), AKR-MuLV, fox leukemia virus (FeLV), monkey sarcoma virus, reticuloendotheliosis virus (REV), spleen necrosis virus (SNV)), B-type virus (e.g., virus) mammary gland tumor in mice (MMTV)) and D-type virus (eg Mason-Pfizer simian virus (MPMV) and SAIDS viruses) Suitable human subfamily Lentivirus is human immunodeficiency virus type 1 or 2 (ie HIV-1 or HIV- 2), where HIV-1 was formerly referred to as Lymphoadenopathy Associated Virus 3 (HTLV-III) and Acquired Immune Syndrome nodeficiency virus (AIDS) associated virus (ARV)) or another HIV-1 or HIV-2 associated virus that has been identified and associated with AIDS or AIDS-like diseases. The abbreviation "HIV" or the term "AIDS virus" or "human immunodeficiency virus" is used herein to refer generally to these HIV viruses and to HIV-related or HIV-associated viruses. The other RNA virus of the subfamily Lentivirus is preferably Visna / maedi virus (eg, one that infects sheep), fox immunodeficiency virus (FIV), bovine lentivirus, monkey immunodeficiency virus (SIV), equine infectious anemia virus (EIAV), and goat arthritis virus. -encephalitis (CAEV).
Virem podle vynálezu je rovněž výhodně DNA virus. Výhodně je DNA virem virus Epstein-Barrové, adenovirus, herpes simplex virus, papillomavirus, virus vakcinie apodThe virus according to the invention is also preferably a DNA virus. Preferably, the DNA virus is Epstein-Barr virus, adenovirus, herpes simplex virus, papillomavirus, vaccinia virus and the like.
Mnohé z těchto virů jsou klasifikovány jako patogeny „rizikové skupiny 4“ („Biosafety Level 4“, tj., „Risk Group 4“ Světové zdravotnické organizace), pro které platí maximální používání uzavřených zařízení při všech laboratorních pracích. Řádně vyškolení pracovníci jsou však s tímto seznámeni a jsou schopni přijmout bezpečnostní opatření, nezbytná pro práci s těmito viry.Many of these viruses are classified as pathogens of the "Biosafety Level 4" (World Health Organization "Risk Group 4"), for which the maximum use of enclosed equipment applies in all laboratory work. However, properly trained personnel are aware of this and are able to take the precautions necessary to work with these viruses.
„Hostitelskou buňkou“ může být libovolná buňka, výhodně eukaryontní buňka. Je žádoucí, když touto buňkou je lymfocyt (jako T lymfocyt) nebo makrofág (jako monocytický makrofág) nebo prekurzor některé z těchto buněk, jako je hematopoetická kmenová buňka. Výhodně tyto buňky obsahují na svém povrchu glykoprotein CD4+, tj. jsou CD4+. Je však vhodné, když CD4+ T lymfocyt, který byl infikován AIDS virem, se ještě nestal aktivním (tj. výhodně u něj nenastala exprese nef nebo ještě výhodněji, nebyla exprese genu CD4+ utlumena, jak je diskutováno dále). Kromě toho je hostitelskou buňkou výhodně buňka, která postrádá CD4 markér a přesto je schopna být infikována virem podle vynálezu. Taková buňka zahrnuje, ale bez omezení, astrocyt, fibroblast pokožky, buňku střevního epitelu, endotelovou buňku, epitelovou buňku, dendritovou buňku, Langerhansovy buňky, monocyt, hematopoetickou kmenovou buňku, embryonální kmenovou buňku, buňku, ze které vznikne spermatická nebo vaječná buňka, stromální buňku, mukozální buňku a jim podobné. Je výhodné, když hostitelskou buňkou je buňka eukaryontního, mnohobuněčného druhu (např. jako protiklad jednobuněčné kvasničné buňky) a ještě výhodnější je, když touto buňkou je savčí, např. lidská buňka.The "host cell" can be any cell, preferably a eukaryotic cell. Desirably, the cell is a lymphocyte (such as a T cell) or a macrophage (such as a monocytic macrophage) or a precursor of any of these cells, such as a hematopoietic stem cell. Preferably, these cells contain a CD4 + glycoprotein on their surface, i.e., they are CD4 +. However, it is desirable that the CD4 + T cell that has been infected with the AIDS virus has not yet become active (i.e., preferably did not express nef or more preferably, the expression of the CD4 + gene was not attenuated as discussed below). Moreover, the host cell is preferably a cell which lacks a CD4 marker and yet is able to be infected with the virus of the invention. Such a cell includes, but is not limited to, astrocyte, skin fibroblast, intestinal epithelial cell, endothelial cell, epithelial cell, dendrite cell, Langerhans cells, monocyte, hematopoietic stem cell, embryonic stem cell, sperm cell or egg cell, tree cell, mucosal cell, and the like. Preferably, the host cell is a cell of a eukaryotic, multicellular species (e.g., as opposed to a unicellular yeast cell), and more preferably, the cell is a mammalian, e.g., human cell.
• ·• ·
Buňka může být přítomna jako jednoduchá entita nebo může být částí většího souboru buněk. Takový „větší soubor buněk“ může zahrnovat například buněčnou kulturu (buď směsnou nebo čistou), tkáň (např. endotel, epitel, sliznice nebo jiná tkáň, včetně tkání, které obsahují shora uvedené buňky bez CD4+), orgán (např. srdce, plíce, játra, sval, žlučník, močový měchýř, gonády, oko a jiné orgány), orgánový systém (např. oběhový systém, dýchací systém, gastrointestinální systém, močový systém, nervový systém, kožní systém nebo jiné orgánové systémy) nebo organizmus (např. ptáka, savce apod.). Je výhodné, když orgány/tkáně/buňky, které mají být cílem, jsou součástí oběhového systému (např. včetně, ale bez omezení, srdce, krevního řečiště a krve, včetně bílých krvinek a červených krvinek), dýchacího systému (např. nos, hltan, hrtan, průdušnice, průdušky, průdušinky, plíce a jim podobné), gastrointestinálního traktu (např. ústa, hltan, jícen, žaludek, střeva, slinná žláza, slinivka břišní, játra, žlučník a jiné), močového systému (např. ledviny, močovod, močový měchýř, močová trubice a jim podobné), nervového systému (např. včetně, ale bez omezení, mozku a míchy a specializovaných smyslových orgánů, jako je oko) a kožního systému (např. kůže, pokožka a buňky podkožních nebo kožních tkání). Ještě výhodnější je, když cílové buňky jsou vybrány ze skupiny, která se skládá z buněk srdce, krevního řečiště, plic, jater, žlučníku, močového měchýře a buněk oka. Cílové buňky nemusí být normální buňky a mohou být chorobnými buňkami. Takovéto chorobné buňky mohou být, ale bez omezení na ně, tumorové buňky, infikované buňky, geneticky abnormální buňky nebo buňky v blízkosti nebo v kontaktu s abnormální tkání, jako jsou buňky tumorového vaskulámího endotelu.The cell may be present as a single entity or may be part of a larger set of cells. Such a "larger set of cells" may include, for example, cell culture (either mixed or pure), tissue (eg, endothelium, epithelium, mucosa or other tissue, including tissues containing the above CD4 + free cells), organ (eg, heart, lung) , liver, muscle, gallbladder, bladder, gonads, eye, and other organs), organ system (e.g., circulatory, respiratory, gastrointestinal, urinary, nervous, skin, or other organ systems) or organism (e.g. bird, mammal, etc.). It is preferred that the organs / tissues / cells to be targeted are part of the circulatory system (eg, including, but not limited to, the heart, bloodstream and blood, including white blood cells and red blood cells), the respiratory system (eg, nose, pharynx, larynx, trachea, bronchi, bronchi, lungs and the like), gastrointestinal tract (eg mouth, pharynx, esophagus, stomach, intestines, salivary gland, pancreas, liver, gall bladder and others), urinary system (eg kidney , ureter, bladder, urethra, and the like), the nervous system (eg, including but not limited to, the brain and spinal cord and specialized sensory organs such as the eye) and the skin system (eg, skin, skin and subcutaneous or skin cells) weaving). More preferably, the target cells are selected from the group consisting of heart, bloodstream, lung, liver, gall bladder, bladder and eye cells. The target cells need not be normal cells and can be diseased cells. Such diseased cells may be, but are not limited to, tumor cells, infected cells, genetically abnormal cells, or cells in the vicinity or in contact with abnormal tissue, such as tumor vascular endothelial cells.
Vektor „Vektorem“ je molekula nukleové kyseliny (typicky DNA nebo RNA), která slouží pro přenos sekvencí přenášené nukleové kyseliny (tj., DNA nebo RNA) do hostitelské buňky. Tři obvyklé typy vektorů zahrnují plazmidy, fágy a viry. Výhodně je vektorem virus, který obsahuje zapouzdřené formy vektorových nukleových kyselin, a virové částice, ve kterých jsou vektorové nukleové kyseliny zabaleny.Vector A "vector" is a nucleic acid molecule (typically DNA or RNA) that serves to transfer sequences of a transferred nucleic acid (ie, DNA or RNA) to a host cell. Three common types of vectors include plasmids, phages, and viruses. Preferably, the vector is a virus that contains encapsulated forms of vector nucleic acids and viral particles in which the vector nucleic acids are packaged.
Je vhodné, když tento vektor není divokým typem kmenu vím a tudíž obsahuje člověkem vytvořené mutace nebo modifikace. Vektor je tedy typicky odvozen genetickou manipulací od divokého typu kmene (např., delecí), aby obsahoval podmíněně se replikující virus, jak je dále popsáno. Optimální je, když tento virový vektor obsahuje kmen viru, který je stejného typu jako divoký typ viru, způsobujícího infekci, která má býti léčena, který je výhodně jedním ze shora uvedených divokých typů virů. V souhlase s tím je výhodné, když je tento vektor odvozen od RNA viru, ještě výhodnější, je-li odvozen od retroviru a optimální je, když je odvozen od viruSuitably, this vector is not a wild type strain I know and therefore contains man-made mutations or modifications. Thus, the vector is typically derived by genetic manipulation from a wild-type strain (eg, by deletion) to contain a conditionally replicating virus, as described below. Preferably, the viral vector comprises a virus strain that is of the same type as the wild-type virus causing the infection to be treated, which is preferably one of the aforementioned wild-type viruses. Accordingly, it is preferred that the vector be derived from an RNA virus, even more preferably it is derived from a retrovirus, and optimally, it is derived from a virus
lidské imunodeficience. Takový vektor, odvozený od viru lidské imunodeficience je genericky označován jako „crHIV“ vektor.human immunodeficiency. Such a vector derived from human immunodeficiency virus is generically referred to as a "crHIV" vector.
Vektor je také výhodně „chimérickým vektorem“, tj. spojením virového vektoru s jinými sekvencemi, jako jsou například spojení HIV sekvencí s jedním nebo s více viry (které jsou vhodně odvozeny od divokého typu kmene viru, aby obsahovaly podmíněně se replikující vektor). Je hlavně vhodné, když mohou být HIV sekvence spojeny se sekvencemi modifikovaného (tj. nedivokého typu) kmene adenoviru, s adenovirem spojeného viru, viru z Alphaviridae, viry z Flaviviridae, virem z Hepadnaviridae, virem z Papovaviridae, virem z Parvoviridae, virem z Herpesrviridae, virem z Poxviridae, virem z Paramyxoviridae, virem z Rhabdoviridae, virem z Paramyxoviridae nebo virem z Retroviridae, včetně Onkoretrovirů, Spuma-retrovirů a Lenti-retrovirů. Zahrnuty jsou také viry nebo genomy podobné virovým genomům, které jsou odvozeny nebo asociovány s těmito čeleděmi virů.The vector is also preferably a "chimeric vector", i.e., linking the viral vector to other sequences, such as linking HIV sequences to one or more viruses (which are suitably derived from a wild-type strain of virus to contain a conditionally replicating vector). It is particularly preferred that the HIV sequences can be linked to sequences of a modified (i.e. wild type) adenovirus strain, adenovirus-associated virus, Alphaviridae virus, Flaviviridae virus, Hepadnaviridae virus, Papovaviridae virus, Parvoviridae virus, Herpesrviridae virus , a Poxviridae virus, a Paramyxoviridae virus, a Rhabdoviridae virus, a Paramyxoviridae virus, or a Retroviridae virus, including Onkoretroviruses, Spuma-retroviruses, and Lenti-retroviruses. Also included are viruses or genomes similar to viral genomes that are derived or associated with these virus families.
Chimérický vektor je výhodný, když vektorové sekvence (tj., sekvence kódující buď proteiny, fragmenty nebo nekódující sekvence), odvozené od jiných než Lentivirus, jsou inzertovány do Lentivirus vektoru. Je výhodné, když jsou inzertovány do vektoru, odvozeného od HIV, jiné než HIV sekvence.A chimeric vector is preferred when vector sequences (i.e., sequences encoding either proteins, fragments or non-coding sequences) derived from other than Lentivirus are inserted into the Lentivirus vector. It is preferred that they are inserted into an HIV-derived vector other than the HIV sequence.
Jak je zde zahrnuto, může vektor obsahovat buď DNA nebo RNA. Pro odvození viru může být například použit buď RNA nebo DNA vektor. Obdobně může být udělána cDNA kopie z virové RNA. Alternativně mohou být cDNA (nebo virové genomové DNA) části přepsány in vitro, čímž vznikne RNA. Tyto způsoby jsou velmi dobře známy odborníkům v této oblasti techniky a jsou také popsány v následujících příkladech.As included herein, the vector may comprise either DNA or RNA. For example, either an RNA or a DNA vector can be used to derive the virus. Similarly, a cDNA copy can be made from viral RNA. Alternatively, cDNAs (or viral genomic DNA) portions may be transcribed in vitro to produce RNA. These methods are well known to those skilled in the art and are also described in the following examples.
„Podmíněně se replikující virus“ je replikačně defektní virus, který je defektní pouze za určitých podmínek. Konkrétně tento virus může dokončit svůj replikační cyklus v hostitelské buňce, která to dovolí, a nemůže dokončit svůj replikační cyklus v hostitelské buňce, která to nedovolí. „Hostitelská buňka“ je buňka, která je schopna být infikována, nebo kterájiž je skutečně infikována divokým typem kmene viru nebo pseudotypovým vektorem. Taková infekce divokým typem viru může nastávat buď před nebo po infekci podmíněně se replikujícím virem podle vynálezu. Alternativně může být „hostitelská buňka“ buňkou, která kóduje produkty divokého typu viru nebo helperového genu, které jsou nezbytné pro replikaci viru. Podmíněně se replikující vektor podle vynálezu je tedy virem (který je výhodně stejného typu viru, jako způsobuje infekci, která má být léčena), který se replikuje pouze za komplementace s divokým kmenem viru (nebo helperu) nebo tehdy, když virus divokého typu infikuje buňky, které obsahují genomy podmíněně se replikujícího vektoru.A 'conditionally replicating virus' is a replication-defective virus that is defective only under certain conditions. Specifically, the virus can complete its replication cycle in a host cell that allows it, and cannot complete its replication cycle in a host cell that does not allow it. A "host cell" is a cell that is capable of being infected or is actually infected with a wild-type strain of virus or a pseudotypic vector. Such a wild-type virus infection may occur either before or after infection with a conditionally replicating virus of the invention. Alternatively, a "host cell" may be a cell that encodes wild-type virus or helper gene products that are essential for virus replication. Thus, the conditionally replicating vector of the invention is a virus (which is preferably of the same virus type as causing the infection to be treated) that replicates only when complemented with a wild-type virus (or helper) strain or when the wild-type virus infects cells which contain genomes of a conditionally replicating vector.
• · · · · · · • ···· · · · ··· · ··· · ·• · · · · · · • · · · · · · ·
Ve výhodném provedení vektor obsahuje RNA virus (např. podmíněně se replikující HIV virus), který je introdukován ve formě DNA. Toto výhodné provedení nabízí způsob použití replikujícího se HIV-1 (crHIV) vektoru, který poskytuje nepatogenní crHIV-1 vektorové genomy se selektivní výhodou proti patogenním divokým typům HIV genomů. Konkrétně v buňkách obsahujících genomy divokého typu HIV i crHIV, mají crHIV RNA selektivní výhodu v obalování do virionů, protože obsahují například ribozymy, které štěpí divoký typ RNA, ale ne crHIV RNA. Takovéto nepatogenní crHIV jsou schopny rozšíření do neinfíkováných buněk, které jsou náchylné na HIV infekci (např. CD4+ buňky) v přítomnosti helperového viru divokého typu. Tímto způsobem interferuje selektivní obalování a rozšiřování crHIV s replikací divokého typu HIV.In a preferred embodiment, the vector comprises an RNA virus (eg, a conditionally replicating HIV virus) that is introduced in the form of DNA. This preferred embodiment offers a method of using a replicating HIV-1 (crHIV) vector that provides non-pathogenic crHIV-1 vector genomes with a selective advantage over pathogenic wild-type HIV genomes. In particular, in cells containing both HIV and crHIV wild type genomes, crHIV RNAs have a selective advantage in enveloping into virions because they contain, for example, ribozymes that cleave wild-type RNA but not crHIV RNA. Such non-pathogenic crHIVs are capable of spreading to uninfected cells that are susceptible to HIV infection (eg, CD4 + cells) in the presence of wild-type helper virus. In this way, selective packaging and spreading of crHIV interferes with wild-type HIV replication.
Dalším výhodným provedením je nepatogenní crHIV vektor, který je nepatogenní proto, protože neobsahuje žádnou kombinaci sekvencí virových akcesorických proteinů (jako jsou, ale bez omezení na ně, Vif, Vpu, Vpr nebo Nef nebo jejich kombinace nebo fragmenty), které by mohly učinit tento vektor patogenním. Tyto sekvence mohou být alternativně přítomny, ale mohou být transkripčně tiché nebo být netranslatované. Vektor popřípadě neobsahuje žádnou kombinaci regulačních proteinových sekvencí (jako jsou, ale bez omezení na ně, Tat nebo Rev nebo jejich kombinace), které by způsobily patogenitu tohoto vektoru. Tyto sekvence mohou být alternativně přítomny, ale transkripčně tiché nebo netranslatované.Another preferred embodiment is a non-pathogenic crHIV vector which is non-pathogenic because it does not contain any combination of viral accessory protein sequences (such as, but not limited to, Vif, Vpu, Vpr or Nef or combinations or fragments thereof) that could make this vector pathogenic. These sequences may alternatively be present, but may be transcriptionally silent or non-translated. Optionally, the vector does not contain any combination of regulatory protein sequences (such as, but not limited to, Tat or Rev or combinations thereof) that would cause the pathogenicity of the vector. These sequences may alternatively be present but transcriptionally silent or untranslated.
Vektory však výhodně obsahují jakoukoli kombinaci sekvencí strukturních proteinů (jako jsou gag nebo jeho fragment), sekvencí enzymových proteinů (jako jsou pol nebo jeho fragment) a/nebo sekvencí proteinů obálky (jako jsou env nebo jeho fragment) ve formě schopné být translačně aktivní nebo tiché. Podmíněně se replikující vektor může být tudíž schopen se replikovat, ale nikoliv na takových hladinách, které jsou patogenní pro daný hostitelský organizmus. Místo toho tento vektor potřebuje komplementaci s helperovou složkou (jako je helper vektor), obsahující nezbytné sekvence, odvozené od divokého typu viru, aby se mohl replikovat na hladinách dostatečných pro vyvolání potřebného terapeutického, profylakticého nebo biologického účinku. Určování přesné kombinace proteinů nebo nukleotidových sekvencí, přítomných v tomto vektoru a helperu, aby byl získán optimální biologický účinek, zahrnuje pouze přímou aplikaci jednoduchých skríninkových procesů, zahrnujících přidání a odebrání různých kombinací nukleotidových sekvencí do vektoru nebo helperové konstrukce, což jsou pro odborníky v tomto poli techniky rutinní způsoby.However, the vectors preferably contain any combination of structural protein sequences (such as gag or fragment thereof), enzyme protein sequences (such as pol or fragment thereof) and / or envelope protein sequences (such as env or fragment thereof) in a form capable of being translationally active or quiet. Thus, the conditionally replicating vector may be able to replicate, but not at levels that are pathogenic to a given host organism. Instead, the vector needs complementation with a helper component (such as a helper vector) containing the necessary wild-type virus-derived sequences to replicate at levels sufficient to produce the desired therapeutic, prophylactic or biological effect. Determining the exact combination of proteins or nucleotide sequences present in the vector and the helper to obtain an optimal biological effect involves only the direct application of simple screening processes, including adding and removing different combinations of nucleotide sequences to the vector or helper construct, which are within the skill of the art. routine methods.
Kromě toho mohou být shora uvedené nukleotidové sekvence modifikovány nebo mutagenizovány, aby byl změněn jejich biologický účinek nebo například zmenšena možnost jejich rekombinace s helperovou konstrukcí. V této oblasti techniky jsou známy početné • ♦ 9 ·In addition, the aforementioned nucleotide sequences may be modified or mutagenized to alter their biological activity or, for example, reduce the possibility of their recombination with a helper construct. Numerous známy 9 · are known in the art.
způsoby pro modifikaci nebo mutaci vektorových a helperových konstruktů pro dosažení více optimalizovaných konstruktů (např. Current Protocols in Molecular Biology, Hartcourt Brace and Jovanovich, 2000; Molecular Cloning, Sambrook et al, Cold Spring Harbor Press, 1989 a Soong et al. Nátuře Genetics 25: 436 až 439,2000, které jsou zde obě začleněny ve své celistvosti).methods for modifying or mutating vector and helper constructs to achieve more optimized constructs (eg, Current Protocols in Molecular Biology, Hartcourt Brace and Jovanovich, 2000; Molecular Cloning, Sambrook et al., Cold Spring Harbor Press, 1989 and Soong et al. Nature Genetics) 25: 436-439,2000, both of which are incorporated herein in their entirety).
Přístup, umožněný shora uvedenými vektory, se liší od použití živých-zeslabených vakcín (live-attenuated, LA), které používají replikačně kompetentní viry, které postrádají akcesorické proteiny (viz Daniel et al., Science, 258, 1938 až 1941 (1992) a Desrosiers, AIDS Res. & Human Retrovir., 10, 331 až 332 (1994)), protože u LA vakcín se nevyvíjí žádné úsilí pro komplementaci nedostatků, které například zabraňují účinnému vyvolání efektivní imunitní odpovědi a přitom udržují bezpečnost. Například je známo, že mnohonásobně deletované LA SIV vakcíny nemohou vyvolat účinnou imunitní odpověď, zatímco jednoduše deletované (Nef negativní) LA SIV vakcíny jsou patogenní pro juvenilní jedince opice makaka (Baba et al,The approach provided by the above vectors differs from the use of live-attenuated (LA) vaccines which use replication competent viruses lacking accessory proteins (see Daniel et al., Science, 258, 1938-1941 (1992)) and Desrosiers, AIDS Res. & Human Retrovir., 10, 331-322 (1994)), because LA vaccines do not make any effort to complement deficiencies that, for example, prevent effective elicitation of an effective immune response while maintaining safety. For example, it is known that multiple deleted LA SIV vaccines cannot elicit an effective immune response, while single deleted (Nef negative) LA SIV vaccines are pathogenic to juvenile cynomolgus monkeys (Baba et al,
1995).1995).
Alternativní přístup k LA HIV vakcínám poskytnutý výše popsaným vynálezem by sočíval v použití nejméně dvou vektorů, z nichž nejméně jeden je mnohonásobně deletovaným HIV vektorem a druhý (helper) vektor exprimuje všechny akcesorické proteiny s výjimkou Nef. Tento mnohonásobně zeslabený HIV vektor by se tudíž mohl replikovat podmíněným způsobem, aniž by způsoboval chorobu, přičemž je kontrolovaným způsobem komplementován s Vif, Vpr a Vpu z helper vektoru. První vektor může být sestrojen tak, aby obsahoval genetické antivirové prostředky, aby interferovaly s replikací a šířením divokého typu HIV. Alternativně by mohl tento první vektor být použit pro vyvolání účinné imunitní odpovědi proti divokému typu viru. Odborníkům v této oblasti techniky bude jasné, že jednoduchý skríninkový proces umožní vyhodnocení, která skutečná(é) kombinace sekvencí, deletovaných z prvního vektoru, ale přítomných v helperovém vektoru by umožnila prvnímu vektoru optimálně poskytovat terapeutickou nebo profylaktickou odpověď a přitom zachovávat bezpečnost svojí nepatogenitou.An alternative approach to LA HIV vaccines provided by the above described invention would be to use at least two vectors, at least one of which is a multiple deleted HIV vector and the other (helper) vector expresses all accessory proteins except Nef. Thus, the multiple attenuated HIV vector could replicate in a conditional manner without causing disease, being complemented in a controlled manner with Vif, Vpr and Vpu from the helper vector. The first vector may be engineered to contain genetic antiviral means to interfere with the replication and spread of wild-type HIV. Alternatively, this first vector could be used to elicit an effective immune response against a wild-type virus. It will be clear to those skilled in the art that a simple screening process will allow evaluation of which true combination of sequences deleted from the first vector but present in the helper vector would allow the first vector to optimally deliver a therapeutic or prophylactic response while maintaining safety by its non-pathogenicity.
Dalším výhodným provedením podmíněně se replikujícího systému vektor - helper může být použití HIV-1 vektoru pro expresi gag, pol, tat a rev, při použití HIV-2 odvozeného helperového vektoru, například, pro expresi Vif, Vpu, Vpr genů a s možností volby Nef genu. Vynález není tímto příkladem nijak omezen, protože je stejně možná libovolná kombinace shora uvedených genů umístěných v libovolné kombinaci kompatibilních vektorů, včetně reverzních HIV-1 a HIV-2 nebo chimérických HIV formátů. Exprese Tat z HIV-1 pozadí by mohla transaktivovat jak HIV-1, tak i HIV-2 LTR pro komplementaci jednoho s druhým za vzniku ····Another preferred embodiment of a conditionally replicating vector-helper system may be the use of an HIV-1 vector for expression of gag, pol, tat and rev, using an HIV-2 derived helper vector, for example, for expression of the Vif, Vpu, Vpr genes and gene. The invention is not limited to this example since any combination of the above-mentioned genes located in any combination of compatible vectors, including reverse HIV-1 and HIV-2 or chimeric HIV formats, is equally possible. Expression of Tat from the HIV-1 background could transactivate both HIV-1 and HIV-2 LTRs to complement each other to form ····
00040004
00
0 0 0 vektorových části, které by obsahovaly buď genomy HIV-1 vektoru nebo genomy HIV-2 vektoru. Tyto dvě genomové RNA se však nemohou účinně dimerizovat, čímž je zabráněno současné lokalizaci vektorových i helperových genomů, které by jinak mohly být společně zabaleny do jedné virionové částice. V případě společného zabalení do jedné virionové částice, by v průběhu reverzní transkripce, poté co tato částice infikuje další cílovou buňku, mohla nastat rekombinace mezi genomy vektoru a helperu, která by produkovala replikačně kompetentní vektor (RCV).Vector portions that contain either the HIV-1 vector genomes or the HIV-2 vector genomes. However, these two genomic RNAs cannot effectively dimerize, thereby preventing the simultaneous localization of both vector and helper genomes that could otherwise be packaged together in a single virion particle. In the case of co-packaging into one virion particle, during reverse transcription, after that particle infects another target cell, recombination between the genomes of the vector and the helper could occur that would produce a replication competent vector (RCV).
Jako další případ možné produkce společně zabalených konstrukcí mohou tyto vektory dále obsahovat jednu nebo více sekvencí nukleové kyseliny, které snižují riziko jakékoliv rekombinace. První vektor může například obsahovat ribozymovou (nebo antisense/ribozymovou) sekvenci, specifickou pro štěpení helperového vektoru. Společné umístění těchto vektorů na stejném buněčném, podbuněčném nebo mimobuněčném místě by mohlo vyústit do štěpení helperového vektoru pro zvýšení bezpečnosti při rušení dimemího stavu nebo společného umístění těchto vektorů, s výsledkem inaktivace genomu po rekombinaci nebo jiného zabránění vzniku produkce RCV. Tento přístup může být změněn zahrnutím ribozymu na helperovém vektoru nebo dále zlepšen zahrnutím ribozymů na obou vektorech pro dosažení dalšího zvýšení bezpečnosti.As a further case of possible production of co-packaged constructs, these vectors may further comprise one or more nucleic acid sequences that reduce the risk of any recombination. For example, the first vector may comprise a ribozyme (or antisense / ribozyme) sequence specific for cleavage of the helper vector. Co-location of these vectors at the same cellular, cellular or extracellular site could result in cleavage of the helper vector to enhance safety in diminishing or co-location of these vectors, resulting in inactivation of the genome after recombination or otherwise preventing RCV production. This approach can be altered by including a ribozyme on the helper vector, or further improved by including ribozymes on both vectors to further enhance safety.
Antisense molekuly mohou být alternativně použity pro náhradu shora uvedených ribozymů, takže dochází k rychlé degradaci útvarů dvojvláknové hybridní RNA buněčnými endonukleázami. Dalším výhodným provedením je, že antisense sekvence mohou být větší délky než 16 poloh baží ribozomální RNA, použité pro cílení.Alternatively, antisense molecules can be used to replace the above ribozymes, so that double-stranded hybrid RNA structures are rapidly degraded by cellular endonucleases. Another preferred embodiment is that the antisense sequences may be greater than 16 bases in length of the ribosomal RNA used for targeting.
V modifikovaném přístupu může být helper virus odvozen od heterologního viru (například kteréhokoli z virů a tříd virů, uvedených shora, ale výhodně odvozeného od adenoviru, od viru spojeného s adenovirem, od myšího onkoretroviru nebo od non-HIV lentiviru), přičemž mohou být proteiny exprimovány konstitutivně. Tento heterologní helper vektor může být alternativně sestrojen tak, aby využíval HIV-LTR pro indukovatelnou nebo autoregulovanou expresi Tat, aby byla transaktivována exprese HIV-1 vektoru. Výhodou poskytovanou heterologním virovým helperem je restriktivní asociace mezi genomy prvního a druhého vektoru, tudíž další snížení možnosti rekombinace a vzniku možného RCV.In a modified approach, the helper virus may be derived from a heterologous virus (for example, any of the viruses and virus classes listed above but preferably derived from adenovirus, adenovirus-associated virus, mouse oncoretrovirus or non-HIV lentivirus), which may be proteins expressed constitutively. This heterologous helper vector may alternatively be designed to utilize the HIV-LTR for inducible or self-regulated Tat expression to transactivate the expression of the HIV-1 vector. The advantage provided by the heterologous viral helper is the restrictive association between the genomes of the first and second vector, thus further reducing the possibility of recombination and the formation of a possible RCV.
V jiném provedení vektor obsahuje antisense sekvenci, která je přítomna v helperovém genomu nebo je inzertována do helperového genomu. Neomezující příklad je patrný u vektoru pNlcptASgag, který je analogický vektoru pNlcptASenv, kromě toho, že antisense sekvence je kromě nebo místo env sekvence, přítomné v divokém typu HIV, namířena na gag sekvenci, přítomnou na helper vektoru. Tato anti-gag antisense sekvence je umístěna před akceptorovým ·*·· ·· ···· ·· ···· • · · · 9 9 9In another embodiment, the vector comprises an antisense sequence that is present in the helper genome or inserted into the helper genome. A non-limiting example is seen in the vector pN1cptASgag, which is analogous to the vector pN1cptASenv, except that the antisense sequence is directed to the gag sequence present on the helper vector in addition to or instead of the env sequence present in wild-type HIV. This anti-gag antisense sequence is placed in front of the acceptor 9 9 9
9 9 999 9 9 99 9,999 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
99 99 999 99 99 místem sestřihu, které je přítomno za RRE sekvencí, přítomnou ve vektoru. Proto bude gag sekvence zabalena pouze v genomových a nikoliv v subgenomových čili sestřižených vektorových RNA. Helperové genomy helperů, obsahujících intron, jako jsou například helpery systému VIRPAC, budou tak přednostně cíleny na komplex sestřihu buňky, zatímco RNA genomových vektorů, které obsahují anti-gag antisense sekvence, budou tento mechanizmus sestřihu přednostně obcházet.99 99 999 99 99 splice site present after the RRE sequence present in the vector. Therefore, the gag sequence will only be packaged in genomic and not subgenomic or spliced vector RNAs. Thus, intron-containing helper genomes, such as VIRPAC helpers, will preferentially target the cell splicing complex, while RNA genomic vectors that contain anti-gag antisense sequences will preferentially bypass this splicing mechanism.
Rozdílný přenos vektorových a helperových genomů v buňce by měl mít minimální vliv na titr vektoru, dokonce i kdyby byly vektorové a helperové vektory náhodně umístěny společně, neboť hybridizace párováním bází vektorových a helperových genomů by měla vyústit do inaktivace nebo destrukce takovýchto částic, obsahujících vektorový a helperový genom a zabránit rekombinaci vektoru s helperem, vedoucí ke vzniku RCV. V alternativním provedení může být helper sestrojen tak, aby obsahoval antisense sekvence anti-U5 vektoru, směrované na U5 sekvence, které byly nalezeny v podmíněně se replikujícím vektoru. Aniž bychom omezovali podstatu tohoto aspektu vynálezu, mohou antisense sekvence anti-U5 být inzerovány distálně vůči sekvencím kódujícím helper, ale před terminačním místem transkripce. Proto, jestliže budou vektorové a helperové RNA náhodně společně umístěny, zabaleny a případně rekombinovány, budou potom tyto antisense sekvence destruovat nebo inaktivovat takovéto společně zabalené virové částice a zabraňovat rekombinaci.Differential transfer of vector and helper genomes within a cell should have minimal effect on vector titer, even if vector and helper vectors are randomly placed together, since base-pair hybridization of vector and helper genomes should result in inactivation or destruction of such vector- and vector-containing particles. helper genome and prevent recombination of the vector with the helper, resulting in RCV. In an alternative embodiment, the helper may be constructed to contain antisense sequences of an anti-U5 vector directed to U5 sequences that have been found in the conditionally replicating vector. Without limiting the spirit of this aspect of the invention, anti-U5 antisense sequences may be inserted distal to the helper coding sequences but before the transcription termination site. Therefore, if vector and helper RNAs are randomly co-located, packaged, and optionally recombined, these antisense sequences will then destroy or inactivate such co-packaged viral particles and prevent recombination.
V ještě jiném provedení může helper obsahovat cílové sekvence pro první nukleotidovou sekvenci, přítomnou na vektoru. Neomezující příklad nastává při umístění fragmentu env o správné orientaci do helperu dvojplazmidového páru, který obsahuje vektor pNlcptASenv. Tedy, jestliže budou vektorové i helperové RNA společně umístěny, potom by správně orientovaná env sekvence v helperu měla podléhat párování bází s antisense sekvencí env ve vektoru, čímž bude zabráněno rekombinaci. Shora uvedené příklady nejsou míněny jako omezení tohoto vynálezu na právě tento jeden nebo dva typy genetických protivirových sekvencí. Každému odborníkovi na tomto poli techniky bude zřejmé, že do vektorových a/nebo helperových konstruktů mohou být inzertovány početné genetické antivirové sekvence, rovněž jako jejich příbuzné cílové sekvence. Dalším neomezujícím příkladem je, že pNlcptASgagASenv vektor a helper, které obsahují správně orientovanou sekvenci gag a env fragmentu, mohou být použity ve vzájemné kombinaci pro zvýšení bezpečnosti snížením pravděpodobnosti společného zabalení a rekombinace za vzniku RCV.In yet another embodiment, the helper may comprise target sequences for the first nucleotide sequence present on the vector. A non-limiting example occurs when the env fragment of the correct orientation is placed in the helper of a bp plasmid pair that contains the vector pN1cptASenv. Thus, if both the vector and the helper RNA are co-located, then a correctly oriented env sequence in the helper should undergo base pairing with the antisense env sequence in the vector, thereby preventing recombination. The above examples are not intended to limit the present invention to this one or two types of genetic antiviral sequences. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous genetic antiviral sequences, as well as their related target sequences, may be inserted into vector and / or helper constructs. Another non-limiting example is that the pNlcptASgagASenv vector and helper, which contain the correctly oriented gag and env fragment sequences, can be used in combination to increase safety by reducing the likelihood of co-packaging and recombination to form RCV.
V jiném výhodném provedení pro expresi vektorových a helperových komponent jsou tyto komponenty exprimovány přechodně. Jedním způsobem, zajišťujícím, aby vektor a helper exprimovaly jejich genom přechodně, je konstrukce tohoto vektoru nebo tohoto helperu • 4 0000In another preferred embodiment, for expressing vector and helper components, the components are transiently expressed. One way of ensuring that the vector and the helper transiently express their genome is by constructing the vector or this helper.
40004000
0· 00000 · 0000
• 0 · · •00 · · · • 0 0 0 0 • 00 ·· ·· použitím, například integráza negativního Pol genu. Takové lentivirové integrázové mutanty jsou známy v této oblasti techniky a bylo uvedeno, že nejsou infekční (Hirsch et al 1989 Nátuře 341: 573 až 574). Vektorové a/nebo helperové genomy, které jsou tudíž produkovány integráza negativními produkčními buňkami, nebudou integrovat, ale mohou být exprimovány přechodným způsobem a tak regulovat rozsah replikace vektoru nebo helperu. Ještě jiným způsobem pro přechodnou expresi buď vektoru nebo helperu je rozbití AAT míst ve vektorových LTR. Tato místa jsou odpovědná za aktivní integraci reverzně transkribované DNA vektorového genomu do chromozómu hostitelské buňky.Use of, for example, an integrase of the negative Pol gene. Such lentiviral integrase mutants are known in the art and have been reported not to be infectious (Hirsch et al 1989 Nature 341: 573-574). The vector and / or helper genomes that are thus produced by integrase negative production cells will not integrate, but can be expressed in a transient manner and thus regulate the extent of replication of the vector or helper. Yet another way to transiently express either a vector or a helper is to disrupt the AAT sites in the vector LTRs. These sites are responsible for the active integration of the reverse transcribed vector genome DNA into the host cell chromosome.
Další způsob provedení shora uvedeného využívá fuzního proteinu pro obalení funkční molekuly integrázy do virové částice. V tomto provedení nebude ani podmíněně se replikující vektor, jako je lentivektor, ani helperový vektor kódovat integrázu, ale funkční integrázový fuzní protein bude k dispozici v důsledku exprese z jiného plazmidového konstruktu, jako je helperový vektor nebo z integrované kopie v použité obalové buňce, a poskytne po infekci funkční integrázovou aktivitu. Alternativně je tento integrázový protein získáván in trans expresí z helperového konstruktu, který ho kóduje. V tomto provedení vynálezu nemůže podmíněně se replikující vektor ani lentivektor kódovat integrázu. Uvedeným fuzním proteinem může, ale bez omezení na něho, být vpr-integrázový protein, který obsahuje proteázové štěpné místo na spojnici mezi vpr a aminokyselinovou sekvencí integrázy.Another embodiment of the above uses a fusion protein to coat a functional integrase molecule into a viral particle. In this embodiment, neither the conditionally replicating vector such as the lentivector nor the helper vector will encode the integrase, but the functional integrase fusion protein will be available due to expression from another plasmid construct such as the helper vector or from an integrated copy in the packaging cell used, and provides functional integrase activity after infection. Alternatively, this integrase protein is obtained in trans expression from a helper construct that encodes it. In this embodiment, the conditionally replicating vector or lentivector cannot encode an integrase. Said fusion protein may be, but is not limited to, a vpr-integrase protein that comprises a protease cleavage site at the junction between the vpr and the integrase amino acid sequence.
Shora uvedený popis dvojitého, vektor-helper, systému není v žádném případě omezením tohoto vynálezu na konstrukty s dvěma vektory nebo helpery. Může být použita libovolná kombinace dvou, tří nebo více vektorů a/nebo helperů pro získání komponent, nezbytných pro produkci vektoru. Rozdělení nezbytných genomových elementů do více vektorových nebo helperový ch komponent má vliv na vzrůstající bezpečnost, protože pro mnohonásobné vektorové a helperové genomy je obtížnější vznik RCV rekombinací. Bezpečnost může být dále zvýšena sestrojením vektoru(ů) nebo helperu(ů), aby mezi sebou obsahovaly málo nebo žádné oblasti homologie, což je dalším výhodným provedením. Rozdělení nezbytných genomových elementů do mnohočetných komponent může také dále omezit replikaci podmíněně se replikujícího vektoru, protože je málo pravděpodobné pro více než dva genomy, ve srovnání s pouze dvěma, aby byly současně přítomny v hostitelské buňce. Optimální počet potřebných vektoru(ů) a helperu(ů) lze snadno určit jednoduchým skríninkem různých kombinací a může se měnit v závislosti na příslušném virovém vektorovém systému, který je použit.The foregoing description of the double-vector helper system is by no means a limitation of the present invention to dual vector constructors or helpers. Any combination of two, three, or more vectors and / or helper can be used to obtain the components necessary to produce the vector. The division of the necessary genomic elements into multiple vector or helper components has an effect on increasing safety, since the formation of RCV recombinations is more difficult for multiple vector and helper genomes. Safety can be further enhanced by constructing the vector (s) or helper (s) to contain little or no regions of homology between them, which is another preferred embodiment. Splitting the necessary genomic elements into multiple components can also further limit the replication of the conditionally replicating vector, since it is unlikely for more than two genomes, compared to only two, to be present in the host cell at the same time. The optimal number of vector (s) and helper (s) needed can be readily determined by simply screening the various combinations and can vary depending on the particular viral vector system being used.
Jedním jednoduchým, přitom neomezujícím, příkladem omezování nebo odstraňování oblastí homologie mezi vektorem(y) a helperem(y) je prosté degenerování nukleotidové to ««toto ** ♦ *»· ♦» ··>*One simple, but non-limiting, example of limiting or removing regions of homology between the vector (s) and the helper (s) is the simple degenerate nucleotide to toto this ** ♦ * »· ♦» ··> *
9 9 9 9 9 99 · · 9 · ··· 9 9 99 9 9 9 9 99 · · 9 · ···
9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
999 99 99 9 99 9 9 99 sekvence, přičemž je udržována kódovaná aminokyselinová sekvence. Způsoby degenerace sekvencí jsou v této oblasti techniky dobře známy a jsou rutinní. Jedním výhodným způsobem je humanizace těchto sekvencí, pokud jsou terapeuticky užívány u člověka. Používaný kodon bylo tabelován pro primáty a je popsán v Wada et al. (Nucleic Acid Research vol. 28 Supplement: 2367 až 2411,1990), což je tímto začleněno ve své celistvosti).999 99 99 9 99 9 9 99 sequence, maintaining the encoded amino acid sequence. Methods of degenerate sequences are well known in the art and are routine. One preferred method is to humanize these sequences when therapeutically used in humans. The codon used has been tabulated for primates and is described in Wada et al. (Nucleic Acid Research vol. 28 Supplement: 2367-2411, 1990), which is hereby incorporated in its entirety).
Degenerace může být také použita pro ochranu konstruktu helperu před účinky libovolného činidla, určeného pro zacílení vektoru, který má být zabalen s helperem. Toto lze jednoduše provést degenerováním stejné cílové sekvence, pokud nějaká je, jako byla nalezena na helperovém konstruktu. Kromě toho může být degenerace vektorových i helperových konstruktů určena pro redukci rekombinace s jinými virovými sekvencemi, včetně sekvencí jiných divokých typů, které mohou být nalezeny současně s vektorovou nebo helperovou sekvencí v buňce. Například použití páru vektoru a helperu v obalovacím systému, založeném na HIV-1 a HIV-2, může být modifikováno tak, že tento pár vektoru a helperu je degenerován také vzhledem k vnějšímu retro-elementu. Degenerace nukleotidové sekvence bud’ vektoru nebo helperu bude snižovat současnou lokalizaci předpokládaných rekombinací a tudíž redukovat riziko vzniku replikačně kompetentníhp viru mezi vektorovými a helperovými genomy nebo mezi vektorovými nebo helperovými genomy a soutěžícím genomem, jako je endogenní retro-element.Degeneration can also be used to protect the helper construct from the effects of any agent designed to target the vector to be packaged with the helper. This can simply be done by degenerating the same target sequence, if any, as found on the helper construct. In addition, degeneration of both vector and helper constructs can be determined to reduce recombination with other viral sequences, including sequences of other wild-type, which can be found simultaneously with the vector or helper sequence in the cell. For example, the use of a vector-helper pair in an HIV-1 and HIV-2 based coating system can be modified such that the vector-helper pair is also degenerate with respect to the outer retro-element. Degeneration of the nucleotide sequence of either the vector or the helper will reduce the co-location of the putative recombinations and thus reduce the risk of developing a replication competent virus between the vector and helper genomes or between the vector or helper genomes and a competing genome such as an endogenous retro-element.
Genomy crHIV se zejména zavádějí do viry infikovaných buněk nebo do neinfikovaných buněk. Infikované buňky zásobují crHIV genom proteiny, potřebnými pro zapouzdření a produkci virových viriónů. Genomy crHIV jsou introdukovány do neinfikovaných buněk výhodně buď přímo transdukci (např. toto může být učiněno například transdukci crDNA provedenou lipozómy nebo použitím chimérického virového vektoru) nebo infekcí crHIV částicemi, které vedou k transfekci buněk infikovaných divokým typem HIV. Neinfikované buňky, obsahující zlepšený crHIV vektor podle tohoto vynálezu neprodukují množství crHIV části, které jsou patogenní pro hostitele. Některá provedení crHIV vektorů buněk, které nejsou superinfikovány s wt-HIV, budou produkovat určité množství crHIV části, ale na hladinách, které nejsou pro hostitele patogenní. Buňky, obsahující nějaký vektor podle tohoto vynálezu, mohou zůstat náchylné vůči superinfekci divokým typem viru, který dodá proteiny, potřebné pro další produkci crHIV částic. V tomto smyslu také, podmíněně se replikující vektor podle tohoto vynálezu, v přítomnosti komplementární superinfekce divokého typu, funguje jako typ „virového dodávkového vektoru“, jenž například může být následován dalšími cykly crHIV infekce (tj. v přítomnosti konkurenční infekce divokým typem HIV). Takový vektor je zdrojem viru pro více než jeden cyklus virové replikace a tedy infekce dalších buněk nebo mnoha cyklů φφ ·«·· • ·ΦΦ* *φ ···«* φφ · φ · ♦ 9 9 9 « * * · · · * * • · · · · * · · -* ** • φ · 9 9 9 φ 5 · φIn particular, crHIV genomes are introduced into virus-infected cells or uninfected cells. Infected cells supply the crHIV genome with proteins required for encapsulation and production of viral virions. The crHIV genomes are introduced into uninfected cells preferably either directly by transduction (e.g., this can be done, for example, by crDNA transduction by liposomes or by using a chimeric viral vector) or by infection with crHIV particles that result in transfection of cells infected with wild type HIV. Uninfected cells containing the improved crHIV vector of the invention do not produce a number of crHIV portions that are pathogenic to the host. Some embodiments of crHIV vectors of cells that are not superinfected with wt-HIV will produce a certain amount of crHIV portion but at levels that are not pathogenic to the host. Cells containing a vector of the invention may remain susceptible to superinfection with a wild-type virus that delivers the proteins needed to further produce crHIV particles. In this sense, also, the conditionally replicating vector of the invention, in the presence of complementary wild-type superinfection, functions as a type of "viral delivery vector" that can, for example, be followed by further cycles of crHIV infection (i.e. in the presence of competing wild-type HIV). Such a vector is a source of virus for more than one cycle of viral replication, and thus infection of other cells or many cycles. * * • · · · · · · - ** · 9 9 9 φ 5 · φ
III »* «φ ·«· ·· replikace na hladinách, které mohou vyvolat biologickou odpověď, jako je imunitní odpověď. Toto zlepšení je v kontrastu vzhledem k jiným vektorům, jako jsou vektory, použité u standardních obalovacích buněčných linií, a které slouží pouze pro jeden cyklus replikace nebo násobné cykly replikace, které jsou buď nedostatečné pro vyvolání odpovídající biologické reakce nebojsou patogenní vůči hostiteli.III replication at levels that can elicit a biological response, such as an immune response. This improvement is in contrast to other vectors, such as those used in standard enveloping cell lines, that serve only one or multiple replication cycles that are either insufficient to elicit a corresponding biological response or are pathogenic to the host.
Je-li to žádoucí (např. pro usnadnění použití tohoto vektoru in vitro), mohou být dodávány do infikované buňky společně s podmíněně se replikujícím vektorem produkty genů virů divokých typů. Genové produkty virů divokého typu mohou být dodávány nejenom pomocí koinfekce s divokým typem kmene viru (nebo cDNA nebo pro virem RNA viru), ale také jejich dodávkou do buňky ve formě jejich genů, subklonováných v expresním vektoru („helper“ nebo „helperový vektor“), který je schopný se účastnit transkripce nebo translace sekvencí hostitelské buňky (regulačních nebo strukturních) nebo, alternativně, mohou být produkty genů dodány zvnějšku, tj., přidáním proteinových produktů do buňky.If desired (e.g., to facilitate the use of this vector in vitro), wild-type virus gene products can be delivered to the infected cell along with the conditionally replicating vector. Wild-type virus gene products can be delivered not only by co-infection with the wild-type virus strain (or cDNA or for RNA virus virus), but also by delivery to the cell in the form of their genes subcloned in an expression vector ("helper" or "helper vector") ) which is capable of participating in the transcription or translation of host cell sequences (regulatory or structural) or, alternatively, gene products may be delivered externally, i.e., by adding protein products to the cell.
Například může být sestrojen crHIV vektor, obsahující všechny proteiny divokého typu HIV, s výjimkou například Tat kódující sekvence. Místo použití helperového expresního konstruktu, který exprimuje Tat, může být sám Tat protein použit jako helper. Výhoda použití tohoto proteinu místo helperového konstruktu je v tom, že neexistuje žádná teoretická možnost vzniku divokého typu viru, protože pro rekombinace nejsou k dispozici žádné sekvence nukleových kyselin. crHIV může být tedy rozmnožován použitím Tat proteinu a nikoliv pomocí konstruktů helperové nukleové kyseliny jako takových. Tat 1 nebo Tat 2 (odpovídající prvnímu nebo případně prvnímu a druhému exonu Tat) mohou být použity jako helper. Způsoby produkce a čištění takových proteinů jsou v této oblasti techniky dobře známy.For example, a crHIV vector containing all wild-type HIV proteins, except, for example, the Tat coding sequence, can be constructed. Instead of using a helper expression construct that expresses Tat, the Tat protein itself can be used as a helper. The advantage of using this protein in place of the helper construct is that there is no theoretical possibility of wild-type virus formation because no nucleic acid sequences are available for recombination. Thus, crHIV can be propagated using Tat protein and not by helper nucleic acid constructs per se. Tat 1 or Tat 2 (corresponding to the first or optionally the first and second exons of Tat) can be used as helper. Methods for producing and purifying such proteins are well known in the art.
V jednom výhodném provedení je použit chimérický Tat protein. Tat je třeba zabudovat do fúzního proteinu (např. Tat-VP16) a ukázat zachování jeho transaktivační aktivity promotoru HIV-LTR. Pro dosažení zesílení požadovaného biologického účinku mohou být sestrojeny jiné chimérické Tat proteiny. Pokud je například žádoucím biologickým účinkem zesílení imunitní odpovědi, pak může být sestrojen Tat-GM-CSF fuzní protein. Tento přístup není omezen na jeden typ chimemího proteinu a může být žádoucí přidat alespoň druhý chimérický (nebo nechimerický) Tat protein (např. Tat-IFN-a, Tat-TNF-α, Tat-IL-4, Tat-G-CSF, TNF-α, GMCSF, IL-4, G-CSF, IFN-α, aby bylo uvedeno jen několik možností). Každému odborníkovi v této oblasti techniky bude zřejmé sestrojení atestování jiných chimemích proteinů a jejich skrínink na schopnost zesílení imunitní odpovědi, když současně udržujeme funkci helperu pro vektor. Jiným výhodným provedením je například konstrukt Tat-Rev fúzního proteinu nebo nativního HIV Tat-Rev fúzního proteinu, Trev. Shora uvedený popis chimemích Tat proteinůIn one preferred embodiment, a chimeric Tat protein is used. Tat should be incorporated into the fusion protein (eg Tat-VP16) and shown to maintain its transactivating activity of the HIV-LTR promoter. Other chimeric Tat proteins may be constructed to enhance the desired biological effect. For example, if enhancing the immune response is a desired biological effect, a Tat-GM-CSF fusion protein can be constructed. This approach is not limited to one type of chimeric protein and it may be desirable to add at least a second chimeric (or non-chimeric) Tat protein (e.g., Tat-IFN-α, Tat-TNF-α, Tat-IL-4, Tat-G-CSF, TNF-α, GMCSF, IL-4, G-CSF, IFN-α (to give just a few options). It will be apparent to one of ordinary skill in the art to construct and screen other chimeric proteins and screen them for the ability to enhance the immune response while maintaining the helper function for the vector. Another preferred embodiment is, for example, the Tat-Rev fusion protein construct or the native HIV Tat-Rev fusion protein, Trev. The above description of chimemic Tat proteins
není proto omezen na zahrnutí pouze cytokinů nebo buněčných proteinů, ale podle vynálezu lze použít i virových proteinů (produkujících homologické nebo heterologické virové ťuzní proteiny) v závislosti na požadovaném biologickém účinku.therefore, it is not limited to the inclusion of cytokines or cellular proteins only, but viral proteins (producing homologous or heterologous viral fusion proteins) may also be used according to the invention, depending on the desired biological effect.
S ohledem na „helperový vektor“, může být jeho exprese buněčně specifická nebo buněčně nespecifická a může být zaveden do hostitelské buňky v souhlasu s podmíněně se replikujícím vektorem, jak je zde definován a tudíž, může umožňovat kontinuální replikaci podmíněně se replikujícího virového vektoru.With respect to a "helper vector", its expression may be cell-specific or cell-nonspecific and introduced into a host cell in accordance with a conditionally replicating vector as defined herein, and thus, allow continuous replication of the conditionally replicating viral vector.
„Helperové vektory“ podle tohoto vynálezu mohou dodávat nezbytné produkty genů pro replikaci buď jednoduchým vektorem nebo mnohočetnými vektory. Takové vektory jsou výhodně použity v přechodném transfekčním systému. Alternativně mohou být tyto produkty genů také začleněny do genomu hostitelské buňky nebo buněčné linie. V souhlase s tímto vynálezem je v důsledku zvýšených titrů výhodný jednoduchý vektor nebo plazmid (který může být v hostitelské buňce mono, bi nebo multicistronický) v důsledku zvýšené pravděpodobnosti současné transfekce helperového vektoru a podmíněně se replikujícího vektoru do stejné buňky. Snížená pravděpodobnost současně se transfektujících více než dvou různých vektorů do té samé buňky činí použití jednoduchého helperového vektoru ještě žádanějším. Snížení počtu vektorů nebo plazmidů, zahrnutých v transfekčním systému, je efektivnější i z hlediska nákladů, protože ve srovnání s obvyklým tříplazmidovým transfekčním systémem není nutno produkovat tolik plazmidů pro obalení retrovirových konstruktů.The "helper vectors" of the invention can deliver the necessary gene products for replication by either a single vector or multiple vectors. Such vectors are preferably used in a transient transfection system. Alternatively, these gene products may also be incorporated into the genome of a host cell or cell line. In accordance with the present invention, a simple vector or plasmid (which may be mono, bi or multicistronic in the host cell) is preferred due to the increased titers due to the increased likelihood of co-transfecting the helper vector and the conditionally replicating vector into the same cell. The reduced likelihood of co-transfecting more than two different vectors into the same cell makes the use of a simple helper vector even more desirable. Reducing the number of vectors or plasmids involved in the transfection system is also more cost effective, since it is not necessary to produce as many plasmids to coat retroviral constructs as compared to a conventional three-plasmid transfection system.
„Komplementace“ jak je zde používána, označuje negenetickou interakci produktů virového genu z různých zdrojů v buňce. Specificky při smíšené infekci zahrnuje komplementace zvýšení výtěžku viru jednoho nebo obou rodičovských genomů, zatímco genotypy rodičovských genomů zůstanou nezměněny. Komplementace může být nealelická (tj. intergenní, kdy mutanty defektní v různých funkcích si navzájem asistují při virové replikaci dodáváním funkce, pro kterou je jiný virus defektní) nebo alelická (tj. intragenní, kde dva rodiče mají defekty v různých doménách multimemího proteinu)."Complementation" as used herein refers to the non-genetic interaction of viral gene products from various sources in a cell. Specifically, in a mixed infection, complementation involves an increase in virus yield of one or both of the parental genomes, while the genotypes of the parental genomes remain unchanged. Complementation can be non-allelic (ie, intergenic, where mutants defective in different functions assist each other in viral replication by delivering a function for which another virus is defective) or allelic (ie, intragenic, where two parents have defects in different domains of the multimeric protein).
Je žádoucí, když typy buněk, které mohou být transfektovány (transdukovány) s crHIV DNA (tj., pomocí lipozómů nebo použitím heterologického vektoru pro přípravu chimemího vektoru, jak je popsáno shora) mohou být buňkami buď infikovanými nebo neinfikovánými HIV. Buňky, infikované HIV, mohou být aktivované nebo neaktivované. Pokud jsou aktivovány, mohou bezprostředně přepisovat divoký typ HIV RNA a crRNA, s výsledkem selektivního obalení crHIV RNA do potomstva virionů. Pokud HIV infikované buňky nejsou aktivovány, crHIV DNA bude v nich zůstávat, pokud nebudou aktivovány (např. stimulací pomocí mitogenů, antigenů a jim podobných), přičemž výsledkem bude opět selektivní obalení • ···· ·· ···· ·· ···· ·· · · · · ·· · • · 9 9 999 99 9Desirably, the types of cells that can be transfected (transduced) with crHIV DNA (i.e., using liposomes or using a heterologous vector to prepare a chimeric vector as described above) may be cells either infected or uninfected with HIV. Cells infected with HIV may be activated or not activated. When activated, they can immediately transcribe wild-type HIV RNA and crRNA, resulting in selective packaging of crHIV RNA into the progeny virions. If HIV-infected cells are not activated, crHIV DNA will remain in them unless activated (eg by stimulation with mitogens, antigens, and the like), resulting in selective coating again • ···· ·· ···· ·· · · 9 9 999 99 9
9 9 9 9 9 9 9 9 9 ··· ·· · ···· ····· ····· ·· ·· crHIV RNA do potomstva virionů. Aktivované i neaktivované neinfikované buňky, které jsou transfektovány s crHIV DNA, nebudou produkovat viriony, pokud nebudou superinfikovány s divokým typem HIV a aktivovány stimulací, opět za výsledného selektivního obalení crHIV RNA do potomstva virionů.9 9 9 9 9 9 9 9 9 ··· ···················· CrHIV RNA into virion progeny. Activated and unactivated uninfected cells that are transfected with crHIV DNA will not produce virions unless they are superinfected with wild type HIV and activated by stimulation, again resulting in the selective packaging of crHIV RNA into the progeny virions.
Jedním provedením hostitelské buňky, transdukované vektorem podle tohoto vynálezu, je, když tato buňka obsahuje maximální počet kopií vektoru, který není průkazně toxický ani k hostitelské buňce, ani k hostitelskému organizmu, obsahujícímu tuto buňku. Jiným provedením hostitelské buňky, transdukované vektorem podle tohoto vynálezu, je, když tato buňka obsahuje nejméně jednu kopii vektoru, ale výhodně obsahuje minimální počet kopií vektoru, potřebný pro vyvolání biologického úěinku.Tento počet kopií v buňce může být zjištěn, například, pomocí TaqMan PCR a přijatelný počet kopií nebo rozsah počtu kopií, vhodný pro oba požadované biologické účinky a postrádající toxicitu, může být snadno určen odborníkem v této oblasti techniky. Přijatelný počet kopií se bude měnit v závislosti na faktorech, zahrnujících typ buňky, který má být transdukován, povaze vektoru (např., původ viru) a požadovaném biologickém účinku, ale lze ho snadno určit rutinním skríninkem odborníkem na tomto poli techniky.One embodiment of a host cell transduced with a vector of the invention is when the cell contains a maximum copy number of the vector that is not significantly toxic to either the host cell or the host organism containing the cell. Another embodiment of a host cell transduced with a vector of the invention is when the cell contains at least one copy of the vector, but preferably contains the minimum number of copies of the vector required to produce a biological effect. This number of copies in the cell can be determined, for example, by TaqMan PCR and an acceptable copy number or copy range suitable for both the desired biological effects and lacking toxicity can be readily determined by one skilled in the art. Acceptable copy numbers will vary depending on factors including the type of cell to be transduced, the nature of the vector (eg, viral origin) and the desired biological effect, but can be readily determined by routine screening by one skilled in the art.
Superinfekce buněk, obsahujících crHIV genomy (např. jako výsledek transfekce nebo infekce), nastává proto, že crHIV genomy nekódují virové proteiny, které blokují superinfekci (jako jsou env a nef). Výsledné crHIV viriony mohou infikovat neinfikované buňky, protože tyto virové částice obsahují reverzní transkriptázové molekuly, které nesou všechny HIV částice, takže mohou vytvářet DNA provirus z jejich genomové RNA. Tento proces je nazýván reverzní transkripcí. Pokud crHIV viriony infikují neinfikované buňky, mohou podléhat reverzní transkripci a produkovat provirus z jejich genomové RNA. Tyto buňky jsou tedy ekvivalentní těm neinfikovaným buňkám, které jsou přímo transdukovány s crHIV DNA. Nemohou produkovat crHIV částice, dokud nejsou superinfikovány divokým typem HIV a nejsou aktivovány, a pak znovu nastává selektivní obalování crHIV RNA do potomstva virionů. Je možné, že crHIV částice mohou také infikovat některé buňky, které již jsou infikovány HIV (viz např. Yunoki et al., Arch. Virol., 116,143 až 158 (1991); Winslow et al., 196, 849 až 854 (1993); Chen et al.„ Nuc. Acids res., 20,4581 až 4589 (1992) a Kim et al., AIDS Res & Hum. Retrovir., 9, 875 až 882 (1193)). Aby k tomuto došlo, nesmí však tyto HIV infikované buňky exprimovat proteiny, které snižují CD4 expresi, protože to by zabránilo crHIV virionům v infikování buněk. Aktivované, HIV inifikované buňky obecně regulují expresi CD4 směrem dolů. V souhlase s tím jsou HIV infikované buňky, které nejsou aktivovány, potenciálně náchylné vůči crHIV superinfekci a mohou být tedy dalším zdrojem produkce crHIV částic.Superinfection of cells containing crHIV genomes (eg as a result of transfection or infection) occurs because crHIV genomes do not encode viral proteins that block superinfection (such as env and nef). The resulting crHIV virions can infect uninfected cells because these viral particles contain reverse transcriptase molecules that carry all HIV particles so that they can generate DNA provirus from their genomic RNA. This process is called reverse transcription. If crHIV virions infect uninfected cells, they may undergo reverse transcription and produce a provirus from their genomic RNA. Thus, these cells are equivalent to uninfected cells that are directly transduced with crHIV DNA. They cannot produce crHIV particles until they are superinfected with wild-type HIV and are activated, and then selective packaging of crHIV RNA into the progeny virions occurs again. It is possible that crHIV particles may also infect some cells that are already infected with HIV (see, eg, Yunoki et al., Arch. Virol., 116, 143-158 (1991); Winslow et al., 196, 849-854 (1993)). Chen et al., Nuc. Acids res., 20,4581-4589 (1992) and Kim et al., AIDS Res & Hum. Retrovir., 9, 875-882 (1193)). For this to happen, however, these HIV-infected cells must not express proteins that reduce CD4 expression, as this would prevent crHIV virions from infecting the cells. Activated, HIV-infected cells generally regulate down-regulation of CD4 expression. Accordingly, HIV-infected cells that are not activated are potentially susceptible to crHIV superinfection and may thus be another source of crHIV particle production.
• · · · · · ···· • · · · · φφφφ φ φ φ • · · · · · • · · · · ·• · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
Výhodný crHIV vektor podle tohoto vynálezu obsahuje sekvence potřebné pro transkripci RNA, vazbu tRNA primeru, dimerizaci a obalení a postrádá buď sekvence kódující proteiny, které blokují superinfekci s divokým typem HIV (např., nef nebo env proteiny) nebo obsahuje tyto sekvence, ale tyto sekvence buď nejsou transksribovány nebo nejsou translatovány do funkčního proteinu, takže jejich exprese je pokládána za „tichou“. Ještě výhodnější je vektor, kterému chybí oblast nebo sekvence, která kóduje oblast divokého typu HIV, počínající gag kódující sekvencí až k a včetně nef genu. Optimální však je, když tento vektor obsahuje element reagující na rev (RRE), který je klonován do vektoru v oblasti delece nebo do některé jiné obvyklé oblasti. Takový výhodný HIV vektor je nazýván „postrádajícím oblast nebo sekvenci, kódující tuto oblast“, pokud může být podáván ve své RNA formě nebo alternativně DNA formě, jak je popsáno výše.A preferred crHIV vector of the invention comprises the sequences required for RNA transcription, tRNA primer binding, dimerization and packaging, and lacks either sequences encoding proteins that block superinfection with wild-type HIV (eg, nef or env proteins), but these sequences the sequences are either not transcribed or not translated into a functional protein, so their expression is considered "silent". Even more preferred is a vector that lacks a region or sequence that encodes a wild-type HIV region, starting with the gag coding sequence up to and including the nef gene. However, it is optimal if the vector contains a rev responsive element (RRE) that is cloned into the vector in the deletion region or some other conventional region. Such a preferred HIV vector is termed "lacking a region or sequence encoding that region" when it can be administered in its RNA form or alternatively in the DNA form as described above.
V souhlase s tímto vynálezem, aby bylo dosaženo úspěšné komplementace v systému, který využívá helper vektor ve spojení s podmíněně se replikujícím vektorem, musí být tímto helper vektorem poskytnuta libovolná virová komponenta, nezbytná pro obalení viru, která však není exprimována podmíněně se replikujícím vektorem. Pokud tedy dva nebo více různých vektorů je navzájem zcela komplementárních, co se týče nezbytných virových komponent, je potom složení jednotlivých vektorů předmětem mnoha obměn (permutací). Každá z těchto permutací je v záměru předkládaného vynálezu. Jako příklad, gag a pol geny, nezbytné pro úspěšné obalení a replikaci mohou být oba zabudovány buď do helper vektoru nebo do podmíněně se replikujícího vektoru nebo mohou být tyto oba geny buď v jednom nebo ve druhém z těchto vektorů. Jediný konstrukt helper vektoru kromě toho může obsahovat gag/pol i env sekvence, včetně heterologních env sekvencí, pod kontrolou jediné sady transkripčních regulačních elementů, včetně promotoru nebo pod kontrolou oddělených promotorových elementů. Například pro expresi genových produktů ve vektoru podle tohoto vynálezu může být použita LTR. Použití různých promotorů, včetně indukovatelných promotorů, zaručuje například možnost různé regulace gag/pol a env sekvencí. Sekvence env, zvláště heterologní env sekvence, jako je sekvence VSV-G, může tak být exprimována na větší úrovni.In accordance with the present invention, in order to achieve successful complementation in a system that utilizes a helper vector in conjunction with a conditionally replicating vector, the helper vector must provide any viral component necessary to envelop the virus but which is not expressed by the conditionally replicating vector. Thus, if two or more different vectors are completely complementary to each other with respect to the necessary viral components, then the composition of the individual vectors is subject to many permutations. Each of these permutations is intended by the present invention. By way of example, the gag and pol genes necessary for successful packaging and replication can both be incorporated into either a helper vector or a conditionally replicating vector, or both can be in either or both of these vectors. In addition, a single helper vector construct may comprise both gag / pol and env sequences, including heterologous env sequences, under the control of a single set of transcriptional regulatory elements, including the promoter, or under the control of separate promoter elements. For example, LTRs may be used to express gene products in a vector of the invention. The use of various promoters, including inducible promoters, guarantees, for example, the possibility of varying the regulation of gag / pol and env sequences. Thus, an env sequence, particularly a heterologous env sequence, such as a VSV-G sequence, can be expressed at a higher level.
Konstrukce vektoru je dobře známa odborníkům v této oblasti techniky. Tyto způsoby mohou být použity pro konstrukci podmíněně se replikujícího vektoru i helper vektoru. Tak jak je používán zde, termín „vektor“ označuje oba tyto typy vektoru. Termín vektor kromě toho zahrnuje libovolný lenti virový vektor, aniž by musel být nezbytně podmíněně se replikujícím vektorem. Takové vektory mohou být také označovány jako generické lentivirové vektory. Ve výhodném provedení tohoto vynálezu je však tento vektor podmíněně se replikujícím lentivirovým vektorem. Například, jak je popsáno v příkladu 1, je DNA forma RNA viru, jako jeThe construction of the vector is well known to those skilled in the art. These methods can be used to construct both the conditionally replicating vector and the helper vector. As used herein, the term "vector" refers to both types of vector. Furthermore, the term vector includes any lenti viral vector without necessarily being a conditionally replicating vector. Such vectors may also be referred to as generic lentiviral vectors. In a preferred embodiment of the invention, however, the vector is a conditionally replicating lentiviral vector. For example, as described in Example 1, the DNA form of an RNA virus, such as
HIV, štěpena restrikčními enzymy tak, aby byla vystřižena HIV kódující sekvence od gag kódující oblasti až k a včetně U3 oblasti, následující nef gen. Klonační obálka, obsahující polylinker, který obsahuje mnohočetná restrikční místa, je inzertována do oblasti delece, před tím než je ligo vána za vzniku obvyklých restrikčních míst pro klonování v tomto vektoru. DNA fragment, který obsahuje RRE, je subklonován do jednoho z těchto míst. Výsledný vektor produkuje porušený gag transkript a neprodukuje divoký typ Gag proteinu ani jakýkoliv jiný divoký typ HIV proteinů. Kromě toho, není nezbytné, aby tento vektor exprimoval byť zkrácený gag protein, pokud lze iniciační sekvenci gag translace mutovat, aby bylo zabráněno jejímu přepisu.HIV, cleaved by restriction enzymes to excise the HIV coding sequence from the gag coding region to and including the U3 region, the following nef gene. A cloning envelope containing a polylinker that contains multiple restriction sites is inserted into the deletion region before being ligated to form the usual restriction sites for cloning in this vector. The DNA fragment containing RRE is subcloned into one of these sites. The resulting vector produces a disrupted gag transcript and does not produce wild-type Gag protein or any other wild-type HIV protein. In addition, it is not necessary that this vector express even a truncated gag protein if the gag translation initiation sequence can be mutated to prevent its transcription.
Použitím stejného přístupu mohou být crHIV sekvence spojeny s jinými sekvencemi, od stejného nebo jiného viru či vektoru, aby byl odvozen chimemí vektor, jak je popsáno výše. crHIV sekvence mohou být například ligovány na sekvence od namátkově jmenovaných Sindbis viru, AAV, adenoviru nebo amfotropních retrovirů. Doplňková virová sekvence, která může být použita, zahrnuje sekvence od Herpes, Pox a jiných, zde popsaných virů, včetně viru, který může být použit pro zajištění přenosu crHIV sekvencí. Takový chimemí vektor může být introdukován do buňky buď použitím spojeného virového mechanizmu pro vstup do buňky (např., endocytózy zprostředkované receptorem pro adenovirus) nebo jinými způsoby, např. lipozomy.Using the same approach, crHIV sequences can be linked to other sequences, from the same or a different virus or vector, to derive a chimeric vector as described above. For example, crHIV sequences can be ligated to sequences from randomly named Sindbis virus, AAV, adenovirus or amphotropic retroviruses. An additional viral sequence that can be used includes sequences from Herpes, Pox, and other viruses described herein, including a virus that can be used to ensure transmission of crHIV sequences. Such a chimeric vector may be introduced into the cell either by using a coupled viral mechanism for cell entry (eg, adenovirus receptor-mediated endocytosis) or by other means, eg, liposomes.
Přednostně podle vynálezu vektor (tj., podmíněně se replikující vektor, který je výhodně crHIV vektorem) obsahuje alespoň jednu sekvenci nukleové kyseliny, jejíž zahrnutí (tj. přítomnost, transkripce nebo translace) představuje selektivní výhodu. Existují dva typy takových sekvencí nukleové kyseliny, které jsou zamýšleny pro zahrnutí do tohoto vektoru: (1) sekvence nukleové kyseliny, jejíž zahrnutí optimálně představuje selektivní výhodu pro virovou replikaci a rozšíření vektoru, obsahujícího takovouto sekvenci, vzhledem k divokému typu kmene viru (tj. výhodně divokého typu kmene, ze kterého byl tento vektor odvozen, a který neobsahuje tuto sekvenci) a (2) sekvence nukleové kyseliny, jejíž zahrnutí optimálně představuje selektivní výhodu pro buňku, která je infikována vektorem, obsahujícím tuto sekvenci, ve srovnání s buňkami, infikovanými nebo neinfikovanými divokým typem kmene vím (tj. výhodně divokým typem kmene, ze kterého byl tento vektor odvozen (a také například helper expresní vektor, který promotuje replikaci vektoru a/nebo funkci v neinfikované hostitelské buňce), a který neobsahuje tuto sekvenci, například promocí buněčného přežívání, promocí produkce a/nebo propagace vektorové částice, promocí produkce virionů vektoru crHIV z buněk, produkujících crHIV vektor, indukováním apoptózy, usnadňováním produkce nebo promoce imunologické funkce nebo cílení, tak, aby bylo dosaženo požadovaného • · profylaktického, terapeutického nebo biologického účinku výsledku. Každá z těchto sekvencí nebo mnohé z těchto sekvencí, tj. sekvence, které samy nebo v kombinaci s jiným faktorem(y), promotuje propagaci vektoru a/nebo promotuje příslušnou funkci hostitelské buňky tak, aby byl umožněn příznivý profylaktický, terapeutický nebo biologický výsledek, může být obsažena ve vektoru, buď za nepřítomnosti nebo v přítomnosti jiných sekvencí, tj. vektor může obsahovat „nejméně jednu sekvenci nukleové kyseliny“ a „nejméně jednu doplňkovou sekvenci nukleové kyseliny“.Preferably, according to the invention, the vector (i.e., the conditionally replicating vector, which is preferably the crHIV vector) comprises at least one nucleic acid sequence whose inclusion (ie, presence, transcription or translation) represents a selective advantage. There are two types of such nucleic acid sequences that are intended to be included in this vector: (1) a nucleic acid sequence whose inclusion optimally constitutes a selective advantage for viral replication and extension of a vector containing such a sequence relative to the wild-type virus strain (i.e. and (2) a nucleic acid sequence, the inclusion of which optimally constitutes a selective advantage for a cell which is infected with a vector comprising the sequence as compared to the cells infected with the vector. or an uninfected wild-type strain I know (i.e. preferably the wild-type strain from which the vector was derived (as well as, for example, a helper expression vector that promotes vector replication and / or function in an uninfected host cell) and cell survival, graduation producing and / or propagating the vector particle by promoting production of crHIV vector virions from crHIV vector producing cells by inducing apoptosis, facilitating the production or promotion of immunological function or targeting to achieve the desired prophylactic, therapeutic or biological effect of the result. Each or many of these sequences, i.e. sequences which, alone or in combination with other factor (s), promote vector propagation and / or promote the appropriate function of the host cell so as to permit a favorable prophylactic, therapeutic or biological outcome, it may be contained in a vector, either in the absence or in the presence of other sequences, i.e. the vector may comprise "at least one nucleic acid sequence" and "at least one additional nucleic acid sequence".
Třetím typem sekvence nukleové kyseliny je sekvence, která představuje fenotyp hostitelské buňky, který zmenšuje, minimalizuje nebo zabraňuje virové infekci. Takové sekvence nukleové kyseliny zahrnují sekvence, které kódují produkt genu, který, pokud je exprimován, chrání hostitelskou buňku před virovou infekcí. Například, jedinci, homozygotní na Δ32 alelu CCR5 proteinu, byli chráněni proti HIV-1 infekci v důsledku neexistence hlavního koreceptoru pro vstup HIV-1 do buněk, expresí porušeného CCR5 proteinu na jejich povrchu. Studie s heterozygotními jedinci ukázaly, že Δ32 alela má transdominantní účinek na expresi divokého typu (dt) CCR5 na buněčném povrchu. Toto může být důsledkem schopnosti Δ32 alely se dimenzovat s dt proteinem a zabraňovat správné expresi na buněčném povrchu.A third type of nucleic acid sequence is a sequence that represents a host cell phenotype that shrinks, minimizes, or prevents viral infection. Such nucleic acid sequences include sequences that encode a gene product that, when expressed, protects the host cell from viral infection. For example, individuals homozygous for the Δ32 allele of the CCR5 protein were protected against HIV-1 infection due to the absence of a major co-receptor for HIV-1 entry into cells, by expression of the disrupted CCR5 protein on their surface. Studies with heterozygous individuals have shown that the Δ32 allele has a transdominant effect on cell surface expression of wild-type (dt) CCR5. This may be due to the ability of the Δ32 allele to dimension with the dt protein and prevent proper cell surface expression.
Alela Δ32 obsahuje deleci 32 nukleotidů, což způsobuje mutaci mřížky, vedoucí k porušenému CCR5 proteinu. Protože toto porušení se týká 31 aminokyselin na C-konci alely Δ32, které nejsou přítomny ve dt proteinu a mohou tvořit nežádoucí imunitní odpověď, pokud jsou přítomny na buněčném povrchu, zahrnuje předkládaný vynález expresi porušeného mutantního CCR5A32 proteinu (CCR5Δ32T), který postrádá 31 těchto potenciálně antigenních aminokyselin. Tento protein si zachovává svoji schopnost předávat transdominantní účinek, aby byly získány buňky s ochranou proti HIV infekci. Tato sekvence, kódující CCR5Δ32T je snadno vytvořena zavedením stop kodonu bezprostředně po poslední aminokyselině, společné jak dt CCR5, tak i CCR5A32 (po tyrosinu v poloze 184).The Δ32 allele contains a deletion of 32 nucleotides, causing a mutation of the lattice leading to a disrupted CCR5 protein. Since this violation concerns 31 amino acids at the C-terminus of the Δ32 allele that are not present in the dt protein and can produce an undesired immune response when present on the cell surface, the present invention encompasses the expression of a disrupted mutant CCR5A32 protein (CCR5-32T). potentially antigenic amino acids. This protein retains its ability to impart a transdominant effect to obtain cells protected against HIV infection. This CCR5-32T coding sequence is readily generated by introducing a stop codon immediately after the last amino acid common to both dt CCR5 and CCR5A32 (after tyrosine at position 184).
V dalším provedení je dalším třetím typem sekvence nukleové kyseliny ta sekvence, která dále zesiluje přenášený fenotyp zmenšování, minimalizace nebo ochrany proti virové infekci. Taková sekvence nukleové kyseliny může kódovat genetické antivirové činidlo, které je například namířeno na buněčný gen. Například vektor může exprimovat shora uvedený CCR5A32T mutantní protein a kromě toho exprimovat antisense nebo ribozymovou molekulu, z promotoru Ul a obsaženou v Ul snRNA (popsáno v US patentu 5 814 500), která je například cílena na divoký typ CCR5 molekuly. Antisense oblast, která je cílena na divoký typ CCR5, bude degenerována ve vektorem nesené CCR5A32T sekvenci a vytvoří transdominantní • · · · ·· · · • · mutantní RNA, rezistentní vůči účinkům anti-CCR5 antisense nebo ribozymových molekul, ale bude překládána do správné aminokyselinové sekvence za vzniku funkčního CCR5A32T protein.In another embodiment, another third type of nucleic acid sequence is one that further enhances the transmitted phenotype of shrinking, minimizing, or protecting against viral infection. Such a nucleic acid sequence may encode a genetic antiviral agent that, for example, targets a cellular gene. For example, the vector may express the aforementioned CCR5A32T mutant protein and additionally express an antisense or ribozyme molecule, from the U1 promoter and contained in the U1 snRNA (described in US Patent 5,814,500), which is, for example, targeted to the wild type CCR5 molecule. The antisense region that targets wild type CCR5 will degenerate in the vector-borne CCR5A32T sequence and produce a transdominant mutant RNA resistant to the effects of anti-CCR5 antisense or ribozyme molecules, but will be translated into the correct amino acid sequences to produce a functional CCR5A32T protein.
Shora uvedený způsob současné exprese ribozymu nebo antisense úseku cíleného na genový produkt a degenerování tohoto genu v cílových místech pro zabránění vazby nebo štěpení ribozymu nebo antisense úseku není omezen na CCR5 ani na molekulu, která může minimalizovat virovou replikaci. Dalším neomezujícím příkladem terapeutické aplikace, je cílení onkogenního proteinu, jako je Bcr-Abl fuzní protein, který je etiologickým činidlem pro chronickou myelogenní leukémii. Vektorový konstrukt, obsahující gen Ber nebo Abl nebo oba, může tyto geny exprimovat současně s expresí antisense úseku nebo ribozymu, který je cílen na libovolné místo podél Bcr-Abl transkriptu. Tento abnormální Bcr-Abl fúzní transkript pak bude zničen, zatímco nativní Ber nebo Abl nebo oba budou exprimovány, aby byl tento abnormální defekt odstraněn. Ber nebo Abl geny mají tedy selektivní výhodu v zesílení vzhledem divokému typu nebo k abnormálnímu Bcr-Abl fuznímu genu. Výhodný vektor bude exprimovat Ber a/nebo Abl konstrukt z jejich nativních promotorů, zatímco anti-Bcr-Abl ribozymové nebo antisense sekvence budou exprimovány z Ul promotoru a obsaženy v Ul snRNA sekvencích.The above method of co-expressing a ribozyme or antisense region targeted to a gene product and degenerating the gene at target sites to prevent binding or cleavage of the ribozyme or antisense region is not limited to CCR5 or a molecule that can minimize viral replication. Another non-limiting example of therapeutic application is the targeting of an oncogenic protein, such as the Bcr-Abl fusion protein, which is an etiological agent for chronic myelogenous leukemia. A vector construct containing the Ber or Abl gene or both may express these genes simultaneously with the expression of an antisense region or ribozyme that is targeted to any site along the Bcr-Abl transcript. This abnormal Bcr-Abl fusion transcript will then be destroyed while the native Ber or Abl or both will be expressed to remove this abnormal defect. Thus, the Ber or Abl genes have a selective advantage in enhancing wild-type or abnormal Bcr-Abl fusion gene. A preferred vector will express the Ber and / or Abl construct from their native promoters, while anti-Bcr-Abl ribozyme or antisense sequences will be expressed from the U1 promoter and included in the U1 snRNA sequences.
Shora uvedený příklad Bcr-Abl neomezuje tento vynález na cílení onkogenů a odborníkovi v této oblasti techniky je být zřejmé, že tento přístup by mohl být použit pro terapeutickou nebo profylaktickou substituci libovolného abnormálního genu, nežádoucího genu nebo dokonce žádoucího zájmového genu(ů). Cílový gen může být homologní nebo heterologní k modifikovanému genu, který je rezistentní vůči účinkům této genetické antivirové molekuly. Další chorobné stavy, které mohou být cílem tohoto způsobu, jsou zřejmé odborníkům v oblasti lékařské a klinické techniky. Molekulární cíle pro léčbu krevních chorob způsobem podle zde popisovaného vynálezu jsou například popsány v „The molecular basis of blood diseases“ (Stamatoyannopoulos, Majerus, Perlmutter & Varmus, 3. vyd., Philadelphia: WB Saundres Co., copyright 1987,1994 a 2001, které je zde tímto začleněno citací).The above example of Bcr-Abl does not limit this invention to oncogen targeting, and it will be apparent to one of skill in the art that this approach could be used for the therapeutic or prophylactic substitution of any abnormal gene, unwanted gene or even desirable gene (s) of interest. The target gene may be homologous or heterologous to a modified gene that is resistant to the effects of this genetic antiviral molecule. Other disease states that may be the target of this method are apparent to those skilled in the medical and clinical art. Molecular targets for the treatment of blood diseases according to the method described herein are described, for example, in The molecular basis of blood diseases (Stamatoyannopoulos, Majerus, Perlmutter & Varmus, 3rd ed., Philadelphia: WB Saundres Co., copyright 1987, 1994 and 2001) , which is hereby incorporated by reference).
Tento vynález by neměl být omezen ani jenom na klinické aplikace. Tento přístup může být použit pro určení funkce zájmové genové sekvence. Například zájmová genová sekvence, modifikovaná v oblasti, která nás zajímá, může být současně exprimována s antisense nebo s ribozymovou sekvencí, která inhibuje nebo rozrušuje sekvenci veškerého nemodifikovaného genu, cílením na odpovídající nemodifikovanou oblast. Zájmová sekvence modifikovaného genu tak bude mít selektivní výhodu vzhledem k zesílené expresi vůči sekvenci ···· • · • · · · ·· ··« · • · · · · · · • · · · · * ·· · • · · · ··· · · • · ·· · ···· ··· ····· · · · · nemodifikovaného genu, což umožňuje stanovení funkce sekvence modifikovaného genu nebo jím kódovaného genového produktu analytickými metodami známými v této oblasti techniky.The present invention should not be limited to clinical applications. This approach can be used to determine the function of the gene sequence of interest. For example, a gene sequence of interest modified in a region of interest may be co-expressed with an antisense or ribozyme sequence that inhibits or disrupts the sequence of all unmodified gene by targeting the corresponding unmodified region. Thus, the sequence of interest of the modified gene will have a selective advantage over enhanced expression against the sequence of the modified gene. The unmodified gene allows the determination of the function of the sequence of the modified gene or the gene product encoded therein by analytical methods known in the art.
Termín „nukleová kyselina“ má dříve popsaný význam. „Sekvence nukleové kyseliny“ konkrétně zahrnuje jakoukoli genovou nebo kódující sekvenci (tj., DNA nebo RNA) potenciálně libovolné velikosti (tj. ovšem omezené jakýmikoli obalovacími omezeními, která jsou dána vektorem), jejíž přítomnost přináší selektivní výhodu, jak je zde dále definována. „Gen“ je jakákoli sekvence nukleové kyseliny, kódující protein nebo nascentní molekulu mRNA (bez ohledu na to, zdaje tato sekvence transkribována a/nebo translatována). Zatímco gen zahrnuje kódující sekvence stejně jako nekódující sekvence (např. regulační sekvence), „kódující sekvence“ neobsahuje žádnou nekódující DNA.The term "nucleic acid" has the previously described meaning. Specifically, a "nucleic acid sequence" includes any gene or coding sequence (i.e., DNA or RNA) of potentially any size (i.e., limited by any enveloping constraints imposed by the vector), the presence of which provides a selective advantage as further defined herein. A "gene" is any nucleic acid sequence encoding a protein or nascent mRNA molecule (regardless of whether the sequence is transcribed and / or translated). While the gene includes coding sequences as well as non-coding sequences (eg, regulatory sequences), the "coding sequence" contains no non-coding DNA.
1.Sekvence nukleové kyseliny, její přítomnost s sebou nese selektivní výhodu hostitelské buňce pro vektor nesoucí tuto sekvenci, vzhledem k divokému typu kmene viru nebo soutěžící genomové sekvenci, která by interferovala nebo ovlivňovala amplifikaci vektoru.A nucleic acid sequence, its presence carries a selective advantage to a host cell for a vector carrying this sequence, relative to a wild-type virus strain or competing genomic sequence that would interfere with or affect the amplification of the vector.
Sekvence nukleové kyseliny, která uděluje selektivní výhodu vektoru v hostitelské buňce, vůči divokému typu kmene viru, je výhodně libovolnou sekvencí, která umožňuje, aby byly virové částice, které jsou rozmnožovány vektorem, selektivně produkovány nebo obaleny, ve srovnání s virovými částicemi, které jsou rozmnožovány divokým typem viru. Tyto sekvence zahrnují, ale bez omezení na ně, sekvenci, jejímž výsledkem je zvýšení počtu vektorových genomů, produkovaných vnitrobuněčně, ve srovnání s s divokým typem genomu, a antivirovou sekvenci nukleové kyseliny. Tyto sekvence také obsahují, ale bez omezení na ně, sekvenci, jejímž výsledkem je zvýšení počtu, vlastnosti nebo stavu vektorového genomu, který je produkován vnitrobuněčně, ve srovnání s divokými typy genomů, které nejsou odvozeny od příbuzného divokého typu viru.The nucleic acid sequence that confers a selective advantage of the vector in the host cell over the wild-type virus strain is preferably any sequence that allows viral particles that are propagated by the vector to be selectively produced or enveloped over viral particles that are reproduced by wild-type virus. These sequences include, but are not limited to, a sequence that results in an increase in the number of vector genomes produced intracellularly compared to the wild-type genome, and an antiviral nucleic acid sequence. These sequences also include, but are not limited to, a sequence that results in an increase in the number, property, or status of a vector genome that is produced intracellularly compared to wild-type genomes that are not derived from a related wild-type virus.
První kategorií sekvencí nukleových kyselin, které předávají selektivní výhodu v hostitelské buňce na vektor, který obsahuje tuto sekvenci, ve srovnání s divokým typem kmene viru, jsou sekvence, jako je promotor. „Promotor“ je sekvence, která řídí vazbu RNA polymerázy a tím podporuje RNA syntézu, a která může obsahovat jeden nebo více zesilovačů. „Zesilovače“ jsou cis-účinkující elementy, které stimulují nebo inhibují transkripci sousedících genů. Zesilovač, který inhibuje transkripci, je také nazýván jako „silencer“. „Silencerem“ může být také „izolační“ element, jako je tomu u DNAza-hypersenzitivních míst kuřecího erytroidního izolačního elementu. Zesilovače se liší od DNA-vazebných míst pro sekvenčně-specifické DNA vážící proteiny, nalézajících se pouze v promotoru (které jsou také označoványThe first category of nucleic acid sequences that confer a selective advantage in a host cell on a vector containing this sequence as compared to a wild-type virus strain are sequences such as a promoter. A "promoter" is a sequence that directs RNA polymerase binding and thereby promotes RNA synthesis, and which may contain one or more enhancers. "Amplifiers" are cis-acting elements that stimulate or inhibit the transcription of adjacent genes. An enhancer that inhibits transcription is also referred to as a "silencer". The 'silencer' can also be an 'isolation' element, as is the case with the DNA-hypersensitive sites of the chicken erythroid isolation element. Enhancers differ from DNA-binding sites for sequence-specific DNA binding proteins found only in the promoter (also referred to as
9 9 9 9 9 •9 99999 9 9 9 • 9 9999
··· „promotorové elementy“), v tom, že zesilovače mohou fungovat v obou směrech a ve vzdálenostech až do několika párů kilobází (kb), dokonce z polohy po směru za přepisovanou oblastí.··· “promoter elements”), in that the amplifiers can operate in both directions and at distances of up to several kilobases (kb), even from a downstream position.
V souhlase s tím a výhodně je promotor (např. dlouhá terminální opakující se oblast (LTR)) podmíněně se replikujícího HIV vektoru) modifikován tak, aby tento vektor byl citlivější vůči některým cytokinům, než je divoký typ kmene HIV. Například je dostupný modifikovaný HIV promotor, který demonstruje zvýšenou transkripční aktivitu v přítomnosti interleukinu-2. Zabudování tohoto promotoru do vektoru a introdukce tohoto vektoru do divokého typu buněk, infikovaných HIV, výhodně vede ke zvýšené produkci a obalení potomstva virionů vektorového genomu ve srovnání s divokým typem HIV genomu. Jiné cytokiny a/nebo chemokiny (např. včetně, ale bez omezení na ně, interferonu-α, a-faktoru tumorové nekrózy, RANTES apod.) mohou být podobně využity pro promoci selektivního obalování virionů kódovaných vektorem. Umístění elementů, které činí HIV-LTR citlivým na cytokiny, žádným způsobem neomezuje rozsah tohoto vynálezu na tato provedení. Do HIV-LTR může být inzertována libovolná nukleotidová sekvence, aby byla modifikována citlivost tohoto promotoru. Seznam faktorů, které se váží na DNA místa, které mohou být inzertovány do HIV-LTR, lze nalézt v http://transfac.gbf.de/TRANSFAC/lists/browse.html, přístupné od 8. září 2000, který je tímto začleněn citací ve své celistvosti. Seznam faktorů, vážících se na DNA, pro Homo sapiens (http://transfac.gbf.de/TRANSFAC/lists/factor/species/humanHomosapiens.html), přístupný od 8. září 2000, je obdobně tímto začleněn ve své celistvosti citací.Accordingly, and preferably, the promoter (e.g., the long terminal repeat region (LTR)) of the conditionally replicating HIV vector) is modified to render the vector more sensitive to certain cytokines than the wild-type strain of HIV. For example, a modified HIV promoter is available that demonstrates increased transcriptional activity in the presence of interleukin-2. The incorporation of this promoter into the vector and the introduction of this vector into the HIV-infected wild-type cells preferably results in increased production and packaging of progeny virions of the vector genome as compared to the wild-type HIV genome. Other cytokines and / or chemokines (eg, including, but not limited to, interferon-α, tumor necrosis α-factor, RANTES, and the like) can likewise be used to promote selective packaging of virions encoded by the vector. The placement of elements that render the cytokine-responsive HIV-LTR in no way limits the scope of the invention to these embodiments. Any nucleotide sequence can be inserted into the HIV-LTR to modify the sensitivity of this promoter. A list of factors that bind to DNA sites that can be inserted into the HIV-LTR can be found at http://transfac.gbf.de/TRANSFAC/lists/browse.html, available from September 8, 2000, which is hereby incorporated by citation in its entirety. The list of DNA-binding factors for Homo sapiens (http://transfac.gbf.de/TRANSFAC/lists/factor/species/humanHomosapiens.html), accessible from September 8, 2000, is likewise incorporated by reference in its entirety. .
Podobně mohou být silencery nebo izolátory vloženy také do oblastí promotoru nebo zesilovače nativní nebo modifikované retrovirové LTR, jako je HIV-LTR, aby byla exprese tímto promotorem přesně regulována. V určitých případech mohou elementy, vkládané do HIVLTR, přinést tomuto vektoru selektivní nevýhodu s ohledem na infekci divokým typem viru. Účelem aplikace tohoto typu vektoru však může být místo soutěžení s divokým typem viru v obalování do virionů potomstva spíše exprese zájmové sekvence nukleové kyseliny („užitečného genu“), která například inhibuje HIV replikaci bez kompetice. V tomto případě první sekvence nukleové kyseliny neposkytuje vektoru selektivní výhodu, ale musí alespoň například inhibovat rekombinaci mezi vektorem a pomocnou sekvencí - „helperem“ - v průběhu procesu produkce vektoru.Similarly, silencers or isolators may also be inserted into promoter or enhancer regions of a native or modified retroviral LTR, such as HIV-LTR, to precisely regulate expression by this promoter. In certain cases, elements introduced into HIVLTR may present a selective disadvantage to this vector with respect to infection by wild-type virus. However, the purpose of applying this type of vector may be to express the nucleic acid sequence of interest ("useful gene"), which, for example, inhibits HIV replication without competition, instead of competing with the wild-type virus in enveloping the virions of the progeny. In this case, the first nucleic acid sequence does not confer a selective advantage on the vector, but must at least, for example, inhibit recombination between the vector and the helper during the vector production process.
Druhá kategorie sekvence nukleové kyseliny, která předává selektivní výhodu vektoru, který tuto sekvenci obsahuje, ve srovnání s divokým typem kmene viru, zahrnuje jako výhodnou sekvenci nukleové kyseliny antivirovou sekvenci nukleové kyseliny. „Antivirová činidla“ jsou kategorizována podle způsobu jejich účinku, např. jako inhibitory reverzní transkriptázy, * « φφφφ • φ φφφφ φφ φ * φ φ φφ φφ konkurenti vstupu virů do buňky, vakciny, proteázové inhibitory a genetická antivirová činidla. „Genetická antivirová činidla“ jsou molekuly DNA nebo RNA, které jsou přeneseny do buněk a ovlivňují jejich intracelulární cíle buď přímo (tj. tak jak byly intracelulámě zavedeny) nebo po jejich konverzi buď na RNA nebo protein (viz přehledný článek Dropulič et al. (1994), výše). Genetické antivirové sekvence jsou také výhodnými sekvencemi nukleové kyseliny. Genetická antivirová činidla zahrnují, ale bez omezení na ně, antisense molekuly, klamné RNA, transdominantní mutanty, toxiny, modifikátory a modulátory RNA a sestřihu proteinů, EGS (samotné nebo v přímém spojení s elementy Ml, Ul, PRE nebo CTE), imunogeny, RNAi (viz Zámoře et al. Cell 101: 25 až 33,(2000)), nukleotidové sekvence nebo molekuly, které modifikují nebo modulují sestřih, konstitutivní transportní elementy (CTE), jaderné exportní a importní faktory, DNA integrační faktory, RNA stabilizující nebo destabilizuj ící elementy, posttranskripční regulační elementy (PRE), proteiny, které interferují s replikací viru, interferony, toxiny, imunogeny (definované jakýmkoli genem, který je imunologicky příbuzný), protilátky (úplné protilátky, jednořetězcové protilátky nebo molekuly vykazující ligandy), ribozymy nebo jakýkoli element, který ovlivňuje kterýkoliv aspekt replikace vektoru nebo divokého typu viru, a ribozymy. Je žádoucí, je-li genetickým antivirovým činidlem antisense molekula, transdominantní mutant, imunogen a ribozym. Výhodnou sekvencí nukleové kyseliny, která předává vektoru selektivní výhodu vzhledem k divokému typu kmene viru, je tedy sekvence antivirového genetického činidla, vybraného ze skupiny, která se skládá z antisense molekuly, imunogenu a ribozymu.A second category of nucleic acid sequence that confers the selective advantage of a vector comprising this sequence over a wild-type virus strain comprises, as a preferred nucleic acid sequence, an antiviral nucleic acid sequence. "Antiviral agents" are categorized according to their mode of action, eg as reverse transcriptase inhibitors, competitors of virus entry into the cell, vaccines, protease inhibitors, and genetic antiviral agents. "Genetic antiviral agents" are DNA or RNA molecules that are transferred into cells and affect their intracellular targets either directly (ie, as they were introduced intracellularly) or after their conversion to either RNA or protein (see review by Dropulič et al. ( 1994), supra). Genetic antiviral sequences are also preferred nucleic acid sequences. Genetic antiviral agents include, but are not limited to, antisense molecules, decoy RNAs, transdominant mutants, toxins, RNA modifiers and modulators, and protein splicing, EGS (alone or in direct association with M1, U1, PRE or CTE elements), immunogens, RNAi (see Overseas et al. Cell 101: 25-33, (2000)), nucleotide sequences or molecules that modify or modulate splicing, constitutive transport elements (CTE), nuclear export and import factors, DNA integration factors, RNA stabilizing or destabilizing elements, post-transcriptional regulatory elements (PRE), proteins that interfere with virus replication, interferons, toxins, immunogens (defined by any gene that is immunologically related), antibodies (full-length antibodies, single-chain antibodies or ligand-displaying molecules), ribozymes or any element that affects any aspect of vector or wild-type virus replication, and ribozymes. Desirably, the genetic antiviral agent is an antisense molecule, a transdominant mutant, an immunogen, and a ribozyme. Thus, a preferred nucleic acid sequence that confers a selective advantage over a wild-type virus strain on the vector is an antiviral genetic agent sequence selected from the group consisting of an antisense molecule, an immunogen, and a ribozyme.
Genetická antivirová činidla, jak se používají v předkládaném vynálezu, jsou omezena pouze na cílení virové sekvence, zvláště, když nejsou umístěna v podmíněně se replikujících virových vektorech. Jako neomezující příklad může být genetická antivirová sekvence umístěna v lentivirovém vektoru tak, že toto činidlo je směrováno na virové nebo nevirové cíle, například buněčné, bakteriální nebo parazitické cíle. V tomto případě obsahuje lentivirový vektor zájmový gen, operativně připojený k nemodifikované nébo modifikované HIV-LTR (k exprimované sestřižené nebo nesestřižené RNA) a kromě toho genetické antivirové činidlo nebo sekvenci, která je vázána na promotorovou sekvenci, která není operativně spojena s HIV-LTR.Genetic antiviral agents, as used in the present invention, are limited to targeting viral sequences, particularly when they are not located in conditionally replicating viral vectors. As a non-limiting example, the genetic antiviral sequence may be placed in a lentiviral vector such that the agent is directed to viral or non-viral targets, for example, cellular, bacterial, or parasitic targets. In this case, the lentiviral vector comprises a gene of interest operably linked to an unmodified or modified HIV-LTR (to the expressed spliced or uncut RNA) and, in addition, a genetic antiviral agent or sequence that is linked to a promoter sequence that is not operably linked to HIV-LTR. .
Výhodnou sekvencí je antisense sekvence nebo ribozymy, které jsou chimérické s snRNA, výhodně Ul, U2, U3, U4, U5 nebo U6 snRNA.A preferred sequence is antisense sequences or ribozymes that are chimeric to snRNAs, preferably U1, U2, U3, U4, U5 or U6 snRNAs.
Genetické antivirové činidlo není také omezeno na jedinou sekvenci nebo jediný typ sekvence, přítomné buď ve vektoru nebo v helperu. V konstruktu vektoru nebo helperu mohou být současně přítomna dvě nebo více činidel, buď umístěných distálně nebo výhodně spojených v tandemu. Je výhodné, když jsou v tandemu spojena dvě nebo více různých antivirových «999 *The genetic antiviral agent is also not limited to a single sequence or a single type of sequence present in either the vector or the helper. Two or more agents, either located distally or preferably joined in tandem, may be present in the vector or helper construct simultaneously. It is preferred that two or more different antivirus '
* · 9 ·» »« 99«« 9« «9*9 « » 9 »9 9 »999 9 9 · * 9 »999 9 • 9 · «999 ♦ *· » · 9« genetických činidel. Dalším provedením genetického antivirového činidla pro použití podle vynálezu je kterékoliv, které váže dva různé typy genetických antivirových činidel.* 9 9 9 9 9 9 9 999 9 9 999 9 9 9 999 999 9 genetic agents. Another embodiment of the genetic antiviral agent for use in the invention is any one that binds two different types of genetic antiviral agents.
„Antisense molekula“ je molekula, která, na bázi pravidel párování bází a dostupnosti kolísavého párování bází, je „zrcadlovým obrazem“ krátkého segmentu genu, jehož exprese má být blokována. Antisense molekula směrovaná proti HIV hybridizuje s divokým typem HIV RNA, a tak umožňuje její přednostní odbourání buněčnými nukleázami. Antisense molekulami jsou výhodně DNA oligonukleotidy, vhodně od 20 do 200 párů bází do délky, výhodně od 20 do 50 párů bází délky a optimálně méně než 25 párů bází délky. Antisense molekula může být exprimována z RNA crHIV, která se výhodně váže ke genomové RNA divokého typu, čímž poskytuje RNA crHIV se selektivní výhodou pro obalování do virionů potomstva.An "antisense molecule" is a molecule that, based on the rules of base pairing and availability of volatile base pairing, is a "mirror image" of the short segment of the gene whose expression is to be blocked. The antisense molecule directed against HIV hybridizes to wild-type HIV RNA, thus allowing its preferential degradation by cellular nucleases. The antisense molecules are preferably DNA oligonucleotides, suitably from 20 to 200 base pairs in length, preferably from 20 to 50 base pairs in length and optimally less than 25 base pairs in length. The antisense molecule can be expressed from crHIV RNA, which preferably binds to wild-type genomic RNA, thereby providing crHIV RNA with a selective advantage for enveloping into progeny virions.
Antisense molekuly, exprimované ve vektorech jako RNA, jsou výhodně nejméně 20 bází až libovolně dlouhé, ale výhodně do 2000 párů bází délky, výhodněji 50 až 500 párů bází délky. Tyto antisense molekuly se výhodně váží na genomovou RNA divokého typu a ne na vektorovou RNA, čímž poskytují vektor se selektivní výhodou vzhledem k divokému typu viru. Výhodnou oblastí pro vznik antisense molekuly ve vektoru, odvozeném od HIV viru, je například oblast obálky (env), oblasti proteinů Tat nebo Rev, oblasti akcesorických genů (Vif, Nef, Vpr, Vpu), oblasti Gag, které jsou 3' vzhledem k místu Nsi I restrikčního enzymu na pNL4-3, a oblasti Pol, které neobsahují oblast Pol 545 bází, jak je uvedeno níže.Antisense molecules expressed in vectors as RNA are preferably at least 20 bases to any length, but preferably up to 2000 base pairs in length, more preferably 50 to 500 base pairs in length. These antisense molecules preferably bind to wild-type genomic RNA and not to vector RNA, thereby providing a vector with a selective advantage over wild-type virus. Preferred regions for the formation of an antisense molecule in an HIV virus-derived vector are, for example, the envelope (env) region, the Tat or Rev protein region, the accessory gene region (Vif, Nef, Vpr, Vpu), the Gag region 3 'relative to a Nsi I restriction enzyme site on pNL4-3, and a Pol region that does not contain a Pol 545 base region as shown below.
„Imunogen“ označuje libovolný, imunologicky příbuzný gen a jím kódovaný genový produkt. I když historicky byl termín „imunogen“ použit ve vztahu k adjuvantu, použitému při vakcinaci, jsou termíny „imuno-,, a ,,-gen“ zde používány pro označení imunologicky příbuzného genu a jím kódovaného genového produktu. Imunogen může například kódovat jednořetězcovou protilátku (scAb) směrovanou proti virovému strukturnímu proteinu nebo může kódovat protilátku, která je vylučována buňkou extracelulámě. Imunogen je přenášen jako nukleová kyselina a je exprimován intracelulámě. Podobně může imunogen také kódovat libovolný antigen, povrchový protein (včetně těch, které jsou omezeny třídou) nebo jakoby signální protilátku, která usnadňuje selekci vektoru a/nebo hostitelské buňky. Ve výhodném vektoru obsahuje sekvence nukleové kyseliny scAb kódující sekvenci, která se váže na divoký typ HIV Rev proteinu. To výhodně zabraňuje dozrávání Rev proteinu tím, že vede k jeho zadržení v endoplazmatickém retikulu. Rev proteiny, samotné nebo ve spojení s jinými buněčnými faktory, konkrétně exportují nesestřižené a jednoduše sestřižené HIV RNA z jádra do cytoplazmy vazbou na RRE (vysoce strukturovaná cis-účinkující RNA cílová sekvence pro Rev, nazývaná elementem citlivým na Rev) a poté oligomerizují a obklopují tak HIV RNA. HIV RNA, které jsou v komplexu s Rev, jsou exportovány do cytoplazmy a obcházejí mechanismus"Immunogen" refers to any immunologically related gene and gene product encoded by it. Although historically the term "immunogen" has been used in reference to an adjuvant used in vaccination, the terms "immuno-" and "gene" are used herein to refer to an immunologically related gene and its gene product encoded therein. For example, the immunogen may encode a single chain antibody (scAb) directed against a viral structural protein, or it may encode an antibody that is secreted by the cell extracellularly. The immunogen is transferred as a nucleic acid and is expressed intracellularly. Similarly, the immunogen may also encode any antigen, surface protein (including those that are class restricted), or a signal antibody that facilitates selection of the vector and / or the host cell. In a preferred vector, the nucleic acid sequence comprises a scAb coding sequence that binds to the wild-type HIV Rev protein. This advantageously prevents the maturation of the Rev protein by leading to its retention in the endoplasmic reticulum. Specifically, Rev proteins, alone or in conjunction with other cellular factors, export uncut and simply spliced HIV RNA from the nucleus into the cytoplasm by binding to RRE (a highly structured cis-acting RNA target sequence for Rev, called a Rev-sensitive element) and then oligomerize and surround and HIV RNA. HIV RNAs that are complexed with Rev are exported to the cytoplasm and bypass the mechanism
4 ’č 04 ’# 0
0» 00*0 ·· 0004 • 0 000« * 0 0 * 0 0 000 0··0 »00 * 0 ·· 0003 • 0 000« * 0 0 * 0 0 000 0 ··
0000 »000 0 000 00 0 0 > 0 >0000 »000 0 000 00 0 0> 0>
0 4Λ «0 00« 00 00 buněčného sestřihu. Jestliže se tedy divoký typ Rev neváže na divoký typ RRE, potom nejsou RNA divokého typu HIV exportovány do cytoplazmy a nejsou enkapsidovány do virionů potomstva.0 4Λ 0 0 00 00 00 00 cell splicing. Thus, if wild-type Rev does not bind to wild-type RRE, then wild-type HIV RNAs are not exported to the cytoplasm and are not encapsidated into progeny virions.
Je optimální, když vektor, obsahující sekvenci scAB nukleové kyseliny, dále obsahuje modifikovanou RRE sekvenci a kóduje mutovaný Rev protein, který rozezná modifikovaný, ale ne divoký typ RRE. V souhlase s tím, v buňkách, které obsahují divoký typ HIV a vektor, který obsahuje scAb sekvenci nukleové kyseliny, je vektor výhodně zabalen do virionů. Podobná strategie se výhodně použije, když jsou cílem pro scAB proteiny divokého typu HIV matrice nebo nukleokapsid (nebo jakýkoli protein, účastnící se interakcí protein/RNA, které ovlivňují enkapsidaci virové RNA).Preferably, the vector containing the scAB nucleic acid sequence further comprises a modified RRE sequence and encodes a mutated Rev protein that recognizes a modified but not wild-type RRE. Accordingly, in cells that contain wild-type HIV and a vector that contains a scAb nucleic acid sequence, the vector is preferably packaged into virions. A similar strategy is advantageously used when the target for wild-type scAB proteins is an HIV matrix or nucleocapsid (or any protein involved in protein / RNA interactions that affect encapsidation of viral RNA).
„Ribozym“ je antisense molekula s katalytickou aktivitou, tj. místo vazby RNA a inhibování translace, váží ribozymy RNA a ovlivňují místně-specifické štěpení vázaných molekul RNA. Obecně jsou čtyři skupiny ribozymů: intervenující sekvence Tetrahymena skupiny I, EGS (externí vedoucí sekvence) a ribozymy typu hammerhead a hairpin. Existují však také další katalytické motivy v jiných molekulách RNA, např. delta viru hepatitidy a ribozomální RNA v mitochondriích hub).A "ribozyme" is an antisense molecule with catalytic activity, ie, an RNA binding site and inhibiting translation, binds RNA ribozymes and affects site-specific cleavage of bound RNA molecules. Generally, there are four groups of ribozymes: the intervening sequence of Tetrahymena Group I, EGS (external leader sequence), and hammerhead and hairpin ribozymes. However, there are also other catalytic motifs in other RNA molecules (e.g., hepatitis delta virus and ribosomal RNA in fungal mitochondria).
Výhodným ribozymem je ribozym, ve kterém katalytická doména štěpí 3'nukleotidovou sekvenci NUH, kde N může být libovolný nukleotid (tj. G, A, U nebo C) a H může být buď A, C nebo U. Pokud je však sekvencí, která je nejúěinněji štěpena tímto ribozymem, místo GUC, potom NUH sekvence výhodně obsahuje GUC místo.A preferred ribozyme is a ribozyme in which the catalytic domain cleaves a 3'nucleotide sequence of NUH, where N can be any nucleotide (ie, G, A, U or C) and H can be either A, C or U. is most efficiently cleaved by this ribozyme, instead of the GUC, then the NUH sequence preferably comprises a GUC site.
Je žádoucí, když takový ribozym štěpí v oblasti divokého typu kmene viru nebo jeho transkriptů, ale neštěpí v oblasti vektoru nebo jeho transkriptů. Ribozym štěpí virus nebo jeho transkripty v tom smyslu, že tímto virem nebo vektorem může být buď RNA nebo DNA, jak již bylo dříve uvedeno. Pod štěpením „v oblasti“ je myšleno štěpení v cílové oblasti, tj. výhodně v oblasti viru, která je nezbytná pro propagaci viru. Je žádoucí, když je vektor modifikován tak, že tato konkrétní cílová oblast (pokud je vůbec ve vektoru přítomna), není ribozymem štěpena. Ribozym může popřípadě štěpit vektor, pokud štěpení neprobíhá v oblasti, která je potřebná pro množení virových, např. crHIV částic.Desirably, such a ribozyme cleaves in the wild-type region of the virus strain or its transcripts, but does not cleave in the region of the vector or its transcripts. The ribozyme cleaves the virus or its transcripts in the sense that the virus or vector may be either RNA or DNA, as previously mentioned. By " in-region " is meant cleavage in the target region, i.e. preferably in the region of the virus that is necessary for virus propagation. Desirably, the vector is modified such that this particular target region (if present in the vector at all) is not cleaved by the ribozyme. Optionally, the ribozyme may cleave the vector if the cleavage does not take place in a region that is required for multiplication of viral, e.g., crHIV particles.
Je optimální, když je tento ribozym kódován sekvencí, vybranou ze skupiny, která se skládá z SEQ ID NO:3 (tj.Preferably, the ribozyme is encoded by a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 3 (i.e.
CACACAACACTGATGAGGCCGAAAGGCCGAAACGGGCACA) a SEQ ID NO: 4 (tj. ATCTCTAGTCTGATGAGGCCGAAAGGCCGAAACAAGAGTC). Zatímco SEQ ID NO:3 zahrnuje ribozym, který je cílen na +115 místo (tj., v jednotkách počtu baží ve směru od startu • · · ·CACACAACACTGATGAGGCCGAAAGGCCGAAACGGGCACA) and SEQ ID NO: 4 (i.e., ATCTCTAGTCTGATGAGGCCGAAAGGCCGAAACAAGAGTC). While SEQ ID NO: 3 includes a ribozyme that is targeted to the +115 site (i.e., in units of count in the direction from the start)
transkripce) oblasti U5 divokého typu HIV, SEQ ID NO:4 zahrnuje ribozym, který je cílen na místo +133 oblasti U5 divokého typu HIV.transcription) of the wild-type U5 region, SEQ ID NO: 4 includes a ribozyme that is targeted to the +133 site of the wild-type U5 region.
Takový ribozym je schopen štěpit v rámci genomu divokého typu HIV (nebo jeho transkriptů), ale ne v genomu vektoru (nebo jeho transkriptů), pokus jsou U5 sekvence vektoru modifikovány in vitro místně směrovanou mutagenezí, jak je známa v této oblasti techniky a popsána v příkladu 1. Tyto vektorové sekvence jsou zejména výhodně modifikovány tak, že vektor zahrnuje sekvenci, vybranou ze skupiny, která se skládá z SEQ ID NO:2 (tj. GTGTGCCCACCTGTTGTGTGACTCTGGCAGCTAGAGAAC), SEQ ID NO:5 (tj. GTGTGCCCGCCTGTTGTGTGACTCTGGTAACTAGAGATC), SEQ ID NO:6 (tj. GTGTGCCCGTCTGTTGTGTGACTCTGGCAACTAGAGATC), SEQ ID NO: 14, kde je nejméně jeden N mutován, SEQ ID NO: 15 a SEQ ID NO: 16. Ve formě RNA tento vektor výhodně zahrnuje sekvenci, kódovanou sekvencí, vybranou ze skupiny, která se skládá z SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:14, kde je nejméně jeden N mutován, SEQ ID NO:15 a SEQ ID NO: 16. Naopak, divoký typ HIV zahrnuje US sekvenci, kódovanou sekvencí SEQ ID NO:1 (tj. GTGTGCCCGTCTGTTGTGTGACTCTGGTAACTAGAGATC). Tyto modifikace jako celek a srovnání s divokým typem sekvence U5 (ve formě DNA) jsou uvedeny na obrázku 2.Such a ribozyme is capable of cleaving within the wild-type HIV genome (or its transcripts) but not in the vector genome (or its transcripts), as long as the U5 sequences of the vector are modified by in vitro site directed mutagenesis as known in the art and described in Example 1. These vector sequences are particularly preferably modified such that the vector comprises a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 2 (i.e., GTGTGCCCACCTGTTGTGTGACTCTGGCAGCTAGAGAAC), SEQ ID NO: 5 (i.e., GTGTGCCCGCCTGTTGTGTGACTCTGGTAACTAGAGCCTCGTATA SEQ ID NO: 14, wherein at least one N is mutated, SEQ ID NO: 15 and SEQ ID NO: 16. In the form of RNA, the vector preferably comprises a sequence encoded by a sequence selected from the group consisting of: GTGTGCCCGTCTGTTGTGTGACTCTGGCAACTAGAGATC consists of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 14, wherein at least one N is mutated, SEQ ID NO: 15 and SEQ ID NO: 16. Conversely, wild type HIV includes a US sequence encoded by SEQ ID NO : 1 (ie GTGTGCCCGTCTGTTGTGTGACTCTGGTAACTAGAGATC). These modifications as a whole and comparison to the wild-type sequence of U5 (in the form of DNA) are shown in Figure 2.
Kromě toho mohou být použity jiné ribozymy cílené na jiné oblasti virového, zejména HIV genomu, samotné nebo v kombinaci. Například může ribozym štěpit v rámci jiných RNA sekvencí, potřebných pro replikaci viru, např. v rámci reverzní transkriptázy, proteázy nebo transaktivačního proteinu, v rámci Rev nebo v rámci dalších nepostradatelných sekvencí, tak jak byly popsány. Je výhodné, když vektor obsahuje více ribozymů, např. cílených na více míst.In addition, other ribozymes targeting other regions of the viral, particularly the HIV genome, may be used alone or in combination. For example, a ribozyme can cleave within other RNA sequences required for virus replication, e.g., within a reverse transcriptase, protease, or transactivating protein, within Rev, or within other indispensable sequences as described. Preferably, the vector comprises multiple ribozymes, eg, targeted to multiple sites.
V těchto případech jsou analogické sekvence ve vektoru modifikovány místně směrovanou mutagenezí nebo některým jiným způsobem, známým v oboru, a vzniká vektor, který je rezistentní proti tomuto ribozymovému štěpení.In these cases, the analogous sequences in the vector are modified by site directed mutagenesis or some other method known in the art to produce a vector that is resistant to this ribozyme cleavage.
Pokud je vektorem virus lidské imunodeficience, pak tento vektor s výhodou postrádá tat gen a 5' místo sestřihu pro tat gen a místo něho obsahuje trojitou anti-Tat ribozymovou kazetu, v níž katalytická doména každého ribozymů z trojité kazety štěpí jiné místo molekuly virové nukleové kyseliny divokého typu lidské imunodeficience, zejména jiné místo v rámci tat. Je výhodné, když katalytická doména každého ribozymů štěpí nukleotidovou sekvenci v oblasti molekuly nukleové kyseliny divokého typu lidské imunodeficience, pro kterou neexistuje v samotném vektoru na ribozym citlivý protějšek.Preferably, if the vector is a human immunodeficiency virus, the vector lacks a tat gene and a 5 'splice site for the tat gene, and instead contains a triple anti-Tat ribozyme cassette in which the catalytic domain of each ribozyme from the triple cassette cleaves another site of the viral nucleic acid molecule. wild type human immunodeficiency, especially another site within tat. Preferably, the catalytic domain of each ribozyme cleaves a nucleotide sequence in a region of a wild-type human immunodeficiency nucleic acid molecule for which there is no ribozyme-sensitive counterpart in the vector itself.
Další provedení ribozymů, jako genetického antivirového činidla, je získáno v ribozymech, které cílí na sekvence nejen podle Watsonova a Crickova principu párování bází, • · ale také podle kolísavého párování bází G-U. Předchozí studie ukázaly, že kolísavé párování GU ve dvoušroubovicové RNA má podobné znaky jako párování bází podle Watsona a Cricka. Uvažuj eme-li vysokou mutační rychlost, i vysoce konzervovaných oblastí, HIV, která dává vzniknout různým kmenům HIV, pak schopnost sestrojit ribozym, který cílí na více kmenů, poskytuje tomuto vynálezu dramatickou výhodu. Například vysoce konzervativní cílová oblast v genu tat, která může být použita jako cílová sekvence pro ribozymy podle vynálezu, obsahuje u 40 dobře definovaných HIV-1 kmenů buď „G“ nebo „A“. Ribozym, cílící na tuto oblast, může tedy být sestrojen tak, aby v příslušné cílené sekvenci obsahoval „U“ místo „C“ , aby bylo umožněno párování buď se zbytkem „G“ nebo „A“. Toto lze porovnat s použitím „C“ v cílené sekvenci, které by snížilo schopnost ribozymu být zacílen na HIV-1 kmeny, které obsahují „A“ v odpovídající poloze. Tento přístup, používající „U“, kdekoliv existuje v cílové poloze pro rozpoznání ribozymem variabilita G, A, významně zvyšuje výhodnost ribozymů podle vynálezu.Another embodiment of ribozymes, as a genetic antiviral agent, is obtained in ribozymes that target sequences not only according to the Watson and Crick base pairing principles, but also according to the varying base pairing of G-U. Previous studies have shown that fluctuating GU pairing in double-stranded RNA has similar features to Watson and Crick base pairing. Considering the high mutation rate, even of highly conserved regions, of HIV that gives rise to different strains of HIV, the ability to construct a ribozyme that targets multiple strains provides a dramatic advantage to the present invention. For example, the highly conserved target region in the tat gene, which can be used as a target sequence for ribozymes of the invention, contains either "G" or "A" in 40 well-defined HIV-1 strains. Thus, a ribozyme targeting this region can be designed to contain a "U" instead of a "C" in the appropriate targeted sequence to allow pairing with either the "G" or "A" residue. This can be compared to using "C" in the targeted sequence that would reduce the ability of the ribozyme to target HIV-1 strains that contain "A" at the corresponding position. This approach, using "U" wherever there is a G, A variability at the target position for ribozyme recognition, greatly increases the convenience of the ribozymes of the invention.
Dalším provedením vynálezu v praxi je použití ribozymové kazety (která obsahuje více než jeden ribozym vázaný v tandemu), degenerované tak, že se nejedná o přímo opakovanou sekvenci ve vektoru. Přítomnost degenerovaných sekvencí zabraňuje deleci opakovaných sekvencí, která je pozorována v retro virových vektorech a v jiných nukleových kyselinách. Ribozymová kazeta, složená z tandemově uspořádaných přímo opakovaných sekvencí, totiž může být během vícenásobných cyklů replikace deletována. K překonání tohoto problému lze použít degenerovaných ribozymových sekvencí, protože například sekvence v katalytické doméně ribozymové molekuly typu hammerhead mohou být bez významné ztráty aktivity substituovány jinými nukleotidyna základě kolísavého párování bází. Mutageneze ribozymů typu hammerhead byla již provedena a byla stanovena místa, která mohou být degenerována (Rufíner DE, Stormo GD, Uhlenbeck OC. Sequence requirements of the hammerhead RNA self-cleaving reaction. Biochemistry. 1990 Nov 27; 29(47):10695 až 10702). Jiným způsobem snižování pravděpodobnosti deleci je směrování jednotlivých ribozymů z kazety na různá cílová místa cílové RNA. V kazetě se tedy nebudou vyskytovat přímé opakované sekvence.Another embodiment of the invention in practice is the use of a ribozyme cassette (which contains more than one tandem-bound ribozyme), degenerate such that it is not a directly repeat sequence in the vector. The presence of degenerate sequences prevents the deletion of repeat sequences that is observed in retro viral vectors and other nucleic acids. Indeed, a ribozyme cassette, consisting of tandem-aligned directly repeated sequences, can be deleted during multiple cycles of replication. Degenerate ribozyme sequences can be used to overcome this problem, because, for example, sequences in the catalytic domain of a hammerhead ribozyme molecule can be substituted for other nucleotides without significant loss of activity by varying base pairing. Mutagenesis of hammerhead ribozymes has been performed and sites that can be degenerated have been identified (Rufiner DE, Stormo GD, Uhlenbeck OC. Sequence requirements for hammerhead RNA self-cleaving reaction. Biochemistry. 1990 Nov 27; 29 (47): 10695- 10702). Another way of reducing the likelihood of deletion is to direct individual ribozymes from the cassette to different target sites of the target RNA. Thus, there will be no direct repeat sequences in the cassette.
„Transdominantní“ nebo „dominantně negativní“ sekvence nukleové kyseliny předává jí kódovaný fenotyp i v přítomnosti sekvence divokého typu (wt). Příkladem je shora uvedená diskuse zkráceného CCR5 proteinu. Jiné příklady zahrnují libovolnou mutantní retro virovou nebo lentivirovou sekvenci, která přenáší transdominantní fenotyp. Příklady zahrnují geny rev a gagPříkladem použití pro na získání selektivní výhody, stejně jako pro inhibici infekčního divokého typu viru, jsou transdominantní gag sekvence, o kterých bylo zjištěno, že inhibují HIV-1 replikaci, pravděpodobně prostřednictvím interference s konstrukcí kapsidy. TatoA " transdominant " or " dominant negative " nucleic acid sequence transmits the phenotype encoded therein even in the presence of a wild-type (wt) sequence. An example is the above discussion of truncated CCR5 protein. Other examples include any mutant retro viral or lentiviral sequence that transmit a transdominant phenotype. Examples include the rev and gag genes. Examples of uses to obtain a selective advantage, as well as to inhibit infectious wild-type virus, are transdominant gag sequences that have been shown to inhibit HIV-1 replication, probably through interference with capsid construction. This
sekvence se pak s výhodou používá ve spojení s retrovirovým vektorem, který není založen na HIV-1, což umožňuje jeho replikaci a obalení, aniž by byl touto transdominantní sekvencí inhibován. Například retrovirový vektor, který obsahuje HIV-2 gag a pol sekvence, může zahrnovat transdominantní HIV-1 gag sekvenci. Tento vektor může být replikován a obalen pomocí komplementace s příslušným HIV-2 helperovým vektorovým konstruktem. Po umístění v buňce, která je vystavena infekci HIV-1, je transdominantní gag sekvence po infekci HIV-1 k dispozici pro expresi za účelem blokování mobilizace HIV-1 viru. Geny gag a pol, kódované retrovirovým vektorem HIV-2, jsou však stále k dispozici pro zapouzdření a mobilizaci vektoru.the sequence is then preferably used in conjunction with a non-HIV-1 based retroviral vector, allowing its replication and packaging without being inhibited by this transdominant sequence. For example, a retroviral vector that contains an HIV-2 gag and a pol sequence may include a transdominant HIV-1 gag sequence. This vector can be replicated and enveloped by complementation with an appropriate HIV-2 helper vector construct. Once placed in a cell exposed to HIV-1 infection, the transdominant gag sequence after HIV-1 infection is available for expression to block HIV-1 virus mobilization. However, the gag and pol genes encoded by the HIV-2 retroviral vector are still available for encapsulation and mobilization of the vector.
2. Sekvence nukleové kyseliny, jejíž přítomnost přináší buňkám infikovaným nebo neinfikováným vektorem, který obsahuje tuto sekvenci, selektivní výhodu ve srovnání s buňkami infikovanými divokým typem viru.2. A nucleic acid sequence whose presence confers a selective advantage over cells infected or uninfected with a vector comprising the sequence over cells infected with wild-type virus.
Sekvencí nukleové kyseliny, která přináší selektivní výhodu buňce obsahující vektor zahrnující tuto sekvenci, v porovnání s buňkou obsahující nebo neobsahující divoký typ kmene viru (tj. které tato sekvence chybí), je výhodně jakákoli sekvence, která umožňuje buňce, obsahující tento vektor, přežít a rozmnožovat virové částice (tj. virové částice crHIV), ve srovnání s buňkou obsahující divoký typ viru nebo s buňkou, které tato sekvence nukleové kyseliny chybí. Takové sekvence zahrnují, ale bez omezení na ně, libovolnou sekvenci, která umožní buňce nebo vektoru, obsaženému v této buňce, se vyhnout destrukci sekvencí, které podporují přežití buněk, sekvencí, které indukují apoptózu, sekvencí, které usnadňují produkci proteinu nebo sekvencí, které podporují imunitní funkci nebo cílení.A nucleic acid sequence that confers a selective advantage on a cell comprising a vector comprising this sequence over a cell containing or not containing a wild-type virus strain (i.e., which is absent) is preferably any sequence that allows a cell containing the vector to survive and multiply viral particles (i.e., crHIV viral particles) as compared to a cell containing a wild-type virus or a cell lacking this nucleic acid sequence. Such sequences include, but are not limited to, any sequence that allows a cell or vector contained therein to avoid destruction of sequences that promote cell survival, sequences that induce apoptosis, sequences that facilitate protein production, or sequences that support immune function or targeting.
Taková sekvence nukleové kyseliny obsažená ve vektoru například přednostně kóduje geny pro širokospektrální rezistenci vůči léčivům (viz např. Ueda et al., Biochem. Biophys. Res. Commun., 141,956 až 962, (1986); Ueda et al., 262,505 až 508 (1987) a Ueda et al., PNAS, 83, 3004 až 3008 (1987)). V přítomnosti přidaného cytotoxického léčiva (např. jaká se používají pro chemoterapii rakoviny) toto umožňuje přežít buňce, obsahující vektor, zatímco buňka, obsahující divoký typ viru, jako je HIV, nepřežije. Tato cytotoxická léčiva zahrnují, ale bez omezení na ně, aktinomycin D, sulfát vinblastinu, sulfát vinkristinu, BCNU (s kondicionováním BG nebo bez něho), daunomycin, adriamycin, VP-16 a AMS A.For example, such a nucleic acid sequence contained in a vector preferably encodes broad spectrum drug resistance genes (see, eg, Ueda et al., Biochem. Biophys. Res. Commun., 141, 956-962, (1986); Ueda et al., 262,505-508). (1987) and Ueda et al., PNAS, 83, 3004-3997 (1987)). In the presence of an added cytotoxic drug (e.g., as used for cancer chemotherapy), this allows the cell containing the vector to survive, while the cell containing the wild-type virus, such as HIV, does not survive. Such cytotoxic drugs include, but are not limited to, actinomycin D, vinblastine sulfate, vincristine sulfate, BCNU (with or without BG conditioning), daunomycin, adriamycin, VP-16, and AMS A.
Jiným příkladem této sekvence nukleové kyseliny je libovolná sekvenční varianta O6methylguanin-DNA-methyltransferázy (MGMT). MGMT může být použita pro ochranu předchůdců hematopoetických buněk před toxicitou alkylačních činidel. Divoký typ MGMT je inhibován O6-benzylguanidinem (BG), který potencuje toxicitu alkylačních činidel. Podle • · · · • · · · · · · • · · · · · ·· · • · · · ··· · · • · · · · ···· ··· ····· ·· · · vynálezu lze dodat kterékoli buňce varianty MGMT, které jsou rezistentní na BG zprostředkovanou aktivaci a jsou schopny chránit proti alky lačním činidlům. Jedním příkladem takové varianty je G156A MGMT.Another example of this nucleic acid sequence is any sequence variant of O 6 methylguanine-DNA-methyltransferase (MGMT). MGMT can be used to protect hematopoietic cell precursors from the toxicity of alkylating agents. Wild type MGMT is inhibited by O 6 -benzylguanidine (BG), which potentiates the toxicity of alkylating agents. By · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · The invention can be delivered to any cell of MGMT variants that are resistant to BG-mediated activation and capable of protecting against alkylating agents. One example of such a variant is G156A MGMT.
Například je možno po podání BG a 06-guanin methylačního nebo chlorethylačního činidla selektovat hematopoetické prekurzorové buňky, transdukované touto variantou předkládaného vynálezu. Příklady takových methylačních činidel pro použití podle tohoto vynálezu zahrnují, ale bez omezení na ně, klinicky relevantní temozolomid, nitrosomočoviny, tetraziny, triaziny, dakabazin, temozolomid, streptozotocin, prokarbazin. Příklady chlorethy lační ch činidel zahrnují, ale bez omezení na ně, BCNU (l,3-bis(2-chlorethyl)-lnitrosomočovina), CCNU (3-cyklohexyl-l-chlorethyl-nitrosomočovina), ACNU (l-(4-amino-2methyl-5-pyrimidinyl)methyl-3-(2-chlor)-3-nitrosomethylmočovina) a MeCCNU (1-(2chlorethyl)-3-(4-methylcyklohexyl)-l-nitrosomoěovina. Alkylaěním činidlem je výhodně BCNU.For example, hematopoietic precursor cells transduced with this variant of the present invention may be selected following administration of BG and O-guanine methylating or chlorethylating agents. Examples of such methylating agents for use in the present invention include, but are not limited to, clinically relevant temozolomide, nitrosoureas, tetrazines, triazines, dacabazine, temozolomide, streptozotocin, procarbazine. Examples of chlorethylating agents include, but are not limited to, BCNU (1,3-bis (2-chloroethyl) -1-nitrosourea), CCNU (3-cyclohexyl-1-chloroethylnitrosourea), ACNU (1- (4-amino) 2-methyl-5-pyrimidinyl) methyl-3- (2-chloro) -3-nitrosomethylurea) and MeCCNU (1- (2-chloroethyl) -3- (4-methylcyclohexyl) -1-nitrosourea) The alkylating agent is preferably BCNU.
Bylo zjištěno, že BCNU vytváří jak v klidových, tak v cyklujících buňkách trvalou kovalentní meziřetězcovou lézi DNA. Tato poškození jsou cytotoxická pro buňky v průběhu replikace DNA. MGMT je primárním mechanizmem DNA opravy lézí BCNU. Vzhledem k jeho toxicitě vůči klidovým buňkám, může selekce pomocí variant MGMT, dodávaných lentivirovými vektory podle vynálezu, také umožnit selekci všestranně účinných hematopoetických kmenových buněk (HSC), které jsou převážně ve fázi Go buněčného cyklu, ale které střídavě cyklují, aby mohly produkovat více kmenových buněk a prekurzorů krevních buněk. Kmenové buňky jsou obecně rezistentní vůči retro virové transdukci, ale mohou být transdukovány retro virovými vektory, jenom pokud nejsou ve stavu fáze Go buněčného cyklu. Podobně jako onko-retroviry, mohou být i lentivirové vektory podle vynálezu použity pro transdukci hematopoetických kmenových buněk, včetně stanovitelných hematopoetických ELTC-IC a NOD-SCID nebo SCID-hu pasážovaných buněk. Na rozdíl od onkoretrovirů však podmínky cytokinů nezbytné pro transdukci kmenových buněk bez jejich diferenciace pravděpodobně zvýhodňují lentivirové vektory, protože lentiviry (např. HIV) mohou infikovat buňky, které se aktivně nedělí v době infekce. HSC selekce není možná u jiných strategií, které selektují cyklující prekurzory hematopoetických buněk. Selekce, zprostředkovaná variantami MGMT a lentivirovými vektory podle vynálezu tedy může zvyšovat výskyt transdukovaných všestranně účinných HSC, aniž by pro selekci vyžadovala prodlouženou dobu podávání léčiva.It has been found that BCNU produces a permanent covalent interchain DNA lesion in both resting and cycling cells. These lesions are cytotoxic to cells during DNA replication. MGMT is the primary mechanism of DNA repair of BCNU lesions. Due to its toxicity to resting cells, selection by MGMT variants supplied by the lentiviral vectors of the invention can also allow selection of versatile hematopoietic stem cells (HSCs), which are predominantly in the Go cell cycle phase but which alternately cycle to produce more stem cells and blood cell precursors. Stem cells are generally resistant to retro viral transduction, but can be transduced with retro viral vectors only if they are not in the Go phase of the cell cycle. Similar to oncopetroviruses, the lentiviral vectors of the invention can be used to transduce hematopoietic stem cells, including detectable hematopoietic ELTC-IC and NOD-SCID or SCID-hu passaged cells. However, unlike oncetretroviruses, the cytokine conditions necessary for stem cell transduction without differentiation are likely to favor lentiviral vectors because lentiviruses (eg, HIV) can infect cells that do not actively divide at the time of infection. HSC selection is not possible with other strategies that select cycling hematopoietic cell precursors. Thus, selection mediated by MGMT variants and lentiviral vectors of the invention can increase the incidence of transduced, versatile HSCs without requiring prolonged drug administration for selection.
Na shora uvedenou diskusi lze pohlížet v kontextu hemetopoetických buněk in vitro a ex vivo, stejně jako in vivo. Kromě transdukce buněk variantami MGMT in vivo mohou tedy být hematopoetické buňky transdukovány ex vivo s následující medikamentózní léčbou buď ex vivo ·· · · • · • · · ·The above discussion can be viewed in the context of hemetopoietic cells in vitro and ex vivo as well as in vivo. Thus, in addition to transducing cells with MGMT variants in vivo, hematopoietic cells may be transduced ex vivo with subsequent drug treatment either ex vivo.
4 4 4 44 4 4 4
4 44 4
4 44 4
4 4 4 44 4 4 4
nebo in vivo. Tyto ex vivo léčené buňky mohou být potom zavedeny infuzí do subjektu, popřípadě jako součást repopulace kostní dřeně transdukovanými buňkami.or in vivo. These ex vivo treated cells may then be infused into the subject, optionally as part of a bone marrow repopulation with transduced cells.
Před aplikací takového postupuje možno rovněž použít alkylační činidlo BCNU obecně pro snížení HIV infikovaných CD4+ buněk v HIV pozitivním subjektu. Jak je uvedeno shora, vytváří BCNU (po zbavení endogenního MGMT) cytotoxické léze v klidových i v proliferujících buňkách. Tyto léze se tvoří i bez nuceného úbytku MGMT, pokud dávka léčiva překročí hladinu funkčního AGT proteinu. Opakovaná systémová léčba pomocí BCNU způsobuje kumulativní myelosupresi a pancytopenii. Mezi lymfatickými buňkami se CD4+ buňky zdají být pozoruhodně citlivé vůči BCNU. V subjektech infikovaných retroviry, jako jsou pacienti s infekcí HIV, bude podávání BCNU, i při malých dávkách, je-li požadováno odstranění myelosuprese, zmenšovat celkovou populaci CD4+ buněk a tím snižovat zatížení virem. Tento přístup může být následován infuzí hematopoetických prekurzorů, jak je diskutováno shora.Prior to such administration, the alkylating agent BCNU may also be used generally to reduce HIV-infected CD4 + cells in an HIV-positive subject. As mentioned above, BCNU (after depletion of endogenous MGMT) produces cytotoxic lesions in both resting and proliferating cells. These lesions are formed without a forced loss of MGMT if the dose of the drug exceeds the level of functional AGT protein. Repeated systemic treatment with BCNU causes cumulative myelosuppression and pancytopenia. Among lymphoid cells, CD4 + cells appear remarkably sensitive to BCNU. In subjects infected with retroviruses, such as patients with HIV infection, administration of BCNU, even at low doses, when removal of myelosuppression is desired, will reduce the overall population of CD4 + cells and thereby reduce viral load. This approach may be followed by infusion of hematopoietic precursors as discussed above.
Protože BCNU může účinkovat „kradmým“ způsobem a vytvářet cytotoxické léze i v klidových buňkách, má tento přístup další výhodu ve snižování nutnosti opakovaných léčebných zásahů. Tento přístup může být, samozřejmě, spojen s použitím BG pro zesílení účinku BCNU. Alternativně může být tento přístup použit ve spojení s přenosem variant MGMT vektory podle vynálezu, aby bylo dosaženo ochrany transdukovaných CD4+ buněk. Posledně uvedený způsob může být buď nezávislý nebo ve spojitosti s léčbou hematopoetických buněk, jak bylo uvedeno shora. Výhodným provedením vynálezu je tudíž exprese mutantní MGMT (druhá sekvence nukleové kyseliny) ve vektoru, který obsahuje anti-HIV antisense sekvenci nebo ribozym (první sekvence nukleové kyseliny), takže vektor poskytuje jak selektivní výhodu oproti buňkám infikovaným divokým typem HIV, tak selektivní výhodu oproti divokému typu HIV viru. Dalším výhodným provedením je, že vektor exprimuje MGMT gen (čili druhou sekvenci nukleové kyseliny) mimo HIV-LTR promotor, jako sestřiženou mRNA.Since BCNU can act in a "stealthy" manner and produce cytotoxic lesions even in resting cells, this approach has the additional advantage of reducing the need for repeated therapeutic interventions. This approach may, of course, be associated with the use of BG to enhance the effect of BCNU. Alternatively, this approach can be used in conjunction with the transfer of variants of MGMTs by the vectors of the invention to protect transduced CD4 + cells. The latter method may be either independent or in conjunction with the treatment of hematopoietic cells as mentioned above. Thus, a preferred embodiment of the invention is the expression of a mutant MGMT (second nucleic acid sequence) in a vector comprising an anti-HIV antisense sequence or ribozyme (first nucleic acid sequence) such that the vector provides both a selective advantage over wild-type HIV infected cells and a selective advantage over wild type HIV virus. Another preferred embodiment is that the vector expresses the MGMT gene (or second nucleic acid sequence) outside the HIV-LTR promoter, as a spliced mRNA.
Konečně, i když vektory exprimují anti-HIV ribozymy nebo antisense sekvence, není vynález takto omezen, protože odborník může snadno do inzertovat libovolnou inhibiční nukleotidovou sekvenci do vektoru pro konkrétní terapeutický, profylaktický nebo biologický účinek. Výhodným způsobem pro expresi inhibiční sekvence je ji zahrnout do U1 snRNA/promotorové kazety, jak je popsáno u Dietz (US patent 5 814 500).Finally, although the vectors express anti-HIV ribozymes or antisense sequences, the invention is not so limited, as one skilled in the art can readily insert any inhibitory nucleotide sequence into the vector for a particular therapeutic, prophylactic or biological effect. A preferred method for expressing the inhibitory sequence is to include it in the U1 snRNA / promoter cassette as described in Dietz (US Patent 5,814,500).
Může být také žádoucí, jestliže sekvence nukleové kyseliny zahrnuje sekvenci vybranou ze skupiny, skládající se ze sekvence (nebo sekvence, která kóduje) mutované (tj. mutantní) proteázy a sekvence (nebo sekvence, která kóduje) mutované (tj. mutantní) reverzní transkriptázy. Přednostně se sestrojí mutovaná reverzní transkriptáza tak, aby byla rezistentní • φφ · • · · ·It may also be desirable if the nucleic acid sequence comprises a sequence selected from the group consisting of a sequence (or a sequence that encodes) the mutated (ie, mutant) protease and a sequence (or a sequence that encodes) the mutated (ie, mutant) reverse transcriptase . Preferably, the mutated reverse transcriptase is constructed to be resistant to φφ · · · · · ·
ΦΦΦΦ • φ • ΦΦΦΦΦΦΦ • φ • ΦΦΦ
vůči nukleosidovým a nenukleosidovým inhibitorům reverzní transkriptázy, a mutovaná proteáza se sestrojí tak, aby byla rezistentní vůči běžně používaným inhibitorům proteáz.against nucleoside and non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors, and the mutated protease is constructed to be resistant to commonly used protease inhibitors.
Podání těchto inhibitorů proteázy nebo reverzní transkriptázy hostiteli ve spojitosti s vektorem je používáno pro selekci buněk, které produkují vektor, jako protikladu k buňkám, které produkují divoký typ viru. Podobně je tento přístup modifikován pro použití s libovolným léčivem, které inhibujé virovou replikaci, takže může virus být mutován, aby se vyhnul inhibici. Proto pro léčbu HIV zahrnuje selektivní sekvence nukleové kyseliny, zabudovaná do vektoru, výhodně mutované sekvence HIV. Optimální však je, když tyto sekvence nebrání superinfekci divokým typem HIV.Administration of these protease inhibitors or reverse transcriptase to the host in conjunction with the vector is used to select cells that produce the vector as opposed to cells that produce the wild-type virus. Similarly, this approach is modified for use with any drug that inhibits viral replication, so that the virus can be mutated to avoid inhibition. Therefore, for the treatment of HIV, the selective nucleic acid sequence built into the vector preferably includes mutated HIV sequences. However, it is optimal if these sequences do not prevent superinfection with wild-type HIV.
Výhodně je vektorem jeden z vektorů uvedených shora, zejména zlepšených podmíněně se replikujících vektorů, znázorněných na obrázcích 1A až 1K. Samozřejmě, pokud jsou použity způsobem podle tohoto vynálezu, mohou být GFP kódující sekvence deletovány nebo nahrazeny jinými sekvencemi. GFP kódující sekvence jsou přítomny v těchto příkladných provedeních vektorů jako markér nebo indikátor přítomnosti vektoru nebo genové exprese z vektoru.Preferably, the vector is one of the vectors mentioned above, in particular the improved conditionally replicating vectors shown in Figures 1A to 1K. Of course, when used according to the method of the invention, GFP coding sequences can be deleted or replaced by other sequences. GFP coding sequences are present in these exemplary embodiments of vectors as a marker or indicator of the presence of the vector or gene expression from the vector.
Výhodné vektory podle vynálezu mohou obsahovat různé zde popsané elementy. Konkrétně mohou lentivirové vektory postrádat tat gen a obsahovat alespoň jednu antisense sekvenci. Kromě toho mohou vektory obsahovat sekvenci, jako je centrální polypyrimidinový úsek HIV nebo větší fragment nukleové kyseliny, který ho obsahuje.Preferred vectors of the invention may comprise various elements described herein. In particular, lentiviral vectors may lack a tat gene and contain at least one antisense sequence. In addition, the vectors may comprise a sequence such as the central polypyrimidine region of HIV or a larger nucleic acid fragment containing it.
Optimálně je vektor kompatibilní s buňkou, do které je introdukován, např. je schopen vyvolávat expresi vektorem kódovaných sekvencí nukleové kyseliny na buňce. Je žádoucí, když vektor zahrnuje počátek replikace funkční v buňce. Pokud je sekvence nukleové kyseliny přenesena ve formě své DNA kódující sekvence (např. na rozdíl od formy kompletního genu, obsahujícího vlastní promotor), je optimální, když vektor také obsahuje promotor, který je schopen řídit expresi kódující sekvence a který je operativně vázán ke kódující sekvenci. Kódující sekvence je „operativně vázána“ k promotoru (např. pokud tato kódující sekvence a promotor dohromady tvoří nativní nebo rekombinantní gen), pokud je promotor schopen řídit transkripci této kódující sekvence.Optimally, the vector is compatible with the cell into which it is introduced, e.g., is capable of eliciting expression of the vector encoded nucleic acid sequences on the cell. Desirably, the vector comprises an origin of replication functional in the cell. When the nucleic acid sequence is transferred in the form of its DNA coding sequence (e.g., as opposed to the form of a complete gene containing its own promoter), it is optimal that the vector also comprises a promoter capable of directing expression of the coding sequence and operably linked to the coding sequence. sequence. A coding sequence is "operably linked" to a promoter (eg, if the coding sequence and the promoter together form a native or recombinant gene) if the promoter is capable of directing the transcription of that coding sequence.
V rekombinantním vektoru podle vynálezu jsou přednostně všechna vlastní místa transkripce (např. iniciační a terminační signály), translace (např. místo vstupu ribozymu nebo vazebné místo apod.), procesní signály (např. donorová nebo akceptorová místa sestřihu, pokud jsou nezbytná, a pólyadenylační signály), místa translokace, sestavení, integrace, vstup ribonukleového komplexu, stabilitní a translokační elementy, v poloze cis nebo trans, uspořádána příslušně způsobem přepsána (a/nebo translatována, pokud je to žádoucí) v buňkách, • 0000 00 0000 ·· 000·In the recombinant vector of the invention, preferably all intrinsic transcription sites (e.g., initiation and termination signals), translation (e.g., ribozyme entry site or binding site, etc.), process signals (e.g., donor or acceptor splice sites, if necessary, and polyadenylation signals), translocation sites, assembly, integration, ribonuclease complex entry, stability and translocation elements, in cis or trans position, arranged appropriately transcribed (and / or translated, if desired) in cells, • 0000 00 0000 ·· 000 ·
0000 00 0 · 00000 00 0 0 0000 0000 00000 00 0 · 00000 00 0 0
000 ·· · 0 0 0 0 • 00 ·0 ·· ··· 0· 00 doje vektor zaveden. Ovlivňování těchto signálů pro zajištění odpovídající exprese v hostitelských buňkách je v rámci znalostí a odborného posouzení běžného odborníka.000 ·· · 0 0 0 0 • 00 · 0 ·· ··· 0 · 00 the vector is loaded. Influencing these signals to ensure adequate expression in host cells is within the skill of the art.
Přednostně vektor obsahuje Pol sekvenci, která zvyšuje účinnost stabilní transdukce, definovanou jako integrované kopie vektoru v genomu buňky hostitele. U sekvence, kterou již dříve identifikovali Zennou et al. (Cell 101:173 až 185 (2000)) jako centrální DNA křídlo (fragment 178 párů bází od polohy 4793 do 4971 na pLAI3, odpovídající polohám 4757 až 4935 na pNL4-3), kde bylo uváděno, že zvyšuje transdukční účinnost, bylo nalezeno, že není dostatečná pro významné zvýšení účinnosti stabilní transdukce. Předkládaný vynález zahrnuje objev, že zatímco tento malý fragment není dostatečný pro zvýšení účinnosti stabilní transdukce, větší fragment o 545 párech bází (poloha 4551 až 5096 v pNL4-3) nebo jej obsahující ještě větší fragmenty, jak jsou popsány v US patentu 5 885 806, jsou schopny zvyšovat stabilní transdukci jako součást tohoto vynálezu. Zvýšení účinnosti stabilní transdukce bylo detekováno pomocí GFP exprese a analýzy FACS a Taqmanovy analýzy integrovaných kopií vektorového genomu.Preferably, the vector comprises a Pol sequence that enhances the efficiency of stable transduction, defined as integrated copies of the vector in the genome of a host cell. The sequence previously identified by Zenna et al. (Cell 101: 173-185 (2000)) as a central DNA flank (a 178 base pair fragment from positions 4793 to 4971 on pLAI3, corresponding to positions 4757 to 4935 on pNL4-3) where it was reported to increase transduction efficiency was found is not sufficient to significantly increase the efficiency of stable transduction. The present invention includes the discovery that while this small fragment is not sufficient to increase the efficiency of stable transduction, a larger 545 base pair fragment (positions 4551 to 5096 in pNL4-3) or containing even larger fragments as described in US Patent 5,885,806 are capable of enhancing stable transduction as part of the present invention. Increased efficiency of stable transduction was detected by GFP expression and FACS analysis and Taqman analysis of integrated copies of the vector genome.
Další možnosti zvyšování účinnosti transdukce jsou popsány ve společně projednávané přihlášce US patentu pořadového čísla (má být teprve přiděleno), podané 31. srpna 2000, pod číslem spisu zástupce č. 397272000400, která je tímto začleněna citací ve své celistvosti.Other possibilities for increasing transduction efficiency are described in co-pending U.S. Patent Application Serial No. (to be assigned) filed August 31, 2000, under Representative No. 397272000400, which is hereby incorporated by reference in its entirety.
Virové vektory, použité v předkládaném vynálezu, mohou být také výsledkem tvorby „pseudotypů“, když společná infekce buňky různými viry produkuje viriony potomstvo, obsahující genom jednoho viru zapouzdřený ve vnější vrstvě, obsahující jeden nebo více obálkových proteinů jiného viru. Tento jev se využívá pro obalování zájmových virových vektorů do „pseudotypového“ virionu společnou transfekcí nebo společnou infekcí obalové buňky zájmovým virovým vektorem a genetickým materiálem, kódujícím nejméně jeden obálkový protein druhého viru nebo molekulu buněčného povrchu; viz US patent 5 512 421. Tyto smíšené viry mohou být neutralizovány antisérem proti jednomu nebo více použitým heterologním obálkovým proteinům. Jedním, při tvorbě pseudotypů obvykle používaným virem, je virus vesikulámí stomatitidy (VSV), což je rhabdovirus. Použití pseudotypizace rozšiřuje rozsah hostitelských buněk pro virus začleněním elementů mechanizmu vstupu virů do buňky u použitých heterologních virů. Pseudotypování virových vektorů a VSV pro použití v předkládaném vynálezu má za výsledek virové částice, obsahující nukleovou kyselinu virového vektoru, zapouzdřenou v nukleokapsidě, která je obklopena membránou, obsahující VSV G protein.Tato nukleokapsida výhodně obsahuje proteiny, které jsou normálně spojeny s virovým vektorem. Obklopující membrána, obsahující VSV G protein, tvoří část virové částice po jejím odchodu z buňky, která byla použita pro obalení virového vektoru. Příklady obalujících buněk jsou popsány v US patentu 5 739 018. Ve výhodném provedení vynálezu je virová částice • ··«· ·* ···· ·· ···· ·· · · · · · · 9 • 9 9 9 999 9 9 9The viral vectors used in the present invention may also result from the generation of "pseudotypes" when co-infection of a cell by different viruses produces virion progeny comprising the genome of one virus encapsulated in the outer layer containing one or more envelope proteins of another virus. This phenomenon is used to coat viral vectors of interest into a "pseudotyped" virion by co-transfection or co-infection of the envelope cell with the viral vector of interest and genetic material encoding at least one second virus envelope protein or cell surface molecule; see US Patent 5,512,421. These mixed viruses can be neutralized by antisera against one or more heterologous envelope proteins used. One pseudotyping commonly used virus is the vesicular stomatitis virus (VSV), a rhabdovirus. The use of pseudotyping extends the host cell range for the virus by incorporating elements of the virus entry mechanism into the cell used in the heterologous viruses used. Pseudotyping of viral vectors and VSV for use in the present invention results in viral particles comprising the viral vector nucleic acid encapsulated in a nucleocapsid that is surrounded by a membrane comprising the VSV G protein. Preferably, the nucleocapsid comprises proteins that are normally associated with the viral vector. The enveloping membrane containing the VSV G protein forms part of the viral particle upon its exit from the cell that was used to envelop the viral vector. Examples of enveloping cells are described in US Patent 5,739,018. In a preferred embodiment of the invention, the viral particle is 9 9 9 9 999 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
9 9 · 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9
999 99 99 ·99 99 99 odvozena od HIV a pseudotypována s VSV G proteinem. Pseudotypové virové částice, obsahující VSV G protein, mohou infikovat rozmanité buněčné typy s vyšší účinností než amfotropní virové vektory. Rozsah hostitelských buněk zahrnuje savčí i jiné než savčí druhy, jako je člověk, hlodavci, ryby, obojživelníci a hmyz.999 99 99 · 99 99 99 derived from HIV and pseudotyped with the VSV G protein. Pseudotypic viral particles containing the VSV G protein can infect multiple cell types with greater efficacy than amphotropic viral vectors. The host cell range includes mammalian and non-mammalian species such as humans, rodents, fish, amphibians and insects.
Výhodně vektor také zahrnuje nějaký prostředek, jímž je možno tento vektor nebo jej obsahující subklonovanou sekvenci identifikovat a selektovat. Identifikace a/nebo selekce vektoru se realizuje pomocí mnoha přístupů, které jsou známy odborníkům v této oblasti. Například vektory, které obsahují určité geny nebo kódující sekvence, jsou výhodně identifikovány hybridizaci, přítomností nebo absencí takzvaných „markerových“ genových funkcí, kódovaných markerovými geny, přítomnými v těchto vektorech, a/nebo expresí určitých sekvencí. Při prvním přistupuje přítomnost určité sekvence ve vektoru identifikována hybridizaci (např. DNA-DNA hybridizaci) s použitím sond, obsahujících sekvence, které jsou homologní k relevantní sekvenci. Při druhém přistupuje rekombinantní systém vektor/hostitel identifikován a selektován na základě přítomnosti nebo absence konkrétní funkce markerového genu, jako je rezistence proti antibiotikům, aktivita thymidinkinázy apod., vyvolávané konkrétními geny kódujícími tyto funkce, přítomnými ve vektoru. Při třetím přístupu jsou vektory identifikovány analyzováním na konkrétní genový produkt kódovaný vektorem. Tyto testy jsou založeny na fyzikálních, imunologických nebo funkčních vlastnostech genového produktu.Preferably, the vector also comprises some means by which the vector or a subcloned sequence can be identified and selected. The identification and / or selection of the vector is accomplished using a variety of approaches known to those skilled in the art. For example, vectors that contain certain genes or coding sequences are preferably identified by hybridization, the presence or absence of so-called "marker" gene functions, encoded by the marker genes present in these vectors, and / or the expression of certain sequences. In the first approach, the presence of a particular sequence in the vector is identified by hybridization (eg, DNA-DNA hybridization) using probes containing sequences that are homologous to the relevant sequence. In a second approach, a vector / host recombinant system is identified and selected based on the presence or absence of a particular marker gene function, such as antibiotic resistance, thymidine kinase activity, and the like, elicited by particular genes encoding these functions present in the vector. In the third approach, vectors are identified by analyzing for a particular gene product encoded by the vector. These assays are based on the physical, immunological, or functional properties of the gene product.
V souhlase s tím poskytuje předkládaný vynález také vektor, který, pokud je DNA, obsahuje nukleotidovou sekvenci, vybranou ze skupiny, která se skládá z SEQ ID NO:2,4, 5, 6, 15 a 16, a který, pokud je RNA, obsahuje nukleotidovou sekvenci, kódovanou nukleotidovou sekvencí, vybranou ze skupiny, která se skládá z SEQ ID NO:4, 5,6.Accordingly, the present invention also provides a vector which, if DNA is, comprises a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 2,4, 5, 6, 15, and 16, and which, when RNA is comprising a nucleotide sequence encoded by a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 4,5,6.
Předkládaný vynález dále poskytuje způsob zkombinování vektoru, který je odvozen od divokého typu viru lidské imunodeficience a který je schopen replikace pouze v hostitelské buňce umožňující replikaci tohoto vektoru, s ribozymem.Ribozym, který je obsažen ve vektoru nebo je jím kódován, štěpí nukleovou kyselinu divokého typu viru lidské imunodeficience, ale nikoliv samotný tento vektor a jeho transkripty, pokud existují. Tento postup zahrnuje získání vektoru, který je odvozen od divokého typu viru lidské imunodeficience a který je schopen se replikovat pouze v hostitelské buňce, která dovoluje replikaci tohoto vektoru, a začlenění sekvence nukleové kyseliny do tohoto vektoru, kterážto sekvence zahrnuje nebo kóduje ribozym, jehož katalytická doména štěpí nukleovou kyselinu divokého typu viru lidské imunodeficience, ale nikoliv vektor samotný a jeho transkripty, pokud existují. Pří tomto postupu může být z vektoru deletována nukleotidová sekvence obsahující nebo kódující U5The present invention further provides a method of combining a vector that is derived from a wild-type human immunodeficiency virus and which is capable of replicating only in a host cell capable of replicating the vector with a ribozyme. A ribozyme that is contained in or encoded by the vector cleaves wild-type nucleic acid. of human immunodeficiency virus, but not the vector itself and its transcripts, if any. The method comprises obtaining a vector which is derived from a wild-type human immunodeficiency virus and which is capable of replicating only in a host cell that permits replication of the vector, and introducing a nucleic acid sequence into the vector, which sequence comprises or encodes a ribozyme whose catalytic the domain cleaves wild-type human immunodeficiency virus nucleic acid, but not the vector itself and its transcripts, if any. In this procedure, a nucleotide sequence containing or encoding U5 may be deleted from the vector
9999 • 99999 • 9
9 999 99
9999 ·♦«· sekvenci divokého typu viru lidské imunodeficience a nahrazena nukleotidovou sekvencí, vybranou ze skupiny, skládající se z SEQ ID NO:2, 5, 6,14, kde je nejméně jedno N mutováno, 15 a 16, pokud je tento vektor DNA, a nukleotidovou sekvencí kódovanou nukleotidovou sekvencí vybranou ze skupiny tvořené SEQ ID NO:2, 5,6,14, kde alespoň jedno N je mutováno, 15 a 16, je-li vektor RNA. Přednostně se vektor replikuje v hostitelské buňce, která umožňuje replikaci uvedeného vektoru více než jednou.9999 · wild-type human immunodeficiency virus sequence and replaced by a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 2, 5, 6,14, wherein at least one N is mutated, 15 and 16 if the vector is DNA, and a nucleotide sequence encoded by a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 2, 5,6,14, wherein at least one N is mutated, 15 and 16 when the vector is an RNA. Preferably, the vector replicates in a host cell that allows said vector to replicate more than once.
Předkládaným vynálezem je také poskytnut způsob modifikování vektoru. Tento způsob zahrnuje získání vektoru a introdukování do tohoto vektoru nukleotidové sekvence, vybrané ze skupiny, která se skládá z DNA sekvencí SEQ ID NO:2,3,4, 5,6,14, ve kterých je alespoň jeden N mutován a 15 a 16, pokud je tento vektor DNA, a nukleotidové sekvence, kódované nukleotidovou sekvencí, která je vybrána ze skupiny, skládající se z SEQ ID NO:2, 4, 5, 6, 15 a 16, pokud je tento vektor RNA.Also provided by the present invention is a method of modifying a vector. The method comprises obtaining a vector and introducing into said vector a nucleotide sequence selected from the group consisting of the DNA sequences of SEQ ID NOs: 2,3,4, 5,6,14, wherein at least one N is mutated and 15 and 16 are mutated. if the vector is DNA, and a nucleotide sequence encoded by a nucleotide sequence that is selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 2, 4, 5, 6, 15, and 16 if the vector is RNA.
Dále je předkládaným vynálezem poskytnut způsob propagace a selektivního obalení podmíněně se replikujícího vektoru, bez použití obalovací buněčné linie. Tento způsob zahrnuje kontakt podmíněně se replikujícího vektoru s buňkou, která je schopna být infikována jiným vektorem, který je stejného typu vektoru, jako je podmíněně se replikující vektor, a který se odlišuje od podmíněně se replikujícího vektoru tím, že je divokého typu s ohledem na kompetenci k replikaci; následný kontakt této buňky s uvedeným druhým vektorem a potom kultivaci této buňky za podmínek, vedoucích k propagaci podmíněně se replikujícího vektoru. Helperový vektor, diskutovaný shora a podrobněji níže, je jedním takovým komplementárním vektorem.Further, the present invention provides a method of propagating and selectively enveloping a conditionally replicating vector without using a enveloping cell line. The method comprises contacting a conditionally replicating vector with a cell which is capable of being infected by another vector that is of the same type of vector as the conditionally replicating vector and that differs from the conditionally replicating vector by being wild type with respect to competence to replicate; subsequently contacting said cell with said second vector and then culturing said cell under conditions conducive to propagation of the conditionally replicating vector. The helper vector discussed above and in more detail below is one such complementary vector.
Rovněž je poskytnuta izolovaná a purifikovaná molekula nukleové kyseliny, vybraná ze skupiny, která se skládá z molekuly DNA, zahrnující nukleotidovou sekvenci vybranou ze skupiny sestávající z SEQ ID NO:2, 5,6,14, ve kterých je alespoň jedno N mutováno, 15 a 16, a molekuly RNA, obsahující nukleotidovou sekvenci, kódovanou nukleotidovou sekvencí, vybranou ze skupiny, která se skládá z SEQ ID NO:2,6,15 a 16.Also provided is an isolated and purified nucleic acid molecule selected from the group consisting of a DNA molecule comprising a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 2, 5,6,14, wherein at least one N is mutated, 15 and 16, and RNA molecules comprising a nucleotide sequence encoded by a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 2,6,15 and 16.
Způsoby použitíMethods of use
Shora popsané vektory se přednostně zavádějí do hostitelské buňky za účelem profylaktické a terapeutické léčby virové infekce, kvůli snadnému udržování vektoru, rovněž jako z jiných důvodů. V souhlase s tím poskytuje předkládaný vynález hostitelskou buňku, obsahující vektor podle vynálezu. Izolace hostitelské buňky a/nebo udržování těchto buněk nebo buněčných linií, z nich odvozených, v kultuře, se stalo rutinní záležitostí, v níž je běžný odborník zběhlý.The above-described vectors are preferably introduced into a host cell for the prophylactic and therapeutic treatment of a viral infection, for ease of maintenance of the vector, as well as for other reasons. Accordingly, the present invention provides a host cell comprising a vector of the invention. Isolation of the host cell and / or maintenance of these cells, or cell lines derived therefrom, in culture has become a routine matter in which one of ordinary skill in the art is familiar.
·Μ· *·<· 99 9999· Μ · * · <· 99 9999
9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
9 9 999 9 9 99 9,999 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
99 99 999 ·«99 99 999
Konkrétně se podmíněně se replikující vektor nebo výhodně lenti virový vektor, jak je popsáno shora, výhodně používá v profylaktické a terapeutické léčbě virové infekce, výhodně, když je tato infekce divokého typu viru, výhodně divokého RNA viru, ještě výhodněji divokého typu retroviru a optimálně divokého typu HIV.In particular, a conditionally replicating vector or preferably a lenti viral vector as described above is preferably used in the prophylactic and therapeutic treatment of a viral infection, preferably when the infection is a wild-type virus, preferably a wild-type RNA virus, more preferably wild type retrovirus and optimally wild type. HIV.
Tento způsob zahrnuje kontakt hostitelské buňky, která je schopná být infikována divokým typem viru, s podmíněně se replikujícím vektorem, který je schopen replikace pouze v takové hostitelské buňce, která dovolí replikaci tohoto vektoru, jehož přítomnost, transkripce nebo translace inhibují replikaci divokého typu kmene viru v hostitelské buňce. Je žádoucí, když se tento vektor replikuje více než jednou a obsahuje nejméně jednu sekvenci nukleové kyseliny, jejíž existence (tj. přítomnost, transkripce nebo translace) poskytuje vektoru v hostitelské buňce selektivní výhodu vůči divokému typu kmene viru, což v optimálním případě je ten kmen, ze kterého byl tento vektor odvozen.The method comprises contacting a host cell capable of being infected with a wild-type virus with a conditionally replicating vector that is capable of replicating only in a host cell that allows replication of the vector whose presence, transcription or translation inhibits the replication of the wild-type virus strain in the host cell. Desirably, the vector replicates more than once and comprises at least one nucleic acid sequence whose existence (ie, presence, transcription or translation) provides the vector in a host cell with a selective advantage over a wild-type virus strain, which is optimally the strain from which this vector was derived.
V souhlase s tímto způsobem obsahuje sekvence nukleové kyseliny výhodně nukleotidovou sekvenci, která obsahuje nebo kóduje genetické antivirové činidlo, které nepříznivě ovlivňuje replikaci a/nebo expresi viru jiného než uvedený vektor. Je žádoucí, když toto genetické antivirové činidlo je vybráno ze skupiny, která se skládá z antisense molekuly, ribozymu a imunogenu. Optimální je, když je genetickým antivirovým činidlem ribozym, jehož katalytická doména výhodně štěpí 3' nukleotidovou sekvenci NUH (tj. zvláště GUC sekvenci). Popřípadě je tento ribozym kódován, alespoň částečně, sekvencí vybranou ze skupiny, která se skládá z SEQ ID NO:3 a SEQ ID NO:4. Je žádoucí, když tento ribozym štěpí v oblasti divokého typu kmene viru nebo jeho transkriptů, ale neštěpí v oblasti vektoru nebo jeho transkriptů. Je to výhodně proto, že tento divoký typ kmene viru obsahuje sekvenci, kódovanou SEQ ID NO:1, zatímco vektor, jestliže je DNA, zahrnuje nukleotidovou sekvenci, vybranou ze skupiny, která se skládá z SEQ ID NO:2, 5,6,14, ve kterých nejméně jeden N je mutován, 15 a 16, a jestliže je RNA, obsahuje nukleotidovou sekvenci, kódovanou nukleotidovou sekvencí, vybranou ze skupiny, která se skládá z SEQ ID NO:2, 5, 6,14, ve kterých je alespoň jeden N mutován, 15 a 16.Accordingly, the nucleic acid sequence preferably comprises a nucleotide sequence that contains or encodes a genetic antiviral agent that adversely affects the replication and / or expression of a virus other than said vector. Desirably, the genetic antiviral agent is selected from the group consisting of an antisense molecule, a ribozyme, and an immunogen. Optimally, the genetic antiviral agent is a ribozyme whose catalytic domain preferably cleaves the 3 'nucleotide sequence of the NUH (i.e., particularly the GUC sequence). Optionally, the ribozyme is encoded, at least in part, by a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4. Desirably, the ribozyme cleaves in the wild-type region of the virus strain or its transcripts, but does not cleave in the region of the vector or its transcripts. This is preferably because this wild-type virus strain contains the sequence encoded by SEQ ID NO: 1, whereas the vector, if DNA is, comprises a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 2, 5,6, 14, wherein at least one N is mutated, 15 and 16, and, if RNA is, comprises a nucleotide sequence encoded by a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 2, 5, 6,14, wherein at least one N mutant, 15 and 16.
Tento způsob je také výhodně proveden, když vektor obsahuje nejméně jednu sekvenci nukleové kyseliny, jejíž existence (tj. přítomnost, transkripce nebo translace) přináší selektivní výhodu buňce, která je infikována tímto vektorem, oproti buňce, která je infikována divokým typem kmene viru, který je optimálně kmenem viru, ze kterého byl tento vektor odvozen.This method is also preferably performed when the vector comprises at least one nucleic acid sequence whose existence (ie presence, transcription or translation) confers a selective advantage on a cell which is infected with the vector over a cell that is infected with a wild-type virus strain that optimally, it is the strain of the virus from which this vector was derived.
V tomto ohledu může vektor obsahovat nejméně jednu sekvenci nukleové kyseliny, která přináší selektivní výhodu buňce, která je infikována tímto virem, a nejméně jednu sekvenci nukleové • 4**4 4« *·4* ·· ·«·« •» * » · · *4 · • · ····· ·· 4 • 4 * 4 4 4 4 4 4 4 • · 4 4 * 4 4 4 4 4 ···>· 4 4 4 4 4 *· ·· kyseliny, která přináší selektivní výhodu vektoru oproti divokému typu kmene viru, odpovídajícímu viru, ze kterého byl tento vektor odvozen.In this regard, the vector may comprise at least one nucleic acid sequence which confers a selective advantage on a cell which is infected with the virus and at least one nucleic acid sequence. 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 which gives a selective advantage to the vector over the wild-type virus strain corresponding to the virus from which the vector was derived.
V souhlase s tím je tento způsob výhodně proveden, když sekvence nukleové kyseliny obsahuje nukleotidovou sekvenci, která kóduje gen širokospektrální rezistence vůči léčivům. Alternativně je tento způsob proveden, když sekvence nukleové kyseliny obsahuje nukleotidovou sekvenci, kódující mutovanou (mutantní) proteázu a nukleotidovou sekvenci, kódující mutovanou (mutantní) reverzní transkriptázu, například když virová infekce, která má být léčena profylakticky nebo terapeuticky, je způsobena retrovirem.Accordingly, the method is preferably performed when the nucleic acid sequence comprises a nucleotide sequence that encodes a broad spectrum drug resistance gene. Alternatively, the method is performed when the nucleic acid sequence comprises a nucleotide sequence encoding a mutated (mutant) protease and a nucleotide sequence encoding a mutated (mutant) reverse transcriptase, for example, when a viral infection to be treated prophylactically or therapeutically is caused by a retrovirus.
Tento způsob dále výhodně obsahuje podávání činidla, vybraného ze skupiny, která se skládá z cytotoxického léčiva, inhibitoru proteázy a inhibitoru reverzní transkriptázy (tj. kromě podávání vektoru), hostitelské buňce.The method further preferably comprises administering to the host cell an agent selected from the group consisting of a cytotoxic drug, a protease inhibitor, and a reverse transcriptase inhibitor (i.e., in addition to administering the vector).
V souhlasu s tím může být vektor využíván ve shodě se shora uvedeným způsobem, nejenom pro terapeutickou léčbu virové infekce, ale také pro ochranu potenciální hostitelské buňky před virovou infekcí, tj. způsobem profylaktické léčby virové infekce nebo „vakcinací“ proti zájmovému viru, jako je RNA virus, zejména retrovirus, jako je HIV. Tento způsob v podstatě inhibuje replikaci divokého typu kmene viru předtím, než se hostitelská buňka dostane do kontaktu s tímto divokým typem kmene viru. V tomto ohledu může vektor obsahovat nebo kódovat proteiny, které blokují superinfekci divokým typem viru. Tento způsob zahrnuje kontakt hostitelské buňky s podmíněně se replikujícím vektorem, jak je popsán shora, a „helperovým expresním vektorem“, tj. virovým genomem, který podporuje replikaci tohoto „vektoru“ v neinfikovaném hostiteli. Podmíněně se replikující vektor obsahuje selektivní výhodu při obalování a/nebo propagaci. Kromě toho může tento vektor například obsahovat sekvenci, která zesiluje buněčné přežívání, podporuje produkci viru, indukuje apoptózu, usnadňuje produkci proteinu a/nebo podporuje imunitní funkci a/nebo cílení. Konstrukt „helperového expresního vektoru“ je libovolný expresní vektor, který vyrovnává neschopnost „vektoru“ se replikovat. Tyto helperové expresní vektory jsou obvyklé a jsou snadno sestavitelné odborníkem v této oblasti techniky. Tento helperový expresní vektor může být buď zabalen do virionů jako vektor nebo exprimován bez potřeby zabalení. Protože takovýto „vektor“ má selektivní výhodu v zabalení a/nebo propagaci, poskytuje tento systém bezpečný prostředek k dosažení vysoké replikace viru bez možných patogenních účinků, které by mohl živý zeslabený virus potenciálně způsobovat. Kromě toho může být tento vektor smísen s nespecifickým adjuvantem pro zvýšení imunogenity. Tyto adjuvanty jsou odborníkům v této oblasti techniky známy a obsahují, bez omezení na ně, Freundovo kompletní nebo nekompletníAccordingly, the vector may be used in accordance with the above method, not only for the therapeutic treatment of a viral infection, but also for protecting a potential host cell from a viral infection, i.e. a method of prophylactic treatment of a viral infection or "vaccination" against a virus of interest, RNA virus, in particular a retrovirus such as HIV. This method substantially inhibits the replication of the wild-type virus strain before the host cell contacts this wild-type virus strain. In this regard, the vector may contain or encode proteins that block superinfection with a wild-type virus. The method comprises contacting the host cell with a conditionally replicating vector as described above and a "helper expression vector", ie a viral genome that promotes replication of the "vector" in an uninfected host. The conditionally replicating vector contains a selective advantage in packaging and / or propagation. In addition, the vector may, for example, comprise a sequence that enhances cell survival, promotes virus production, induces apoptosis, facilitates protein production, and / or promotes immune function and / or targeting. A "helper expression vector" construct is any expression vector that compensates for the "vector" inability to replicate. These helper expression vectors are conventional and are readily assembled by one of ordinary skill in the art. This helper expression vector can either be packaged into virions as a vector or expressed without the need for packaging. Because such a "vector" has a selective advantage in packaging and / or propagation, this system provides a safe means to achieve high virus replication without the possible pathogenic effects that a live attenuated virus could potentially cause. In addition, the vector may be mixed with a non-specific adjuvant to enhance immunogenicity. These adjuvants are known to those skilled in the art and include, without limitation, Freund's complete or incomplete
9949 ·· «··* 9< *·<*· * · 9 · * 9 · • · · ··« · · · » * » 9 · 9 · 9 99949 · 9 9 9 <9 9 9 • 9 9 9 9 9
9:9 9 4 4 9 4 9 ·· «9 ·9· 49 99 adjuvans, emulze tvořené komponentami bakteriálních a mykobakteriálních buněčných stěn apod.9: 9 9 4 4 9 4 9 ·· «9 · 9 · 49 99 adjuvants, emulsions consisting of bacterial and mycobacterial cell wall components and the like.
Podmíněně se replikující virové vektory nebo výhodně lentivirové vektory podle vynálezu mohou být také využity pro imunoterapii v léčbě virové infekce nebo pro léčbu například onkogenních poruch. Dendritické buňky nebo jejich prekurzory (např. CD34+ hematopoetické buňky nebo krevní monocyty, ale bez omezení na tento typ buněk), rovněž jako jiné antigen prezentující buňky, mohou být transdukovány vektorem, který exprimuje HIV proteiny nebo proteinovou sekvenci, která obsahuje hlavní epitopy, pomocí kterých hostitel realizuje imunitní odpověď na cizí činidlo, jako je virus. Takovéto proteinové epitopy pro HIV jsou popsány v „HIV molecular immunology database“, 1998, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, Maryland & Los Alamos National Laboratory, New Mexico, která je tímto začleněna ve své celistvosti. Výhodné provedení HIV epitopového proteinu je integrovaná nebo složená CTL sekvence (nebo její fragment), uvedená níže v příkladu 14. Jiné epitopy, které mohou být exprimovány podobně, jsou odvozeny od jiných virů, bakterií, hub, parazitů, tumorových buněk a geneticky upravených buněk. Do proteinové sekvence může být spojen více než jeden epitop, takže jsou vyloučena neimunogenní místa, aby byl vytvořen vektor se zvýšenou bezpečností, protože protein kódující sekvence jsou přísně diskontinuální. Výhodným provedením diskontinuální sekvence je degenerovaná diskontinuální sekvence (s a nebo bez příslušných linkerovýcch aminokyselinových sekvencí pro stabilizaci proteinové struktury, je-li třeba), kódující imunologicky relevantní epitopy. Toto použití degenerovaných sekvencí snižuje riziko rekombinace. Jiným výhodným provedením je exprese popsané proteinové sekvence (nebo jejího fragmentu) pomocí připojené zprávy, ovládané retrovirovou LTR, jako je HIVLTR.Conditionally replicating viral vectors or preferably lentiviral vectors of the invention may also be used for immunotherapy in the treatment of viral infection or for the treatment of, for example, oncogenic disorders. Dendritic cells or precursors thereof (eg, but not limited to CD34 + hematopoietic cells or blood monocytes), as well as other antigen-presenting cells, can be transduced with a vector that expresses HIV proteins or a protein sequence that contains major epitopes, using wherein the host implements an immune response to a foreign agent such as a virus. Such protein epitopes for HIV are described in the " HIV molecular immunology database ", 1998, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, Maryland & Los Alamos National Laboratory, New Mexico, which is hereby incorporated in its entirety. A preferred embodiment of the HIV epitope protein is an integrated or composite CTL sequence (or fragment thereof) shown in Example 14 below. Other epitopes that can be expressed similarly are derived from other viruses, bacteria, fungi, parasites, tumor cells, and genetically engineered cells. . More than one epitope may be linked to a protein sequence so that non-immunogenic sites are excluded to create a vector with enhanced safety because the protein coding sequences are strictly discontinuous. A preferred embodiment of the discontinuous sequence is a degenerate discontinuous sequence (with or without corresponding linker amino acid sequences to stabilize the protein structure, if necessary), encoding immunologically relevant epitopes. This use of degenerate sequences reduces the risk of recombination. Another preferred embodiment is to express the described protein sequence (or fragment thereof) using a retroviral LTR-driven attached message, such as HIVLTR.
S použitím retro virů při léčbě lidských infekcí a chorob je však spojeno riziko tvorby replikačně kompetentního viru (RCV). Homologní rekombinace mezi helperovým vektorem a podmíněně se replikujícím vektorem je zřejmě jeden z hlavních směrů vytváření RCV. Předkládaný vynález proto umožňuje modifikaci helperového vektorového konstruktu tak, aby byla minimalizována nebo eliminována možnost homologní rekombinace. Vynález zahrnuje jakoukoli modifikaci, která slouží pro snížení pravděpodobnosti dimerizace, společného zabalení a/nebo rekombinace helperového vektoru a podmíněně se replikujícího vektoru.However, the use of retro viruses in the treatment of human infections and diseases is associated with the risk of producing a replication competent virus (RCV). Homologous recombination between the helper vector and the conditionally replicating vector appears to be one of the main directions of RCV generation. Therefore, the present invention allows the modification of the helper vector construct to minimize or eliminate the possibility of homologous recombination. The invention includes any modification which serves to reduce the likelihood of dimerization, co-packaging and / or recombination of the helper vector and the conditionally replicating vector.
Jedno provedení vynálezu spočívá ve vložení jednoho nebo více anti-vektorových ribozymů nebo antisense sekvence (popřípadě ve formě kazety, definované jako alespoň dvě takové sekvence spojené v tandemu s ohledem na ribozymy a definované jako alespoň dvě takové sekvence spojené v tandemu a cílené na diskontinuální oblasti nukleové kyseliny • · · · cílového vektoru s ohledem na antisense sekvence) do 3' konce kódujících sekvencí helper genu, ale 5' vzhledem k terminačnímu místa transkripce. I když se může vyskytovat nespecifické obalení helperových genomů do vektoru, je pravděpodobné, že takové obalení je vektorově závislé. Pro snížení obalení helperového vektoru do vektorových částic může být tudíž použito mnoho strategií, které by jinak byly prvním krokem v možné tvorbě RCV.One embodiment of the invention consists in inserting one or more anti-vector ribozymes or an antisense sequence (optionally in the form of a cassette defined as at least two such tandem linked sequences with respect to ribozymes and defined as at least two such tandem linked sequences targeted to discontinuous regions) of the target vector with respect to antisense sequences) to the 3 'end of the coding sequences of the helper gene, but 5' to the transcription termination site. Although nonspecific packaging of helper genomes into the vector may occur, it is likely that such packaging is vector-dependent. Thus, many strategies can be used to reduce the encapsulation of the helper vector into vector particles that would otherwise be the first step in the possible generation of RCV.
Výhodný helperový konstrukt obsahuje anti-vektorový ribozym nebo antisense molekulu na 3' konci sekvence, kódující strukturální protein nebo sekvence, kódující obálku (homologní nebo heterologní). Výhodnější helperový konstrukt obsahuje na 3' konci sekvence, kódující strukturální protein a sekvence, kódující obálku, anti-vektorový ribozym nebo antisense molekulu. Pokud je sekvencí nukleové kyseliny antisense molekula, potom může fungovat i intracelulámě, aby účinkem buněčných nukleáz rozštěpila společně lokalizované dvouvláknové molekuly helperového vektoru. Pokud je helper obalen vektorovou RNA do formy virových částic, potom tyto molekuly nejsou schopny podléhat kompletní reverzní transkripci za vzniku RCV.A preferred helper construct comprises an anti-vector ribozyme or antisense molecule at the 3 'end of the structural protein coding sequence or envelope coding sequence (homologous or heterologous). A more preferred helper construct comprises, at the 3 'end, a structural protein coding sequence and an envelope coding sequence, an anti-vector ribozyme or an antisense molecule. If the nucleic acid sequence is an antisense molecule, it may also function intracellularly to cleave the co-localized double-stranded helper vector molecules by cellular nucleases. If the helper is enveloped by the vector RNA in the form of viral particles, then these molecules are unable to undergo complete reverse transcription to form RCV.
V jiném výhodném provedení je na helperovém konstruktu umístěna sekvence, která podporuje odlišné umístění nebo lokalizaci helperové nukleové kyseliny vzdáleně od nukleové kyseliny vektoru. Příkladem, ale bez omezení na něho, je začlenění heterologního intronu a póly A sekvencí do helperových konstruktů, jak je uvedeno například na obrázku 6. Tyto sekvence mohou usnadňovat rozdílné umístění vektoru a helperové nukleové kyseliny v různých celulámích i subcelulámích polohách. Titr produkovaného vektoru touto modifikací helperu přednostně není ovlivňován více než lOOnásobně, výhodněji ne více než lOnásobně a nej výhodněji není ovlivňován.In another preferred embodiment, a sequence is supported on the helper construct that promotes a different location or location of the helper nucleic acid remote from the nucleic acid of the vector. An example, but not limited to, is the incorporation of heterologous intron and poles of A sequences into helper constructs, as shown, for example, in Figure 6. These sequences may facilitate different placement of vector and helper nucleic acid at different cellular and subcellular positions. The titer of the vector produced by this helper modification is preferably not more than 100 fold, more preferably not more than 10 fold, and most preferably not affected.
Obrázek 7 ukazuje, že přítomnost jednoho ribozymů (pVirPacl.2Rz) nebo ribozymů a intronu, sestaveného pro ovlivňování buněčného přenosu helperové RNA (pVirPacl.2RzIn) neměla významný vliv na titr vektoru. Obrázek 12 ukazuje, že PCR analýza titrovaných vzorků na společně obalené helperové konstrukty ukázala snížení společného obalení v nepřítomnosti ribozymů oproti vysokému společnému obalování v absenci ribozymů. Přítomnost dvou ribozymů kompletně zabránila společnému obalení helperového vektoru do vektorových virových částic. Tento vynález tedy zahrnuje účinný prostředek použití dvouplazmidového obalovacího systému jak pro produkci vysokých titrů vektoru, tak zlepšení bezpečnosti těchto vektorů snížením nebo eliminací společného obalování helperového vektoru.Figure 7 shows that the presence of a single ribozyme (pVirPac1.2RzIn) or a ribozyme and intron designed to affect helper RNA cellular transfer (pVirPac1.2RzIn) had no significant effect on vector titer. Figure 12 shows that PCR analysis of titrated samples on co-coated helper constructs showed a decrease in co-coating in the absence of ribozymes compared to high co-coating in the absence of ribozymes. The presence of two ribozymes completely prevented the helper vector from co-enveloping the vector virus particles. Thus, the present invention encompasses an effective means of using a two plasmid envelope system for both producing high vector titers and improving the safety of these vectors by reducing or eliminating co-coating of the helper vector.
Tyto údaje nasvědčují, že obalování helperu do virionů není náhodné, aleje závislé na vektoru. Alternativním výhodným provedením pro zabránění společného obalení helperových nukleových kyselin s nukleovými kyselinami vektoru je degenerace helperového konstruktu v oblastech, které jsou důležité pro spojování helperové a vektorové sekvence. Tento přístup může být dále modifikován kompletní degenerací helperové sekvence, aby bylo zabráněno společnému zabalení helperové a vektorové sekvence.These data suggest that helper enveloping into virions is not random, but is vector dependent. An alternative preferred embodiment to avoid co-enveloping helper nucleic acids with vector nucleic acids is the degeneration of the helper construct in regions that are important for joining the helper and vector sequences. This approach can be further modified by complete degeneration of the helper sequence to prevent co-packaging of the helper and vector sequences.
Například může být nukleotidová sekvence helperového vektoru degenerována buď částečně nebo úplně. Zatímco taková degenerace významně snižuje nebo eliminuje pravděpodobnost homologního párování a rekombinace helperového vektoru a podmíněně se replikujícího vektoru, neovlivňuje schopnost helperového vektoru kódovat proteinové produkty, nezbytné pro replikaci viru a obalení. Tato degenerace může být směrována vůči každému možnému genu a otevřenému čtecímu rámečku (ORF), který je homologní mezi helperem a podmíněně se replikujícím vektorem, nebo přesněji cílena na konkrétní geny nebo v rámci konkrétních genů nebo ORF v helperovém vektoru. Je třeba poznamenat, že pro snížení pravděpodobnosti homologní rekombinace není nezbytná úplná degenerace, protože neexistence sekvenční homologie, větší než 18 nukleotidů délky, by měla být dostatečná. Degenerace do takové úrovně, kde není více než 18, 17, 16,15,14, 13,12, 11, 10, 9, 8, 7 nebo 6 nukleotidů identických mezi sekvencemi, bude potlačovat nebo zabraňovat rekombinaci.Tyto sekvence mohou být v případě potřeby degenerovány použitím kodonů, které mají preferenční expresi v lidských nebo určitých buněčných typech.For example, the nucleotide sequence of the helper vector may be degenerated either partially or completely. While such degeneration significantly reduces or eliminates the likelihood of homologous pairing and recombination of the helper vector and the conditionally replicating vector, it does not affect the ability of the helper vector to encode protein products necessary for virus replication and packaging. This degeneration may be directed to any possible gene and an open reading frame (ORF) that is homologous between the helper and the conditionally replicating vector, or more specifically targeted to particular genes or within particular genes or ORFs in the helper vector. It should be noted that complete degeneration is not necessary to reduce the likelihood of homologous recombination, since the absence of sequence homology greater than 18 nucleotides in length should be sufficient. Degeneration to a level where there is no more than 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, or 6 nucleotides identical between the sequences will suppress or prevent recombination. if desired, degenerate using codons that have preferential expression in human or certain cell types.
Jako příklad může být sekvence kódující gag, rev a/nebo tat degenerována buď úplně nebo částečně. Jiné příklady zahrnují degeneraci prvních 42 nukleotidů gag sekvence, prvních 208 nukleotidů rev sekvence, posledních 183 nukleotidů tat sekvence a posledních 545 nukleotidů Pol sekvence. Příklady helperových vektorů s takovou degenerací jsou pVirPacl.2, pVirPacl.2Rz, pVirPacl.2Rz2 a pVirPacl.2RzIn nebo jejich deriváty. Nukleotidová sekvence, kódující jakýkoliv jiný genový produkt, může být samozřejmě také degenerována podle tohoto vynálezu, čímž je zmenšována, minimalizována nebo eliminována pravděpodobnost homologní rekombinace.By way of example, the gag, rev and / or tat coding sequence may be degenerated either in whole or in part. Other examples include degeneration of the first 42 nucleotides of the gag sequence, the first 208 nucleotides of the rev sequence, the last 183 nucleotides of the tat sequence, and the last 545 nucleotides of the Pol sequence. Examples of helper vectors with such degeneration are pVirPac1.2, pVirPac1.2Rz, pVirPac1.2Rz2 and pVirPac1.2RzIn or derivatives thereof. Of course, the nucleotide sequence encoding any other gene product may also be degenerate according to the invention, thereby reducing, minimizing or eliminating the likelihood of homologous recombination.
Alternativní provedení vynálezu spočívá v tom, že se do helperového vektoru zabuduje element, který zasahuje a degraduje podmíněně se replikující vektor, pokud nastane případ společného umístění, společného zabalení nebo jiného společného párování těchto dvou vektorů. Příkladem takového elementu je ribozym. Libovolný ribozym, který selektivně zasahuje podmíněně se replikující vektor, je v rozsahu záměru tohoto vynálezu. Lze použít i více ribozymů, jako jsou zde popsané dvojité nebo trojité ribozymové kazety. Například může ribozym zasahovat U5 oblast (např. U5 oblast HIV-1, HIV-2 nebo jiného retroviru, použitého v podmíněně se replikujícím vektoru). Štěpení podmíněně se replikujícího vektoru zabraňuje, aby při rekombinaci s podmíněně se replikujícím vektorem vznikal RCV, což může nastat, pokud • · · ·An alternative embodiment of the invention is to incorporate into the helper vector an element that intervenes and degrades the conditionally replicating vector when co-location, co-packaging or other joint pairing of the two vectors occurs. An example of such an element is a ribozyme. Any ribozyme that selectively affects a conditionally replicating vector is within the scope of the invention. Multiple ribozymes may also be used, such as the double or triple ribozyme cassettes described herein. For example, the ribozyme may target the U5 region (eg, the U5 region of HIV-1, HIV-2, or other retrovirus used in a conditionally replicating vector). Cleavage of the conditionally replicating vector prevents RCV from recombining with the conditionally replicating vector, which can occur if: · · · ·
jsou tyto dva vektory společně zabaleny. Příklady helperových vektorů, obsahujících ribozym, j sou pVIRPAC-1.1 Rz a pVIRPAC-1.2Rz2, j ak j sou uvedeny na obrázku 6.the two vectors are packaged together. Examples of ribozyme-containing helper vectors are pVIRPAC-1.1Rz and pVIRPAC-1.2Rz2, as shown in Figure 6.
Ještě dalším provedením předkládaného vynálezu je substituce heterologní RRE, včetně libovolné retro virové RRE, ale výhodně jiné lenti virové RRE, do helperového vektoru, jako je substituce HUIV-2 RRE za HIV-1 RRE, CTE nebo PRE. Tento přístup přispívá ke zmenšení, minimalizaci nebo eliminaci možnosti homologní rekombinace, založené na různých RRE, které mají různé sekvence. Další výhodou takové substituce podle vynálezu je překvapivé a neočekávané zvýšení produkce podmíněně se replikujícího vektoru, až přibližně 5násobné. Aniž bychom se vázali na teorii, přítomnost různých RRE mezi helperovým vektorem a podmíněně se replikujícím vektorem může být vázána najeden nebo dva různé buněčné faktory, které mohou být omezeny co do množství. Použití různých RRE může tudíž snížit konkurenci mezi těmito dvěma vektory o omezené buněčné faktory. Příklady helperových vektorů, obsahujících HIV-2 RRE element pro obalení retrovirového vektoru, založeného na HIV-1, jsou pVIRP AC-1.2 a pVIRPAC-1.2Rz2, jak jsou uvedeny na obrázku 6.Yet another embodiment of the present invention is the substitution of heterologous RRE, including any retro viral RRE, but preferably other lenti viral RRE, into a helper vector, such as substitution of HUIV-2 RRE for HIV-1 RRE, CTE or PRE. This approach contributes to reducing, minimizing or eliminating the possibility of homologous recombination based on different RREs having different sequences. A further advantage of such substitution according to the invention is the surprising and unexpected increase in the production of the conditionally replicating vector, up to about 5-fold. Without wishing to be bound by theory, the presence of different RREs between the helper vector and the conditionally replicating vector may be bound to one or two different cellular factors, which may be limited in amount. Thus, the use of different RREs can reduce competition between the two vectors by limited cellular factors. Examples of helper vectors containing the HIV-2 RRE element for enveloping an HIV-1-based retroviral vector are pVIRP AC-1.2 and pVIRPAC-1.2Rz2 as shown in Figure 6.
Ještě další provedení spočívá v tom, že se do heplerového vektoru začlení nukleotidová sekvence kódující heterologní env protein, jako je VSV-G z viru vesikulámí stomatitidy, G protein vztekliny, GaLV, glykoprotein alfaviru El/2 nebo RDI 14, env protein z liščího endogenního viru. To umožňuje zahalovat podmíněně se replikující vektor do částic s heterologními env proteiny. Kromě toho může být do obálkového proteinu popřípadě vložen ligand, aby podporoval stimulaci cílové buňky v průběhu transdukce, je-li to žádoucí. Protože modifikace obálkového proteinu může porušit jeho schopnost vazby, je výhodným provedením exprimovat v průběhu produkce jak modifikovaný ligand, obsahující chimérický obálkový protein, tak i nemodifikovaný, pseudotypovaný obálkový protein. Na povrchu buňky tak mohou být oba typy obálkových proteinů, jeden pro stimulaci cílové buňky, druhý pro zprostředkování vazby a vstupu. Výhodným pseudotypo váným lenti virovým vektorem, který také exprimuje chimérický receptor pro buněčnou stimulaci, je VSV-G obálkový protein a chimérický VSV-G obálkový protein. Výhodnějším chimérickým obálkovým proteinem je VSV-G/RD114 chimérický obálkový protein (viz obrázky 14A a 14B). Další výhodné proteiny (nebo jejich fragmenty) pro tvorbu chimér s VSV-G zahrnují notch, delta, FLT-3 ligand, TPO, Kit ligand, ligand vážící CD3, ligand vážící CD28 a ligand vážící GM-CSF.In yet another embodiment, a nucleotide sequence encoding a heterologous env protein, such as VSV-G from vesicular stomatitis virus, rabies G protein, GaLV, alphavirus E1 / 2 glycoprotein, or RDI 14, fox endogenous env protein, is incorporated into the hepler vector. virus. This allows the conditionally replicating vector to be enveloped in particles with heterologous env proteins. In addition, a ligand may optionally be inserted into the envelope protein to promote stimulation of the target cell during transduction, if desired. Since modification of the envelope protein may impair its binding ability, it is a preferred embodiment to express both a modified ligand containing the chimeric envelope protein and an unmodified, pseudotyped envelope protein during production. Thus, both types of envelope proteins may be on the cell surface, one to stimulate the target cell and the other to mediate binding and entry. A preferred pseudotyped lenti viral vector that also expresses the chimeric receptor for cellular stimulation is the VSV-G envelope protein and the chimeric VSV-G envelope protein. A more preferred chimeric envelope protein is the VSV-G / RD114 chimeric envelope protein (see Figures 14A and 14B). Other preferred proteins (or fragments thereof) for the formation of VSV-G chimeras include notch, delta, FLT-3 ligand, TPO, Kit ligand, CD3 binding ligand, CD28 binding ligand, and GM-CSF binding ligand.
Sekvence, kódující heterologní env protein, může být popřípadě operativně spojena s druhým indukovatelným promotorem, aby byla zajištěna větší dodávka env proteinu pro obalení viru. Tento přístup může dále zvýšit produkci viru, zvláště za podmínek, kdy je produkce env proteinu faktorem, limitujícím rychlost. Tato sekvence kódující heterologní env protein může být buď obsažena ve stejném helperovém vektoru jako sekvence kódující druhý komplementární virový protein nebo na jiném vektoru. Popřípadě může být také začleněna do produkčních hostitelské buňky nebo buněčné linie.Optionally, the sequence encoding the heterologous env protein may be operably linked to a second inducible promoter to provide greater env protein delivery for viral envelope. This approach may further increase virus production, particularly under conditions where env protein production is a rate limiting factor. This heterologous env protein coding sequence can either be contained in the same helper vector as the second complementary viral protein coding sequence or on another vector. Optionally, it may also be incorporated into a producing host cell or cell line.
Dalším provedením předkládaného vynálezu je selektivní umístění donorového a akceptorového místa sestřihu na helperovém vektoru takovým způsobem, že selektivní sestřih určitých virových komponent slouží pro minimalizaci nebo eliminaci možnosti homologní rekombinace s podmíněnou replikací. Tato místa sestřihu mohou být například umístěna tak, aby umožňovala deleci RRE a/nebo obalení dimerizačních signálů jako výsledek sestřihu. Souvislost, zda jsou nukleové kyseliny exprimovány, může být tedy kontrolována umístěním míst sestřihu do vektoru. Místa sestřihu mohou být například umístěna distálně k ribozymové nebo antisense sekvenci, takže ribozymy nebo antisense sekvence jsou zabudovány například v nesestřižené, ale nikoli sestřižené RNA. Alternativně mohou být tyto ribozymy nebo antisense sekvence umístěny za místo sestřihu, pokud je cílem exprimovat ribozymy nebo antisense molekuly ze všech molekul mRNA a nejenom určitého subtypu.Another embodiment of the present invention is to selectively locate a splice donor and acceptor site on a helper vector in such a way that selective splicing of certain viral components serves to minimize or eliminate the possibility of homologous recombination with conditional replication. For example, these splice sites may be positioned to allow RRE deletion and / or wrapping of dimerization signals as a result of splicing. Thus, the continuity of whether the nucleic acids are expressed can be controlled by placing splicing sites in the vector. For example, splice sites may be located distal to the ribozyme or antisense sequence such that ribozymes or antisense sequences are incorporated, for example, in uncut, but not spliced, RNA. Alternatively, these ribozymes or antisense sequences may be located downstream of the splice site if it is intended to express ribozymes or antisense molecules from all mRNA molecules and not just a particular subtype.
Pokud je vektor používán v souhlasu se shora uvedeným způsobem jako profylaktická léčba virové infekce, může tento vektor kódovat antigen proteinu, který není kódován divokým typem viru, jako je mutantní virový protein nebo nevirový protein. V souhlase s tím může být antigen, kódovaný tímto vektorem, například bakteriálního původu nebo z rakovinné buňky. Kromě toho může podmíněně se replikující virový vektor nebo výhodně lentivirový vektor také kódovat MHC gen pro správnou prezentaci antigenu hostitelskému imunitnímu systému. Tyto vektory mohou být tedy použity pro usnadnění trvalé imunologické odpovědi proti rozličným potenciálním patogenům a/nebo endogenním proteinům (např. tumorově specifický antigen), které jsou selektivně exprimovány v abnormálních buňkách.When used in accordance with the above method as a prophylactic treatment of a viral infection, the vector may encode an antigen of a protein that is not encoded by a wild-type virus, such as a mutant viral protein or a non-viral protein. Accordingly, the antigen encoded by the vector may be, for example, of bacterial origin or from a cancer cell. In addition, the conditionally replicating viral vector or preferably the lentiviral vector may also encode an MHC gene for proper presentation of the antigen to the host immune system. Thus, these vectors can be used to facilitate a sustained immunological response against a variety of potential pathogens and / or endogenous proteins (eg, tumor-specific antigen) that are selectively expressed in abnormal cells.
Shora uvedený příklad neomezuje použití vynálezu pro dodování antigenu do dendritických buněk pro imunoterapii. Naopak vynález poskytuje prostředky a metody pro dodávání libovolného zájmového genu a jeho expresi v buňce libovolného požadovaného typu. Kromě toho tento vynález také zaručuje dodávku a expresi více genů jedním vektorem. Exprese více genů může být prováděna jakoukoli vhodnou strategií genové exprese. Neomezujícím příkladem je použití vnitřních ribozomálních vstupních míst (IRES, Intemal Ribosome Entry Sítě), která mohou být umístěna distálně od prvního genu, který je třeba exprimovat. Výhodným příkladem je exprese zájmového genu do IRES sekvence, která je distálně umístěna od variantního MGMT genu. Výhodnější provedení vektoru exprimuje zájmový gen a IRES připojený zájmový gen z nemodifikovaného nebo modifikovaného HIV-LTR promotoru mimo sestřiženou poslíčkovou sekvenci. Další výhodný vektor exprimuje dva zájmové genyThe above example does not limit the use of the invention to deliver antigen to dendritic cells for immunotherapy. Conversely, the invention provides means and methods for delivering any gene of interest and its expression in a cell of any desired type. In addition, the invention also guarantees the delivery and expression of multiple genes by a single vector. Multiple gene expression may be accomplished by any suitable gene expression strategy. A non-limiting example is the use of internal ribosomal entry sites (IRES), which can be located distal to the first gene to be expressed. A preferred example is the expression of the gene of interest into an IRES sequence that is distal to the variant MGMT gene. A more preferred embodiment of the vector expresses a gene of interest and an IRES linked gene of interest from an unmodified or modified HIV-LTR promoter outside the spliced messenger sequence. Another preferred vector expresses two genes of interest
z nemodifikovaného nebo modifikovaného HIV-LTR promotoru, který, pokud je modifikován, je modifikován v sekvencích, které váží transkripční faktory. Kromě HIV-LTR mohou být samozřejmě použity libovolné nemodifikované nebo modifikované lentivirové LTR.from an unmodified or modified HIV-LTR promoter which, if modified, is modified in sequences that bind transcription factors. Of course, any unmodified or modified lentiviral LTR may be used in addition to the HIV-LTR.
Jiným neomezujícím příkladem je exprese zájmového genu z HIV-LTR s použitím míst sestřihu, která jsou odvozena od HIV. Jeden zájmový gen může být například exprimován z Nef akceptorového místa sestřihu, zatímco druhý zájmový gen může být exprimován z Tat akceptorového místa sestřihu. Tímto způsobem nohou být exprimovány dva geny, aniž by byl třeba IRES element. Může být použito jakékoliv místo sestřihu, včetně míst genů Tat, Rev, Vif, Vpr, Vpu, Nef a Env. Env protein je exprimován z jednoduše sestřižené poslíčkové sekvence, takže exprese zájmového genu přes toto místo sestřihu může vyžadovat Rev, pokud je požadována významná exprese zájmového genu. Kromě toho, je-li to žádoucí, může být exprese z HIV-LTR provedena tak, aby byla závislá na Tat a Rev.Another non-limiting example is the expression of the gene of interest from HIV-LTR using HIV-derived splice sites. For example, one gene of interest may be expressed from a Nef splice acceptor site, while the other gene of interest may be expressed from a Tat splice acceptor site. In this way, two genes can be expressed without the need for an IRES element. Any splice site can be used, including the Tat, Rev, Vif, Vpr, Vpu, Nef, and Env gene sites. The Env protein is expressed from a single spliced messenger sequence, so expression of the gene of interest via this splice site may require Rev if significant expression of the gene of interest is required. In addition, if desired, expression from HIV-LTR can be made to be dependent on Tat and Rev.
Kromě toho, může být pomocný virový expresní vektor (zde také nazývaný jako „helper“) sestrojen tak, aby exprimoval pouze v určitých buněčných typech (např. kmenových buňkách, specializovaných buňkách pro prezentaci antigenů a tumorových buňkách) přidáním nebo vypuštěním určitého genetického elementu/faktoru (buď ve vektoru nebo v expresním konstruktu helperového viru), což umožňuje buněčně specifickou replikaci a šíření vektoru. Vektor se tak stále šíří komplementací s konstruktem helperového viru, ale toto šíření je buněčně specifické, závislé na tom, jestli je ve vektoru nebo v expresním konstruktu helperového viru přidán nebo vynechán určitý genetický element/faktor. Toto může být použito samostatně nebo ve spojení s jinou ze shora uvedených strategií.In addition, a helper viral expression vector (also referred to herein as a "helper") can be engineered to express only certain cell types (eg, stem cells, specialized antigen presentation cells, and tumor cells) by adding or deleting a particular genetic element. factor (either in the vector or in the helper virus expression construct), allowing for cell-specific replication and propagation of the vector. Thus, the vector is still propagated by complementation with the helper virus construct, but this spread is cell-specific, depending on whether a particular genetic element / factor is added or omitted in the vector or in the helper virus expression construct. This can be used alone or in conjunction with any of the above strategies.
Například podmíněně se replikující HIV vektor může být konstruován pro specifickou replikaci v makrofázích místo v T-buňkách. Vektor, který by tvořil Tat-defektní HIV (vektor kóduje jiné HIV proteiny, ty ale nejsou exprimovány v důsledku nepřítomnosti Tat transkripěního aktivátoru), může kódovat ribozym, který štěpí divoký typ HIV, ale ne podmíněně se replikující HIV RNA. Helperový expresní vektor pro tento vektor může kódovat tat gen, exprimovaný z makrofágově specifického promotoru. Tak se bude crHIV podmíněně replikovat pouze v makrofágových buňkách, zatímco se nebude schopný se replikovat v Tbuňkách nebo v jiných typech buněk.For example, a conditionally replicating HIV vector can be constructed for specific replication in macrophages instead of in T-cells. A vector that produces Tat-defective HIV (the vector encodes other HIV proteins, but these are not expressed due to the absence of Tat transcriptional activator) can encode a ribozyme that cleaves wild-type HIV, but not conditionally replicating HIV RNA. The helper expression vector for this vector can encode a tat gene expressed from a macrophage-specific promoter. Thus, crHIV will conditionally replicate only in macrophage cells, while it will not be able to replicate in cells or other cell types.
Alternativně může být tat gen operativně vázán na tumorově specifický promotor; crHIV se tudíž bude potom replikovat pouze v tumorových buňkách CD4 a ne v normálních CD4 buňkách. Genetický element/faktor může být také modifikací promotorové sekvence vektoru, který je exprimován pouze v určitých typech buněk a ne v jiných typech buněk, v souhlasu s expresním konstruktem „helper-viru“.Alternatively, the tat gene can be operably linked to a tumor-specific promoter; Thus, crHIV will then only replicate in CD4 tumor cells and not in normal CD4 cells. The genetic element / factor may also be a modification of the promoter sequence of a vector that is expressed only in certain cell types and not in other cell types, in accordance with the helper-virus expression construct.
V jiném provedení mohou být obálkové proteiny helperového expresního konstruktu nebo vektorového konstruktu (pokud jsou tyto konstrukty sestrojeny, aby obsahovaly obálkové proteiny) modifikovány tak, že vektor-virion bude specificky infikovat určité typy buněk (např. tumorové buňky), přičemž nebude schopen infikovat jiné typy buněk (např. normální buňky).In another embodiment, the envelope proteins of a helper expression construct or vector construct (if such constructs are designed to contain envelope proteins) may be modified such that the vector-virion will specifically infect certain cell types (eg, tumor cells) while not being able to infect other cell types (e.g., normal cells).
V ještě jiném provedení může být adenovirus, který postrádá jeden nebo více klíčových faktorů pro replikaci, komplementován použitím helperového konstruktu, který poskytuje tyto faktory, vázané na tumorově specifický promotor. Tyto faktory, které komplementují replikaci adenoviru, mohou být tedy exprimovány pouze v tumorových buňkách, čímž umožňují replikaci viru v tumorových buňkách (s expresí proteinů, potřebných pro usmrcení buňky), ale ne v normálních buňkách.In yet another embodiment, an adenovirus that lacks one or more key factors for replication can be complemented using a helper construct that provides these factors, bound to a tumor-specific promoter. Thus, these factors that complement adenovirus replication can only be expressed in tumor cells, thereby allowing virus replication in tumor cells (expressing proteins required for cell killing), but not in normal cells.
V dalším výhodném provedení může vektor exprimovat negativní selekční gen pro usmrcování buněk použitím O6-guanin alkylačních činidel, jako je, ale bez omezení na něj, BCNU (nebo funkční analog BCNU) jako negativního selekčního léčiva. Do normálních buněk může být dodáván lentivirový vektor, exprimující antisense sekvenci nebo ribozym, cílený na MGMT gen. V pozdějším požadovaném čase mohou být tyto buňky ošetřeny BCNU nebo jeho analogem, buď ex vivo nebo in vivo, aby byly usmrceny buňky, které byly tímto vektorem transdukovány. Ve výhodném provedení jsou normální buňky proťylakticky transdukovány MGMT antisense expresním vektorem a jsou později usmrceny, když se stanou abnormálními. Příkladem tohoto posledně jmenovaného přistupuje, když se tyto transdukované buňky stanou rakovinnými buňkami, které mohou být poté usmrceny léčbou těchto buněk BCNU nebo jeho funkčním analogem. Jiným výhodným provedením je exprimovat antiMGMT antisense sekvenci nebo molekulu ribozymu z U1 promotoru a obsaženou v U1 snRNA. Ještě výhodnějším provedením je transdukovat anti-MGMT lentivirový vektor do populace hematopoetických buněk, jako jsou lymfocyty, kmenové buňky a dendritické buňky.In another preferred embodiment, the vector can express a negative selection gene for killing cells using O 6 -guanine alkylating agents such as, but not limited to, BCNU (or a functional analogue of BCNU) as a negative selection drug. A lentiviral vector expressing an antisense sequence or ribozyme targeted to the MGMT gene can be delivered to normal cells. At a later desired time, these cells may be treated with BCNU or an analogue thereof, either ex vivo or in vivo, to kill cells that have been transduced with the vector. In a preferred embodiment, normal cells are pro-phylactically transduced with an MGMT antisense expression vector and are later killed when they become abnormal. An example of this latter approach is when these transduced cells become cancer cells, which can then be killed by treating these cells with BCNU or a functional analogue thereof. Another preferred embodiment is to express the antiMGMT antisense sequence or ribozyme molecule from the U1 promoter and contained in the U1 snRNA. An even more preferred embodiment is to transduce the anti-MGMT lentiviral vector into a population of hematopoietic cells such as lymphocytes, stem cells and dendritic cells.
V jiném výhodném provedení jsou normálními buňkami hematopoetické buňky, výhodně T buňky, které jsou transdukovány vektorem před transplantací do allogenního hostitele. Tyto buňky mohou být usmrceny léčbou BCNU nebo jeho funkčním analogem, pokud se stanou pro hostitele škodlivými (např. pokud dochází k obranné reakci hostitele vůči štěpu).In another preferred embodiment, the normal cells are hematopoietic cells, preferably T cells, which are transduced by the vector prior to transplantation into an allogeneic host. These cells can be killed by treatment with BCNU or a functional analogue thereof if they become harmful to the host (e.g., if the host is defective against the graft).
V ještě dalším provedení může být stejný lentivirový vektor experimující anti-MGMF antisense sekvenci nebo ribozym použit pro odstranění nežádoucích buněk ze směsných buněčných populací. Nelimitující příklad je v případě kostní dřeně kontaminované rakovinnými buňkami, která je připravena pro transplantaci. Bylo pozorováno, že tumorové buňky se velmi účinně transdukují při relativně nízkých MOI v jednom cyklu transdukce (viz obrázek 13 A). Naproti tomu normální buňky, zvláště, ale bez omezení na CD34+ hematopoetické buňky, jsou mnohem · 99 · · 9· · 9· · • 9 · · ·In yet another embodiment, the same lentiviral vector experimenting with an anti-MGMF antisense sequence or ribozyme can be used to remove unwanted cells from pooled cell populations. A non-limiting example is in the case of bone marrow contaminated with cancer cells that is ready for transplantation. It has been observed that tumor cells transduce very efficiently at relatively low MOIs in one cycle of transduction (see Figure 13A). In contrast, normal cells, in particular, but not limited to CD34 + hematopoietic cells, are much more.
9 9 9 9 · · • · · 9 9 · • · · 9 9 · ··· ·* ·· obtížněji efektivně transdukovatelné a vyžadují mnohonásobné cykly transdukce, aby bylo dosaženo vysoké účinnosti (viz obrázek 13B). Atraktivní purifikační strategií je tedy transdukce kontaminované kostní dřeně s vektorem, obsahujícím anti-MGMT antisense sekvenci, s použitím MOI, která bude účinně transdukovat kontaminující tumorové buňky, ale ne normální buňky. Tento příklad neomezuje rozsah záměru tohoto vynálezu buď na jeho použití ex vivo nebo pouze na použití spojená s rakovinou. Další aplikace zahrnují in vivo selektivní dodávku genu, zvláště, ale bez omezení na ně, při léčbě rakovin mozku a libovolné jiné choroby, kde se vyskytuje rozdílná účinnost transdukce mezi nemocnými a normálními buňkami, která může být využita pro cílení podle vynálezu.9 9 9 9 more difficult to effectively transduce and require multiple transduction cycles to achieve high efficiency (see Figure 13B). Thus, an attractive purification strategy is the transduction of contaminated bone marrow with a vector containing an anti-MGMT antisense sequence, using an MOI that will effectively transduce contaminating tumor cells but not normal cells. This example does not limit the scope of the invention either to its ex vivo use or only to cancer-related applications. Other applications include in vivo selective gene delivery, in particular, but not limited to, in the treatment of brain cancers and any other disease where there is a different transduction efficiency between diseased and normal cells that can be used for targeting according to the invention.
Předkládaný vynález proto poskytuje způsob léčby rakoviny, a zejména léčby T-buněčné leukemie. „Léčba rakoviny“ podle tohoto vynálezu zahrnuje podávání hostiteli dále modifikovaného vektoru, jak je zde popisován, za účelem vyvolání terapeutické odpovědi. Taková odpověď může být zjištěna, sledováním zmenšování růstu tumoru a/nebo regrese tumoru. „Růst tumoru“ zahrnuje zvýšení velikosti tumoru a/nebo počtu tumorů. „Regrese tumoru“ zahrnuje zmenšování hmoty tumoru.The present invention therefore provides a method of treating cancer, and in particular, treating T-cell leukemia. The "cancer treatment" of the invention comprises administering to a host of a further modified vector as described herein to elicit a therapeutic response. Such a response can be ascertained by observing a decrease in tumor growth and / or tumor regression. "Tumor growth" includes increasing tumor size and / or number of tumors. "Tumor regression" includes diminishing tumor mass.
„Rakovina“ podle tohoto vynálezu zahrnuje nádorová onemocnění, která jsou charakterizována abnormálním rozmnožováním buněk a absencí kontaktní inhibice, čehož důkazem je vznik tumoru. Tento termín zahrnuje rakovinu lokalizovanou v tumorech, rovněž jako rakovinu nelokalizovanou v tumorech, jako jsou například rakovině buňky, které se šíří z tumoru lokálně invazí nebo systémově metastázou. Teoreticky může být předmětem léčby podle vynálezu libovolný typ rakoviny. Výhodné však je, když je tato rakovina virového původu.The "cancer" of the present invention includes cancer, which is characterized by abnormal cell proliferation and absence of contact inhibition, as evidenced by tumor formation. The term includes cancer localized in tumors, as well as cancer not localized in tumors, such as cancer cells that spread from the tumor locally by invasion or systemic metastasis. Theoretically, any type of cancer may be the subject of treatment according to the invention. However, it is preferred that the cancer is of viral origin.
Konečně mohou být shora uvedené vektory přímo použity pro in vivo genovou terapii. Současné strategie genové terapie strádají, protože nemohou zprostředkovat dodávání genů do velkého procenta buněk; infikováno je pouze určité procento buněk. Toto je obzvláště důležité při antitumorových strategiích, kde je transdukce genu do celé tumorové populace rozhodující. Po přidání „vektoru“ ve spolupráci s „helperem“ budou okamžitě transdukované buňky produkovat virové částice, které mohou infikovat sousední buňky a tudíž umožňovat vysokou a možná úplnou účinnost transdukce. V jednom provedení tohoto vynálezu může být lidský retrovirus (kterým může být HIV nebo retrotranspozonový element) doručen do tkáně (nebo do buněk in vitro) „helperovým“ konstruktem. Buňky okamžitě obsahující tento vektor a helper budou produkovat virus a obalovat tento vektor podmíněně do virionů. Tyto viriony budou schopny zprostředkovat vysokou účinnost transdukce sousedních buněk (protože kontakt buňkabuňka je nejúčinnějším způsobem transdukce buněk). Bezprostředně transdukované buňky • ·· •9 9999Finally, the above vectors can be directly used for in vivo gene therapy. Current gene therapy strategies suffer because they cannot mediate gene delivery to a large percentage of cells; only a certain percentage of cells are infected. This is particularly important in antitumor strategies where gene transduction into the entire tumor population is critical. Upon addition of the "vector" in collaboration with the "helper", transduced cells will immediately produce viral particles that can infect neighboring cells and thus allow high and possibly complete transduction efficiency. In one embodiment of the invention, a human retrovirus (which may be an HIV or retrotransposone element) can be delivered to a tissue (or in vitro cell) by a "helper" construct. Cells immediately containing this vector and helper will produce virus and envelop the vector conditionally into virions. These virions will be able to mediate high transduction efficiency of adjacent cells (since cell-cell contact is the most efficient way of transducing cells). Immediately transduced cells • ·· • 9,999
• · 999· • 9 9 9 9 β • · ··· · · · • · · · · · · • · · · · · · ·· ··· ·· ·· mohou, ale nemusí uhynout, v závislosti na tom, jestli výsledkem kombinace vektor/helper je cytolytická infekce. V případě retrotranspozonu nemusí helper obsahovat strukturní proteiny, protože normální nebo tumorové buňky mohou obsahovat protein/faktor, nezbytný pro zapouzdření do virionů. V tomto případě může helper být pouze, ale bez omezení na to, transaktivačním proteinem, který aktivuje transkripci faktorů, nutných pro zapouzdření retrotranspozonu. V případě HIV mohou být pro zapouzdření HIV genomu do potomstva virionů pro infekci/transdukci buněk potřeba, ale ne nezbytně, jiné faktory.999 · 9 9 9 9 β may or may not die, depending on whether the vector / helper combination results in a cytolytic infection. In the case of retrotransposone, the helper may not contain structural proteins since normal or tumor cells may contain the protein / factor necessary for encapsulation into virions. In this case, the helper may be merely, but not limited to, a transactivating protein that activates the transcription of factors necessary for encapsulation of retrotransposone. In the case of HIV, other factors may be necessary, but not necessarily, to encapsulate the HIV genome in progeny virions for cell infection / transduction.
Shora popsané vektory mohou být také použity při strategiích boje proti biologickým nebo chemickým zbraním. Podmíněně se replikující vektor může být například dodán do jedince, v nedávné době napadeného vysoce patogenním virem nebo baktérií nebo chemickým činidlem (např. toxinem). Tento vektor bude interferovat s replikací patogenního viru, jak bylo výše popsáno. Podmíněně se replikující vektor však může být také použit pro antibakteriální nebo protichemické strategie ve shodě s helperovým expresním vektorem („helperem“).The vectors described above can also be used in biological or chemical weapon strategies. For example, a conditionally replicating vector may be delivered to an individual recently infected with a highly pathogenic virus or bacterium or chemical agent (eg, a toxin). This vector will interfere with the replication of the pathogenic virus as described above. However, the conditionally replicating vector can also be used for antibacterial or anti-chemical strategies in accordance with a helper expression vector ("helper").
Například může podmíněně se replikující vektor vylučovat antibakteriální nebo antitoxinové protilátky poté co „helper“ umožní jeho expresi a propagaci. Tento „helper“ může být, ale nikoliv nezbytně, řízen indukovatelným promotorem, který zaručuje jeho expresi po aktivaci baktérií, cytokinem (jako odpověď na bakteriální infekci), antibiotikem (jako v případě tetracyklinem indukovatelných promotorových systémů (Paulus et al., J. Virol., 70, 62 až 67(1996)) nebo chemikálií (např. toxinem samotným). Tento podmíněně se replikující vektor se tudíž nebude s pomocí „helperu“ pouze selektivně množit jako odpověď na hrozící patogen nebo toxin (jako výsledek aktivace helperu), ale bude také vylučovat anti-patogennní nebo antitoxinové protilátky, aby byly inhibovány patologické účinky tumorového antigenů, patogenu nebo chemikálie (např. toxinu). Tudíž může být do podmíněně se replikujícího vektoru vložen libovolný protein, faktor nebo genetický element, který může být buď přepsán do mRNA a/nebo proteinu, aby byla inhibována patogenní odpověď - v souhlasu s „helperem“, který podporuje jeho selektivní propagaci a expresi (selektivní, protože produkty helperu jsou exprimovány podmíněně (například, ale bez omezení, (a) indukovatelný promotoravý systém - faktor v tumorové buňce aktivuje produkci helperového faktoru, sekvenci citlivou na toxin, která exprimuj e helperový faktor, nebo promotor, citlivý na cytokin, vyvolává podukci helperového faktoru, (b) helper RNA/protein/faktor je selektivně stabilizován v určitých buňkách a nikoliv v jiných) a (c) nepřímá indukce genu třetí strany, který ovlivňuje produkci helperového virového proteinu, provázení, cílení, strukturu nebo jiné biologické funkce). Tyto strategie mohou být použity u transgenních rostlin a zvířat pro jejich ochranu před patogeny. Podobně mohou být • ··· ·· ···· ·· ···· • · · · · · · • · · ··· · · · • 999 9 9 9 9 · • · ·· · · · · · • ·* 99 999 99 99 tyto strategie použity v transgenních systémech pro produkci cenných heterologních proteinů/faktorů.For example, a conditionally replicating vector may secrete antibacterial or antitoxin antibodies after the helper allows its expression and propagation. This helper may, but is not necessarily, driven by an inducible promoter that guarantees its expression upon activation by bacteria, a cytokine (in response to a bacterial infection), an antibiotic (as in the case of tetracycline-inducible promoter systems) (Paulus et al., J. Virol) ., 70, 62-67 (1996)) or chemicals (e.g., toxin alone), therefore, this conditionally replicating vector will not merely selectively multiply with the help of a helper in response to an impending pathogen or toxin (as a result of helper activation), but will also secrete anti-pathogenic or antitoxin antibodies to inhibit the pathological effects of tumor antigens, pathogens or chemicals (eg, toxin). Therefore, any protein, factor, or genetic element that can either be transcribed can be inserted into the conditionally replicating vector. into mRNA and / or protein to inhibit the pathogenic response - in accordance with "h elper 'that promotes its selective propagation and expression (selective because helper products are expressed conditionally (for example, but not limited to, (a) an inducible promoter-factor in a tumor cell activates helper factor production, a toxin-sensitive sequence that expresses helper factor, or cytokine-sensitive promoter, induces helper factor production, (b) helper RNA / protein / factor is selectively stabilized in certain cells and not in others), and (c) indirect induction of a third-party gene that affects helper viral viral production protein, accompaniment, targeting, structure or other biological functions). These strategies can be used in transgenic plants and animals to protect them from pathogens. Similarly, 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 These strategies are used in transgenic systems to produce valuable heterologous proteins / factors.
V jiném provedení způsobu podle předkládaného vynálezu může být vyvinuta buněčná linie pro skrínink léčiva/faktoru, například pro stanovení, která část proteinu/faktoru je důležitá pro určitou funkci. Může být sestrojen vektor pro expresi mutovaného zájmového proteinu v dané buněčné linii. RNA, kódující tento mutovaný protein, je však sestavena tak, aby byla rezistentní k ribozymů, například vložením tichých bodových mutací. Exprese proteinu divokého typuje však v buněčné linii inhibována. Vektory, které exprimuj í ribozym vůči tomuto zájmovému proteinu, mohou být také sestrojeny tak, aby exprimovaly mutantní testovací protein. Pokud je tento vektor transdukován do buněk, bude většina z nativní RNA, kódující normální protein, rozštěpena, zatímco mutantní testovací protein bude exprimován. Tento způsob může být použit se současně vyvíjenými způsoby dodání a selekce, jako rychlý a mocný způsob pro určení jak daný protein funguje a jak daný faktor/léčivo interaguje s tímto proteinem.In another embodiment of the method of the present invention, a cell line for drug / factor screening can be developed, for example, to determine which portion of the protein / factor is important for a particular function. A vector can be constructed to express the mutated protein of interest in a given cell line. However, the RNA encoding this mutated protein is engineered to be resistant to ribozymes, for example by inserting silent point mutations. However, expression of the wild-type protein is inhibited in the cell line. Vectors that express a ribozyme to this protein of interest can also be engineered to express a mutant test protein. When this vector is transduced into cells, most of the native RNA encoding the normal protein will be cleaved while the mutant test protein will be expressed. This method can be used with concomitant delivery and selection methods as a fast and powerful method for determining how a given protein works and how a given factor / drug interacts with that protein.
V ještě dalším použití vektoru pro léčbu chorob přenášených krví pacient podstupuje leukafarézi, aby bylo z krve extrahováno dostatečné množství bílých krvinek. Po leukafarézi jsou tyto požadované buňky izolovány, transdukovány s vektorem a potom v kultuře namnoženy na požadovaný počet buněk. V průběhu ex vivo množení tohoto požadovaného typu buněk dostává pacient infuzi protilátek proti proteinům buněčného povrchu požadovaného typu buněk, se záměrem rozbít tyto buňky v průběhu času, který odpovídá rozšíření dostatečného množství požadovaného typu buněk. Transdukované buňky jsou posléze pacientovi zpětně vráceny infúzí, aby byla kompenzována in vivo ztráta buněk, způsobená protilátkou.In yet another use of a vector for treating blood-borne diseases, the patient undergoes leukapharesis to extract sufficient white blood cells from the blood. After leukapharesis, these desired cells are isolated, transduced with the vector, and then expanded to the desired number of cells in culture. During the ex vivo multiplication of this desired cell type, the patient receives an infusion of antibodies against the cell surface proteins of the desired cell type, with the intention of breaking these cells over time, corresponding to the expansion of a sufficient amount of the desired cell type. The transduced cells are then returned to the patient by infusion to compensate for the in vivo antibody-induced cell loss.
Výhodným způsobem provedení shora uvedeného je izolace CD4+ T buněk z leukafarezovaného materiálu a posléze transdukce těchto buněk s HIV vektorem, který obsahuje anti-HIV antisense nebo ribozymovou sekvenci, pro rozšíření ex vivo. V průběhu ex vivo rozšiřování buněk jsou pacientovy endogenní CD4+ T buňky ničeny podáváním například anti-thymocytového globulinu (ATG) Pasteur Merieux Serums et Vaccins, Lyon, Francie, dodávaného SangStat Medical Corporation, Menlo Park, CA, USA) nebo Atgam (Upjohn Company, Kalamazoo, MI, USA), ale po předchozím skríninku může být použita jakákoli cytoreduktivní protilátka, jak je odborníkovi zřejmé. Po rozšíření jsou tyto transdukované CD4+ T buňky vráceny infúzí zpět pacientovi. Ve výhodném provedení jsou CD4 negativní buňky, získané v průběhu izolace CD4 pozitivních buněk, zachyceny, zmrazený a roztaveny pro infuzi v okamžiku, kdy jsou transdukované CD4 pozitivní buňky vraceny pacientovi infúzí zpět.A preferred embodiment of the above is isolating CD4 + T cells from the leukapharesised material and then transducing these cells with an HIV vector containing an anti-HIV antisense or ribozyme sequence for ex vivo extension. During ex vivo cell proliferation, the patient's endogenous CD4 + T cells are destroyed by administering, for example, anti-thymocyte globulin (ATG) to Pasteur Merieux Serums et Vaccins, Lyon, France, supplied by SangStat Medical Corporation, Menlo Park, CA, USA or Atgam (Upjohn Company, Kalamazoo, MI, USA), but any cytoreductive antibody may be used after prior screening, as will be apparent to those skilled in the art. Upon spreading, these transduced CD4 + T cells are returned to the patient by infusion. In a preferred embodiment, the CD4 negative cells obtained during the isolation of CD4 positive cells are captured, frozen and melted for infusion when the transduced CD4 positive cells are returned to the patient by infusion.
Shora uvedený příklad neomezuje rozsah vynálezu ani na ATG , ani na CD4+ T buňky. Libovolný buněčný typ může být cílem použití protilátky, která váže protein buněčného povrchu ·· *···The above example does not limit the scope of the invention to either ATG or CD4 + T cells. Any cell type may be the target of using an antibody that binds cell surface protein.
4 • 440 ···· ····4 • 440 ········
0 0 0 • · · ··· ·« uvedené buňky a která je cytocidní. Tato protilátka může být introdukována exogenně do pacienta a nebo může být do organizmu zaveden druhý vektor, vylučující tuto protilátku. Tento vektor může produkovat protilátku buď konstitutivně (po celý život této buňky) nebo přechodně (například, ale bez omezení na integrázový minus vektor) nebo indukovatelně (například, ale bez omezení na tetracyklinem indukovatelný promotorový systém).This cell is cytocidal. The antibody may be introduced exogenously into the patient or a second vector secreting the antibody may be introduced into the body. This vector may produce the antibody either constitutively (throughout the life of the cell) or transiently (for example, but not limited to an integrase minus vector) or inducibly (for example, but not limited to a tetracycline-inducible promoter system).
Existuje také mnoho použití metod a vektorů podle vynálezu in vitro. Například mohou být tyto vektory používány pro zjištění určitých nuancí virové replikace a funkce ribozymů. Podobně, mohou být ribozym obsahující vektory použity jako diagnostické nástroje, například pro zjištění mutací přítomných v nemocných buňkách, nebo pro vyšetřování genetického driftu. Tyto vektory mohou také být použity pro určení nebo potvrzení funkce genu, ať už je tato funkce předem známa, neznáma nebo pouze naznačena nebo uvažuje-li se o ní. Tato shora uvedená diskuze není v žádném případě vyčerpávající, co se týče použití vynálezu.There are also many uses of the methods and vectors of the invention in vitro. For example, these vectors can be used to detect certain nuances of viral replication and ribozyme function. Similarly, ribozyme containing vectors can be used as diagnostic tools, for example, to detect mutations present in diseased cells, or to investigate genetic drift. These vectors may also be used to determine or confirm the function of a gene, whether this function is known in advance, unknown, or merely indicated or contemplated. The above discussion is by no means exhaustive as to the application of the invention.
Přínosy vynálezuBenefits of the invention
Výhody použití crHIV strategie pro genetickou terapeutickou léčbu AIDS a jiných chorob jsou značné. Například se řeší problém cílení vektoru na buňky, infikované HIV. Po in vivo transfekci crHIV do infikovaných CD4+ buněk, jsou crHIV pomocí endogenních infekčních HIV obálkových proteinů zabaleny do virionů potomstva. crHIV RNA se přitom navazuje podél vnitřních virionů potomstva a infikuje buněčné typy, které jsou normálně infikovatelné tímto konkrétním kmenem HIV, a tak produkuje nepatogenní viriony. Toto zahrnuje i obtížně zacílitelné buňky, jako jsou mozkové mikrogliové buňky, které jsou hlavní zásobárnou HIV infekce pro centrální nervový systém. Je pravděpodobné, že s crHIV vektory, které infikují neinfikované CD4+ buňky, je spojeno málo toxicity, protože crHIV vektory nekódují žádné virové proteiny. Kromě toho, výsledkem kompetice crHIV vektoru s divokým typem HIV je produkce nepatogenních částic, což má za následek sníženou virovou zátěž. Snižování patogenních HIV-1 zátěží nezvyšuje pouze dobu přežívání infikovaných jedinců, ale také snižuje rychlost přenosu na neinfikované jedince, protože crHIV částice se také mohou rozšiřovat systémově (tj. tak jako infekční HIV). Snížené patogenní HIV-1 zátěže v krvi mohou být důležité zvláště u těhotných HIV infikovaných jedinců, protože produkce crHIV může také snižovat přenos HIV-1 u infikovaných matek na plod v děloze.The benefits of using a crHIV strategy for the genetic therapeutic treatment of AIDS and other diseases are considerable. For example, the problem of targeting the vector to HIV-infected cells is addressed. After in vivo transfection of crHIV into infected CD4 + cells, crHIV are packaged into progeny virions by endogenous infectious HIV envelope proteins. The crHIV RNA binds along the internal progeny virions and infects cell types that are normally infectable by this particular strain of HIV, thus producing non-pathogenic virions. This includes difficult-to-target cells, such as brain microglial cells, which are a major reservoir of HIV infection for the central nervous system. It is likely that crHIV vectors that infect uninfected CD4 + cells have little toxicity because crHIV vectors do not encode any viral proteins. In addition, competition of the crHIV vector with wild-type HIV results in the production of non-pathogenic particles, resulting in reduced viral load. Reducing pathogenic HIV-1 loads not only increases the survival time of infected individuals, but also reduces the rate of transmission to uninfected individuals, since crHIV particles can also expand systemically (ie, like infectious HIV). Reduced pathogenic HIV-1 loads in the blood may be particularly important in pregnant HIV-infected individuals, as crHIV production may also reduce HIV-1 transmission in infected mothers to the fetus in the uterus.
Směs plazmid/lipid, která může být využita pro zavedení crHIV vektoru do hostitelských buněk, by měla být stabilní a výrobně laciná, obcházející nákladné strategie ex vivo. Samozřejmě, způsob podle tohoto vynálezu je ve své podstatě přizpůsobitelný i pro použití při dodání genů ex vivo, pokud je to žádoucí. Bez ohledu na to otevírá dostupnost lipozomy »· ·* 0000 00 0000 • · · · · · 0 » · 0 000 0 0 0 ••• 0 000 0 0 • 00 využívajícího přístupu možnost léčby široké populace, něco, co není proveditelné se současnými genovými terapeutickými strategiemi. crHIV vektory mohou být také sestrojeny tak, aby obsahovaly několik ribozymů, které mohou být konstruovány vůči různým cílům v genomu HIV. Tím je snížena možnost, že infekční HIV bude mutovat a tím unikne účinku anti-HIV ribozymů. Kromě toho, může být vektor, schopný se podmíněně replikovat, aplikován na léčbu jiných virových infekcí, zvláště těch, u který je vysoký obrat viru.The plasmid / lipid mixture that can be used to introduce the crHIV vector into host cells should be stable and inexpensive to manufacture, avoiding costly ex vivo strategies. Of course, the method of the invention is inherently adaptable for use in the delivery of genes ex vivo, if desired. Regardless, the availability of liposomes opens up the possibility of treating the general population, something that is not feasible with current gene therapy strategies. The crHIV vectors can also be constructed to contain several ribozymes that can be constructed against various targets in the HIV genome. This reduces the possibility that infectious HIV will mutate and thereby escape the effect of anti-HIV ribozymes. In addition, a vector capable of conditionally replicating can be applied to the treatment of other viral infections, particularly those with high virus turnover.
Zvlášť využitelnou vlastností crHIV vektorů je, že mohou být použity pro posttranskripění expresi genetických antivirových činidel, například ribozymů. Infekce neinfikovaných buněk crHIV vektory totiž vede k nižší toxicitě, protože v nepřítomnosti Tat proteinu bude probíhat malá exprese z HIV dlouhého koncového opakujícího se (LTR) promotoru. Vysoké hladiny crHIV exprese a následná antivirová aktivita, nastává pouze tehdy, když je poskytnut Tat protein komplementací s divokým typem HIV. crHIV vektory tudíž nejsou kontruovány k ochraně buněk před HIV infekcí, ale aby snižovaly celkovou zátěž divokým typem HIV pomocí selektivní akumulace nepatogenních crHIV částic.A particularly useful feature of crHIV vectors is that they can be used for post-transcriptional expression of genetic antiviral agents, for example ribozymes. Infection of uninfected cells with crHIV vectors results in lower toxicity, since in the absence of Tat protein there will be little expression from the HIV long terminal repeat (LTR) promoter. High levels of crHIV expression and subsequent antiviral activity only occur when Tat protein is provided by complementation with wild type HIV. Therefore, crHIV vectors are not designed to protect cells from HIV infection, but to reduce the overall burden of wild-type HIV by selective accumulation of non-pathogenic crHIV particles.
I když se nechceme vázat na jakoukoliv určitou teorii, vztahující se k pochodům a k funkcím tohoto vynálezu, máme za to, že ribozymy mohou být využívány, jak je potvrzeno v následujících příkladech, pro získání crHIV genomů se selektivní výhodou, na základě dvou použitelných vlastností: (1) mají vysoký stupeň specifity a (2) mají relativní účinnost, v závislosti na jejich schopnosti být společně umístěn (společně lokalizován) s cílovými RNA (Cech, Science, 236,1532 až 1539 (1987). Specifita ribozymů je jim propůjčena specifickou hybridizací na komplementární cílové sekvence, obsahující XUY místo. Ribozymy jsou relativně účinné, protože štěpí cílovou RNA s vysokou účinností pouze tehdy, když jsou účinně společně umístěny s cílovými RNA. Při smíšené infekci HIV/crHIV musí nastat společné umístění ribozymů, obsahujících crHIV RNA s divokým typem HIV RNA, protože genomy HIV RNA před zabalením do virionů potomstva dimerizují. Štěpení ne genomových RNA divokého typu HIV, které je potřebné pro tvorbu virových proteinů, je pravděpodobně méně účinné než štěpení genomických RNA divokého typu HIV, protože negenomové HIV RNA nedimerizují. Ve zde popsaných experimentech bylo objeveno, že selektivní výhoda, kterou získává crHIV, je důsledkem selektivního zabalení crHIV do virových částic. Tyto výsledky naznačují, že nej účinnější štěpení nastává intracelulámě v průběhu dimerizace, s výsledkem selektivní destrukce divokého typu HIV RNA nukleázami hostitele. V důsledku toho je umožněno výhodné zabalení crHIV do virových částic.While not wishing to be bound by any particular theory relating to the processes and functions of this invention, it is believed that ribozymes can be used, as confirmed in the following examples, to obtain crHIV genomes with a selective advantage, based on two useful properties: (1) have a high degree of specificity, and (2) have a relative potency, depending on their ability to be co-located with target RNAs (Cech, Science, 236, 1532-1539 (1987)). Ribozymes are relatively efficient because they cleave target RNA with high efficiency only when effectively co-located with target RNAs.In mixed HIV / crHIV infection, co-location of ribozymes containing crHIV RNA with wild type HIV RNA because of the HIV RNA genomes before packaging Cleavage of non-genomic wild-type RNAs, which is required for viral protein production, is probably less efficient than cleavage of wild-type genomic RNAs because non-genomic HIV RNAs do not dimerize. In the experiments described herein, it has been discovered that the selective advantage that crHIV acquires is due to the selective packaging of crHIV into viral particles. These results indicate that the most efficient cleavage occurs intracellularly during dimerization, resulting in selective destruction of wild-type HIV RNA by host nucleases. As a result, advantageous packaging of crHIV into viral particles is made possible.
Aplikace crHIV vektorů pro HIV terapii může zahrnovat nejenom genomovou selekci crHIV, ale také buněčnou selekci buněk, produkujících crHIV částice. Jinak budou buňky, ·»·· ·· ΦΦΦΦApplication of crHIV vectors for HIV therapy may include not only genomic selection of crHIV but also cell selection of cells producing crHIV particles. Otherwise, the cells will be · »·· ·· ΦΦΦΦ
ΦΦ ΦΦ··ΦΦ ΦΦ ··
ΦΦΦΦ φ φ φ • φ φ ΦΦΦ ΦΦΦ • · · φ ΦΦΦ φ φ ♦ ♦ 9 9 φ ΦΦΦΦ • ·♦ ΦΦ ··· ΦΦ ΦΦ produkující divoký typ HIV, produkovat divoký typ HIV částic se selektivní výhodou oproti buňkám, produkujícím crHIV částice, a budou rychle převládat. Selektivní výhoda může být buňkám, exprimujícím crHIV, dodána inzercí genu do genomů crHIV (např. genu multispecifické rezistence proti léčivům), který dodává buňkám, exprimujícím crHIV (v přítomnosti léčiva) výhodu přežití oproti buňkám, exprimujícím divoký typ HIV. Za těchto podmínek buňky exprimující HIV divokého typu progresivně hynou, ale stále produkují určité množství HIV divokého typu, zatímco crHIV exprimující buňky, selektivně produkující crHIV, přežívají. Infekce crHIV obsahujících buněk zbylými HIV buňkami divokého typu bude mít za následek další produkci virových částic, obsahujících crHIV. Virový genomový posun tak může mít za výsledek kumulativní infekci CD4+ buněk genomem crHIV, čímž je změněna virová rovnováha v hostitelské buňce od patogenního divokého typu HIV k nepatogenním crHIV genomům. Tato strategie bude mít za následek vymizení divokého typu HIV, jakmile dojde k selektivnímu posunu rovnováhy genomů HIV od divokého typu HIV ke crHIV. Virová replikace bude nakonec přerušena, protože crHIV se může replikovat pouze v přítomnosti helperových genomů divokého typu HIV. Za takových vzájemně restriktivních podmínek může být tudíž možné sestrojit crHIV vektory, které nejenom snižují virovou zátěž divokým typem HIV, ale také odstraňují tento virus z hostitele, infikovaného HIV.9 φ · · ♦ ♦ ♦ 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · , and they will quickly prevail. A selective advantage can be provided by crHIV expressing cells by inserting a gene into crHIV genomes (eg, a multispecific drug resistance gene) that confers crHIV expressing cells (in the presence of a drug) an advantage of survival over cells expressing wild-type HIV. Under these conditions, wild-type HIV-expressing cells progressively die but still produce some amount of wild-type HIV, while crHIV-expressing cells selectively producing crHIV survive. Infection of crHIV containing cells with the remaining wild-type HIV cells will result in further production of crHIV-containing viral particles. Thus, viral genomic shift may result in the cumulative infection of CD4 + cells with the crHIV genome, thereby altering the viral equilibrium in the host cell from pathogenic wild-type HIV to non-pathogenic crHIV genomes. This strategy will result in the disappearance of wild-type HIV once there is a selective shift in the balance of HIV genomes from wild-type HIV to crHIV. Ultimately, viral replication will be discontinued because crHIV can only replicate in the presence of wild-type helper genomes. Thus, under such mutually restrictive conditions, it may be possible to construct crHIV vectors that not only reduce the viral load of wild-type HIV, but also remove the virus from the HIV-infected host.
Prostředky produkceMeans of production
Vektor může být produkován způsobem komplementace, buď použitím přechodné transfekce vektorového a helperového genomu do buněčné linie, výhodně, ale bez omezení na ni, do známé buněčné linie 293T, nebo použitím obalovací buněčné linie. Buňka je přechodně transfektována s vysokou transfekční účinností pomocí transfekčního činidla, výhodně fosforečnanu vápenatého, elektroporace nebo lipidového transfekčního činidla. Když transfekce proběhne, je vektor izolován ze supernatantu výhodně ne dříve než 12 hodin po transfekci a ne déle než 7 dní po transfekci. Vektor se, pokud je to žádoucí, zkoncentruje vysokorychlostní centrifugací bez precipitace nebo ultracentrifugací. Výhodné centrifugační podmínky jsou asi 5000 až 12 000 x g, výhodně asi 10 000 x g. Výhodnějšími podmínkami je centrifugace přes noc při 4 °C.The vector may be produced by a complementation method, either using transient transfection of the vector and helper genome into a cell line, preferably but not limited to a known 293T cell line, or using a enveloping cell line. The cell is transiently transfected with high transfection efficiency with a transfection agent, preferably calcium phosphate, electroporation, or a lipid transfection agent. When transfection occurs, the vector is isolated from the supernatant preferably no earlier than 12 hours after transfection and no longer than 7 days after transfection. The vector is, if desired, concentrated by high speed centrifugation without precipitation or ultracentrifugation. Preferred centrifugation conditions are about 5000 to 12,000 x g, preferably about 10,000 x g. More preferred conditions are overnight centrifugation at 4 ° C.
44··44 ··
4 44 4
4 44 44 44 4
4444 ► 4 44444 ► 4 4
I 4 4I 4 4
Způsoby purifikace vektoruMethods of vector purification
Způsob 1Method 1
1. Vyčiření virového supematantu1. Clarification of the viral supernatant
2. Koncentrování ultrafiltrací2. Concentration by ultrafiltration
3. Diafiltrace s nebo bez ošetření benzonázou3. Diafiltration with or without benzonase treatment
4. Ionexová chromatografie4. Ion exchange chromatography
5. Velikostně vylučovací chromatografie nebo diaultrafiltrace5. Size exclusion chromatography or diaultrafiltration
6. Případné koncentrování ultrafiltrací6. Possible concentration by ultrafiltration
Způsob 2Method 2
1. Vyčiření virového supematantu1. Clarification of the viral supernatant
2. Ionexová chromatografie2. Ion exchange chromatography
3. Diafiltrace nebo velikostně vylučovací chromatografie3. Diafiltration or size exclusion chromatography
4. Případné ošetření benzonázou4. Possible benzonase treatment
5. Velikostně vylučovací chromatografie nebo diafiltrace5. Size exclusion chromatography or diafiltration
6. případné koncentrování ultrafiltrací6. concentration by ultrafiltration, if applicable
Pro shora uvedené postupy je možno použít různé pryskyřice, včetně Poros 50HQ od Perseptive Biosystems. Pro ultrafiltrací nebo diafiltraci mohou být použity patrony s dutým vláknem, včetně patron (UFP-750 serie) od A/G Technologies.Various resins can be used for the above procedures, including Poros 50HQ from Perseptive Biosystems. Hollow fiber cartridges, including cartridges (UFP-750 series) from A / G Technologies, can be used for ultrafiltration or diafiltration.
Způsoby podáníRoutes of administration
Podle vynálezu se v případě potřeby genové terapie virové infekce vektor zavede do hostitelské buňky, jak bylo uvedeno dříve. Způsob zavedení zahrnuje kontakt hostitelské buňky, schopné být infikována virem s vektorem podle vynálezu. Je výhodné, když tento kontakt zahrnuje libovolný způsob, kterým je tento vektor zaveden do buňky; metoda není závislá na konkrétním prostředku zavedení a nelze ji tak vykládat. Metody zavádění jsou odborníkům známy a jsou zde také uvedeny na příkladech.According to the invention, when gene therapy for viral infection is desired, the vector is introduced into a host cell as previously described. The method of introduction comprises contacting a host cell capable of being infected with a virus with a vector of the invention. It is preferred that the contact includes any method by which the vector is introduced into the cell; the method is not dependent on the particular deployment means and cannot be interpreted. Methods of introduction are known to those skilled in the art and are also exemplified herein.
V souhlase s tím může být introdukce provedena, například buď in vitro (např. při způsobu genové terapie typu ex vivo) nebo in vivo, což zahrnuje použití elektroporace, transformace, transdukce, konjugace nebo třírodičovského párování, transfekce, infekce, • 444Accordingly, the introduction can be performed, for example, either in vitro (eg, in an ex vivo gene therapy method) or in vivo, including the use of electroporation, transformation, transduction, conjugation or three-parent pairing, transfection, infection, • 444
4444 »1 »444 • * · 4 9 4 44 9 • 4 4444« 4« 4 * 4444 4444 4 ·♦* · · 4 4444 ··· 4· 44 «94 «4 44 membránové fuze s kationtovými lipidy, vysokorychlostní bombardování projektily, potaženými DNA, inkubací s DNA, precipitovanou fosforečnanem vápenatým, přímé mikroinjekce do jednotlivých buněk apod. Jsou dostupné a odborníkům známé i jiné metody.4444 »1» 444 • * 4 9 4 44 9 • 4 4444 «4« 4 * 4444 4444 4 4444 4 4 4444 4 · 44 «94« 4 44 membrane fusions with cationic lipids, high-speed bombardment projectiles, coated with DNA, incubation with DNA, precipitated calcium phosphate, direct microinjection into single cells, etc. Other methods are available and known to those skilled in the art.
Výhodně se však vektory nebo ribozymy zavádějí pomocí kationtových lipidů, např. lipozomů. Takové lipozomy jsou komerčně dostupné (např. Lipofectin™., Lipofectamine™ apod., dodávané firmou Life Technologies, Gibco BRL, Gaithersburg, Md.). Kromě toho mohou být v předkládaném vynálezu využity lipozomy, mající zvýšenou kapacitu přenosu a/nebo sníženou toxicitu in vivo (např. jak je popsáno v PCT patentové přihlášce č. WO 95/21259). Pro podání lipozomů je možno použít doporučení, popsané v PCT patentové přihlášce č. WO 93/23569. Obecně je při takovém podání formulace přijata většinou lymfocytů během 8 hodin při 37 °C, s více než 50 % injekční dávky, detekovanými ve slezině jednu hodinu po intravenózním podání. Podobně jiné farmaceutické nosiče zahrnují hydrogely a polymery s kontrolovaným uvolňováním.Preferably, however, the vectors or ribozymes are introduced by cationic lipids, e.g., liposomes. Such liposomes are commercially available (eg, Lipofectin ™., Lipofectamine ™, and the like, supplied by Life Technologies, Gibco BRL, Gaithersburg, Md.). In addition, liposomes having increased transfer capacity and / or reduced toxicity in vivo (e.g., as described in PCT Patent Application No. WO 95/21259) may be used in the present invention. For the administration of liposomes, the recommendations described in PCT Patent Application No. WO 93/23569 may be used. Generally, with such administration, the formulation is taken by most lymphocytes within 8 hours at 37 ° C, with more than 50% of the injection dose detected in the spleen one hour after intravenous administration. Similarly, other pharmaceutical carriers include hydrogels and controlled release polymers.
Forma vektoru, introdukováného do hostitelské buňky, se může měnit, v částečné závislosti na tom, zde se vektor zavádí in vivo nebo in vitro. Nukleová kyselina může být například uzavřená kruhová, přerušená nebo izovaná, v závislosti na tom, zda má být vektor udržován extragenomově (tj. jako autonomně se replikující vektor), integrovaný jako provirus nebo profág, přechodně transfektovaný, přechodně infikovaný při použití replikačně deficientního nebo podmíněně se replikujícího viru, nebo stabilně introdukován do hostitelského genomu prostřednictvím dvojitého nebo jednoduchého rekombinačního křížení.The form of the vector introduced into the host cell may vary, depending in part on whether the vector is introduced in vivo or in vitro. For example, the nucleic acid may be a closed ring, interrupted or isolated, depending on whether the vector is to be maintained extragenomically (i.e., as an autonomously replicating vector), integrated as a provirus or prophage, transiently transfected, transiently infected using a replication deficient or conditionally of a replicating virus, or stably introduced into the host genome via a double or single recombination cross.
Před introdukcí do hostitele může být vektor podle vynálezu formulován v různých prostředcích pro použití v terapeutických i v profylaktických léčebných metodách. Zejména může být vektor vložen do farmaceutických prostředků spojením s vhodnými, farmaceuticky přijatelnými nosiči nebo plnidly a může být formulován tak, aby byl vhodný pro humánní nebo veterinární aplikaci.Prior to introduction into the host, the vector of the invention may be formulated in various compositions for use in both therapeutic and prophylactic treatment methods. In particular, the vector can be incorporated into pharmaceutical compositions by association with suitable, pharmaceutically acceptable carriers or fillers and can be formulated to be suitable for human or veterinary application.
Prostředek pro použití ve způsobu podle vynálezu může tudíž obsahovat jeden nebo více shora uvedených vektorů, výhodně ve spojení s farmaceuticky přijatelným nosičem. Farmaceuticky přijatelné nosiče jsou odborníkům známy, stejně jako vhodné způsoby podání. Volba nosiče může být určena částečně konkrétním vektorem, stejně jako konkrétním způsobem, použitým pro podání tohoto prostředku. Odborníkovi je známo, že existují různé cesty podání prostředku a i když pro podání je možno použít více než jednu cestu podání, může určitá cesta podání poskytnout okamžitější a účinnější reakci než jiná cesta. V souhlase s tím existuje mnoho vhodných lékových forem pro prostředky podle předkládaného vynálezu.Thus, the composition for use in the method of the invention may comprise one or more of the aforementioned vectors, preferably in association with a pharmaceutically acceptable carrier. Pharmaceutically acceptable carriers are known to those skilled in the art, as are suitable routes of administration. The choice of carrier can be determined in part by the particular vector, as well as by the particular method used to administer the composition. One skilled in the art will recognize that there are different routes of administration of the composition, and although more than one route of administration may be used for administration, a particular route of administration may provide a more immediate and effective response than another route. Accordingly, there are many suitable dosage forms for the compositions of the present invention.
• w ·· + « ·· ·»»·• w ·· + «·· ·»
9 9 9 99
9999 « 9 ·9999 «8 ·
9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 ·· 999 9« 9«9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9
Prostředek, obsahující vektor podle předkládaného vynálezu, samotný nebo ve spojení s jinými antivirovými sloučeninami, může být připraven v lékové formě, vhodné pro parenterální podání, výhodně pro intraperitoneální podání. Tato léková forma může zahrnovat vodnou i nevodnou formu, izotonické sterilní injekční roztoky, které mohou obsahovat antioxidanty, pufty, bakteriostatika a rozpuštěné látky, které způsobují, že léková forma je izotonická s krví zamýšleného příjemce, a vodné i nevodné sterilní suspenze, které mohou obsahovat suspendující činidla, rozpouštědla, zahušťující činidla, stabilizizátory a konzervační látky. Tyto lékové formy mohou být uvedeny v jednotkových dávkách nebo ve vícedávkových zatavených obalech, jako jsou ampule a lahvičky, a mohou být skladovány v lyofilizovaném (mrazově sublimováném) stavu, vyžadujícím pouze přidání sterilního kapalného nosiče, například vody pro injekci, bezprostředně před použitím. Injekční roztoky a suspenze pro okamžité použití mohou být připraveny ze sterilních prášků, granulí a tablet, jak je zde popsáno.The composition comprising the vector of the present invention, alone or in conjunction with other antiviral compounds, may be formulated in a form suitable for parenteral administration, preferably intraperitoneal administration. The dosage form may include both aqueous and non-aqueous forms, isotonic sterile injectable solutions which may contain antioxidants, buffers, bacteriostats and solutes which render the dosage form isotonic with the blood of the intended recipient, and aqueous and non-aqueous sterile suspensions which may contain suspending agents, solvents, thickeners, stabilizers and preservatives. These dosage forms may be presented in unit doses or in multi-dose sealed containers, such as ampoules and vials, and may be stored in a freeze-dried (freeze-dried) state requiring only the addition of a sterile liquid carrier, for example water for injection, immediately prior to use. Ready-to-use injectable solutions and suspensions may be prepared from sterile powders, granules and tablets as described herein.
Vektor může být skladován v libovolném vhodném roztoku, pufru nebo v lyofilizované formě, je-li třeba. Výhodným skladovacím pufřem je Dulbecco's Phosphate Buffered Salině; Dulbecco's Phosphate Bufered Salině smísený s 1 až 50% roztokem trehalózy ve vodě (1:1), výhodně 10% roztokem trehalózy ve vodě (1:1), takže je výsledná koncentrace 5% trehalózy; Dulbecco's Phosphate Buffered Salině smísený s 1 až 50% roztokem glukózy ve vodě (1:1), výhodně 10% roztokem glukózy ve vodě (1:1), takže je výsledná koncentrace glukózy 5%; 20mM HEPES pufrovaný fyziologický roztok smísený s 1 až 50% roztokem trehalózy ve vodě (1:1), výhodně 10% roztokem trehalózy ve vodě (1:1), takže je výsledná koncentrace trehalózy 5% nebo Dulbecco's Phosphate Buffered Salině smísený s 1 až 50% roztokem mannitolu ve vodě (1:1), výhodně 5% roztokem mannitolu ve vodě (1:1), takže výsledná koncentrace mannitolu je 2,5%.The vector may be stored in any suitable solution, buffer, or lyophilized form, if desired. A preferred storage buffer is Dulbecco's Phosphate Buffered Saline; Dulbecco's Phosphate Bufered Saline mixed with a 1 to 50% trehalose in water (1: 1) solution, preferably a 10% trehalose in water (1: 1) solution, so that the final concentration is 5% trehalose; Dulbecco's Phosphate Buffered Saline mixed with a 1 to 50% glucose in water (1: 1) solution, preferably a 10% glucose in water (1: 1) solution, such that the final glucose concentration is 5%; 20mM HEPES buffered saline mixed with 1 to 50% trehalose in water (1: 1), preferably 10% trehalose in water (1: 1) so that the final trehalose concentration is 5% or Dulbecco's Phosphate Buffered Saline mixed with 1 to 1 A 50% solution of mannitol in water (1: 1), preferably a 5% solution of mannitol in water (1: 1) such that the final concentration of mannitol is 2.5%.
Léková forma, vhodná pro orální podání, může sestávat z kapalných roztoků, jako je účinné množství sloučeniny, rozpuštěné v rozpouštědle, jako je voda, fyziologický roztok nebo ovocná šťáva; kapsle, sáček nebo tablety, obsahující předepsané množství aktivní složky, v pevné formě nebo granulích; roztoky nebo suspenze ve vodné kapalině a emulze olej ve vodě nebo voda v oleji. Tabletové formy mohou obsahovat jednu nebo více z laktóza, mannitol, kukuřičný škrob, bramborový škrob, mikrokrystalická celulóza, arabská guma, želatina, koloidní oxid křemičitý, talek, stearát hořečnatý, kyselina stearová a jiná plnidla, barevné látky, ředidla, pufrační látky, zvlhčující činidla, konzervace, chuťové látky a farmaceuticky přijatelné nosiče.The dosage form suitable for oral administration may consist of liquid solutions, such as an effective amount of a compound dissolved in a solvent such as water, saline or fruit juice; capsules, sachets or tablets containing a prescribed amount of the active ingredient, in solid form or granules; solutions or suspensions in an aqueous liquid; and oil-in-water or water-in-oil emulsions. Tablet forms may contain one or more of lactose, mannitol, corn starch, potato starch, microcrystalline cellulose, acacia, gelatin, colloidal silica, talc, magnesium stearate, stearic acid and other fillers, coloring agents, diluents, buffering agents, wetting agents agents, preservatives, flavoring agents, and pharmaceutically acceptable carriers.
Pro podání inhalací mohou být také připraveny aerosolové lékové formy. Aerosolová léková forma může být umístěna v tlakovém přijatelném hnacím plynu, jako je dichlordifluormethan, propan, dusík a jim podobné.Aerosol dosage forms may also be prepared for administration by inhalation. The aerosol dosage form may be placed in a pressurized acceptable propellant such as dichlorodifluoromethane, propane, nitrogen and the like.
to ••toto toto toto·· »* totototo • · » to ©to to « ····· toto · • toto · * · » · » ·· ·« · to··· ·· ·· ··· ·· ··to •• this this this ··· * totototo • to the to to this to this to this to this to ·············· ·· ··
Lékové formy pro orální podání mohou obdobně zahrnovat formy pokroutek, které mohou obsahovat aktivní složku v chuťové složce, obvykle sacharóze a arabské gumě a tragantu; pastilek, které obsahují aktivní složku v inertním základu, jako je želatina a glycerin nebo sacharóza a arabská guma a ústních vod, které obsahují aktivní složku ve vhodném kapalném nosiči, rovněž jako krémů, emulzí, gelů a jim podobných, obsahujících, kromě aktivní složky ještě nosiče, známé v této oblasti techniky.Similarly, oral dosage forms may include curd forms, which may contain the active ingredient in the flavoring component, usually sucrose and acacia and tragacanth; pastilles comprising the active ingredient in an inert base such as gelatin and glycerin or sucrose and acacia and mouthwashes containing the active ingredient in a suitable liquid carrier, as well as creams, emulsions, gels and the like, containing, in addition to the active ingredient carriers known in the art.
Lékové formy pro místní použití mohou být ve formě krémů, pleťových mastí nebo pleťových vod.Topical dosage forms may be in the form of creams, lotions or lotions.
Lékové formy pro rektální podání mohou být ve formě čípků se vhodným základem, obsahujícím, například kakaové máslo nebo salicylát. Lékové formy, vhodné pro vaginální podání, mohou být pesary, tampóny, krém, gel, pasta, pěna nebo sprej ové lékové formy, obsahující kromě aktivní složky nosiče, které jsou známy v této oblasti techniky jako vhodné. Aktivní složka může být obdobně kombinována s lubrikantem, jako je povlak na kondomu.Dosage forms for rectal administration may be in the form of suppositories with a suitable base comprising, for example, cocoa butter or salicylate. Dosage forms suitable for vaginal administration may be pessaries, tampons, cream, gel, paste, foam or spray dosage forms containing, in addition to the active ingredient, carriers known in the art to be appropriate. Similarly, the active ingredient may be combined with a lubricant such as a condom coating.
Dávka, podávaná živočichovi, hlavně člověku, by měla být podle předkládaného vynálezu dostatečná pro vyvolání terapeutické odpovědi v infikovaném jedinci po přiměřený časový úsek. Dávka je určena podle síly příslušného vektoru, využívaného pro léčbu, rozsahu stavu nemoci, rovněž jako tělesné hmotnosti a věku infikovaného jedince. Velikost dávky bude také určena na základě existence jakýchkoliv nepříznivých postranních účinků, které mohou doprovázet použití konkrétního vektoru. Vždy je žádoucí, aby, pokud je to možné, byly nepříznivé vedlejší účinky udržovány na minimu.The dose administered to an animal, especially a human, according to the present invention should be sufficient to elicit a therapeutic response in the infected individual for a reasonable period of time. The dose is determined by the strength of the respective vector used for treatment, the extent of the disease state, as well as the body weight and age of the infected individual. Dose size will also be determined based on the existence of any adverse side effects that may accompany the use of a particular vector. It is always desirable to keep the adverse side effects to a minimum whenever possible.
Dávka může být v jednotkové dávkové formě, jako jsou tablety nebo kapsle. Termín Jednotková dávková forma“ je zde používán pro označení fyzikálně oddělených dávek, vhodných jako jednotkové nedělené dávky pro lidské i zvířecí subjekty, kde každá jednotka obsahuje předepsané množství vektoru, samotného nebo ve spojení s jinými antivirovými činidly, v množství, vypočteném jako dostatečné pro vyvolání požadovaného účinku ve spojení s farmaceuticky přijatelným plnidlem, nosičem nebo prostředkem. Specifikace jednotkových dávkových forem podle předkládaného vynálezu závisí na konkrétní sloučenině nebo sloučeninách, které jsou využívány a na účinku, kterého má být dosaženo, rovněž jako na farmakodynamice, spojené s každou sloučeninou u daného hostitele. Podávaná dávka by měla být v „antivirově účinném množství“ nebo v množství, nezbytném pro dosažení „účinné hladiny“ u jednotlivého pacienta.The dosage may be in unit dosage form, such as tablets or capsules. The term "unit dosage form" is used herein to refer to physically discrete doses suitable as unitary unitary doses for both human and animal subjects, each unit containing a prescribed amount of the vector, alone or in conjunction with other antiviral agents, in an amount calculated as sufficient to induce the desired effect in association with a pharmaceutically acceptable filler, carrier or composition. The specification of the unit dosage forms of the present invention depends upon the particular compound or compounds being employed and the effect to be achieved, as well as the pharmacodynamics associated with each compound in a given host. The dose administered should be in an "antiviral effective amount" or in an amount necessary to achieve an "effective level" in an individual patient.
I když „účinná hladina“ je používána jako výhodný konečný bod pro dávkování, skutečná dávka a dávkový režim se mohou měnit, v závislosti na rozdílech ve farmakokinetice mezi individuálními pacienty, distribuci léčiva a metabolizmu. „Účinná hladina“ může být φφφφ φφ «φφφ • φ φφφ φφφ φφAlthough the "effective level" is used as the preferred endpoint for dosing, the actual dose and dosage regimen may vary, depending on differences in pharmacokinetics between individual patients, drug distribution and metabolism. "Effective level" can be φφφφφφ «• φφφφφφφ
ΦΦ ΦΦΦ» • · · • Φ ΦΦΦΦΦΦ ΦΦΦ • • • •
Φ Φ · • · · ·· Φ·· * · ΦΦ Φ • Φ Φ • •
ΦΦΦ Φ Φ ΦΦ Φ Φ Φ
Φ Φ Φ ΦΦ Φ Φ Φ
ΦΦ ΦΦ například definována jako hladina v krvi nebo v tkáni, požadovaná u pacienta, která odpovídá koncentraci jednoho nebo více vektorů podle tohoto vynálezu, které inhibují virus, jako je HIV, v testu, prediktivní klinické antivirové aktivity těchto chemických sloučenin. „Účinná hladina“ pro sloučeniny podle předkládaného vynálezu se může také změnit, pokud jsou sloučeniny podle předkládaného vynálezu použity ve spojení se zidovudinem nebo jinými známými antivirovými sloučeninami nebo jejich kombinací.For example, defined as the blood or tissue level required in a patient that corresponds to the concentration of one or more vectors of the invention that inhibit a virus, such as HIV, in a test for the predictive clinical antiviral activity of these chemical compounds. The "effective level" for the compounds of the present invention may also change when the compounds of the present invention are used in conjunction with zidovudine or other known antiviral compounds or combinations thereof.
Odborník v této oblasti techniky je schopen snadno určit dávku, dávkový režim a způsob podání pro určitou lékovou formu používané sloučeniny, aby bylo dosaženo požadované „účinné hladiny“ u individuálního pacienta. Odborník v této oblasti techniky také snadno určí a použije vhodnou indikaci „účinné hladiny“ sloučenin podle předkládaného vynálezu buď přímou (např. chemickou analýzou) nebo nepřímou (např. náhradní íindikací virové infekce, jako je p24 nebo reverzní transkriptáza pro léčbu AIDS nebo chorob podobných AIDS) analýzou vhodných vzorků, odebraných pacientovi (např. krev a/nebo tkáň).One of skill in the art can readily determine the dosage, dosage regimen, and route of administration for a particular dosage form of the compound being used to achieve the desired "effective level" in an individual patient. One of ordinary skill in the art will also readily determine and use an appropriate indication of the "effective level" of the compounds of the present invention, either directly (e.g., by chemical analysis) or indirect (e.g., surrogate indication of viral infection such as p24 or reverse transcriptase for AIDS or related diseases). AIDS) by analyzing appropriate samples taken from the patient (e.g., blood and / or tissue).
Dále, s ohledem na určení účinné hladiny u pacienta pro léčbu AIDS nebo chorob podobných AIDS, jsou konkrétně k dispozici zvířecí modely, které byly rozsáhle začleněny do vyhodnocování in vivo účinnosti proti HIV v různých postupech genové terapie (Sarver et al. (1993b), výše). Tyto modely zahrnují myš, osla a kočku. I když tyto zvířecí modely nejsou přirozeně náchylné vůči HIV nemocem, chimérické modely myši (např. SCID, bg/nu/xid, NOD/SCID, SCID-hu, imunokompetentní SCID-hu, BALB/c s odebranou kostní dření), rekonstituované lidskými periferními krevními mononukleámími buňkami (PBMC), lymfatickými uzlinami, fetálními játry/brzlíkemnebo jinými tkáněmi mohou být infikovány vektorem nebo HIV a využívány jako modely pro HIV patogenezi a genovou terapii. Podobně může být využíván virus opičí imudodeficience (SIV) nebo oslí model, rovněž jako model viru imunodeficience lišek (FIV) nebo koček.In addition, in view of determining an effective level in a patient for the treatment of AIDS or AIDS-like diseases, animal models have been widely available that have been extensively incorporated into the in vivo efficacy evaluation against HIV in various gene therapy procedures (Sarver et al. above). These models include mouse, donkey and cat. Although these animal models are not naturally susceptible to HIV disease, chimeric mouse models (eg, SCID, bg / nu / xid, NOD / SCID, SCID-hu, immunocompetent SCID-hu, BALB / en bone marrow harvested) reconstituted with human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs), lymph nodes, fetal liver / thymus, or other tissues can be infected with vector or HIV and used as models for HIV pathogenesis and gene therapy. Similarly, the simian imudodeficiency virus (SIV) or donkey model can be used, as well as the fox or cat immunodeficiency virus model.
Tyto modely mohou být také využívány pro určení bezpečnosti vektoru pro postupy vyhodnocení vektorového systému v klinických postupech. Důležitou aplikací je použití těchto živočišných modelů pro biodistribuční studie. Transdukované buňky, výhodně, ale bez omezení na lidské buňky, obsahující vektor, jsou injikovány do jiného než lidského živočišného modelu a bezpečnost tohoto vektoru je určena na základě nepřítomnosti vektorového genetického materiálu v živočišné tkáni. Tato nepřítomnost vektorového genetického mateirálu v živočišné tkáni znamená, že se tento vektor autonomně nereplikuje bez přítomnosti helperu nebo divokého typu viru a tudíž může být pokládán zabezpečný pro klinické použití u člověka. Přítomnost vektoru v nepřítomnosti helperového vektoru nebo helperového viru může být pokládána za bezpečnostní riziko, pokud se neočekává, že se vektor replikuje autonomně. V případě, že se • · · · • · ··· · • · očekává, že vektory jsou schopné autonomní replikace, je však nutné určit jiná kriteria bezpečnosti, například neschopnost replikace v určitých tkáních nebo hladinu replikace v živočichovi. Přítomnost nebo nepřítomnost tohoto vektoru lze určit pomocí PCR nebo analýzou FACS, pokud testovaný vektor exprimuje markerový gen, který může být vizualizován pomocí FACS, ale není omezena na tyto způsoby detekce.These models can also be used to determine vector safety for vector system evaluation procedures in clinical procedures. An important application is the use of these animal models for biodistribution studies. Transduced cells, preferably but not limited to human cells containing the vector, are injected into a non-human animal model, and the safety of the vector is determined by the absence of vector genetic material in animal tissue. This absence of vector genetic material in animal tissue means that this vector does not autonomously replicate in the absence of helper or wild-type virus and can therefore be considered safe for clinical use in humans. The presence of a vector in the absence of a helper vector or helper virus can be considered a security risk unless the vector is not expected to replicate autonomously. However, when vectors are expected to be capable of autonomous replication, other safety criteria, such as inability to replicate in certain tissues or level of replication in an animal, need to be determined. The presence or absence of this vector can be determined by PCR or FACS analysis if the test vector expresses a marker gene that can be visualized by FACS but is not limited to these detection methods.
Obecně je množství vektoru, vhodné pro dosažení koncentrace podávaného ribozymu (nebo vektoru) v tkáni, výhodně od asi 5 pg/kg do asi 300 mg/kg tělesné hmotnosti na den, zvláště od asi 10 pg/kg do asi 200 mg/kg tělesné hmotnosti na den. V určitých aplikacích, např. místníh, oční nebo vaginální, jsou výhodné vícenásobné denní dávky. Kromě toho bude počet dávek záviset na způsobu dodání a konkrétním podávaném vektoru.Generally, the amount of vector suitable to achieve a concentration of the administered ribozyme (or vector) in the tissue is preferably from about 5 pg / kg to about 300 mg / kg body weight per day, particularly from about 10 pg / kg to about 200 mg / kg body weight. weight per day. In certain applications, e.g. topical, ocular, or vaginal, multiple daily doses are preferred. In addition, the number of doses will depend on the mode of delivery and the particular vector administered.
V léčbě některých jedinců infikovaných viry může být žádoucí použít „mega-dávkový“ režim, kdy je podána velká dávka vektoru, této sloučenině je ponechán čas pro působení a poté je jedinci podáno vhodné činidlo pro inaktivaci této aktivní sloučeniny (sloučenin). Při způsobu podle vynálezu (tj. replikaci vektoru v kompetici s virem, který je léčen) je tato léčba nezbytně omezena. Jinými slovy, jak se hladina, například HIV, snižuje, bude se snižovat také hladina vektoru závislého na HIV pro produkci virionů.In the treatment of some virus-infected individuals, it may be desirable to use a "mega-dose" regimen where a large dose of the vector is administered, allowing the compound time for action and then administering the appropriate agent to inactivate the active compound (s). In the method of the invention (i.e., replication of the vector in competition with the virus being treated), this treatment is necessarily limited. In other words, as the level, such as HIV, decreases, the level of HIV-dependent vector for virion production will also decrease.
Farmaceutický prostředek může obsahovat ve spojení s vektorem podle vynálezu jiné farmaceutické sloučeniny, pokud je použit pro terapeutickou léčbu AIDS. Tyto jiné farmaceutické sloučeniny mohou být použity jejich tradičním způsobem (tj. jako činidla pro léčbu HIV infekce), stejně jako konkrétně při selekci na crHIV viry in vivo. Tato zde popsaná selekce bude podporovat šíření podmíněně se replikujícího HIV a umožní podmíněně se replikujícímu HIV, aby účinněji soutěžil s divokým typem HIV, což bude nutně omezovat patogenicitu divokého typu HIV. Zejména se uvažuje, že může být využito antiretrovirové činidlo, jako je výhodně zidovudin. Další reprezentativní příklady těchto doplňkových farmaceutických sloučenin, které mohou být použity kromě shora popsaných, zahrnují antivirové sloučeniny, imunomodulátory, imunostimulanty, antibiotika a jiná činidla a léčebné režimy (včetně těch, které jsou označovány jako alternativní medicína), které mohou být využity pro léčbu AIDS. Antivirové sloučeniny zahrnují, ale bez omezení na, ddl, ddC, gancyklovir, fluorované dideoxynukleotidy, sloučeniny nenukleosidových analogů, jako je nevirapin (Shih et al., PNAS, 88,9878 až 9882 (1991)), TIBO deriváty, jako je R82 913 /White et al., Antiviral Research, 16,257 až 266 (1991)) a BI-RJ-70 (Shih et al., Am. J. Med., 90 (Suppl. 4A), 8S až 17S (1991)). Imunomodulátory a imunostimulancia zahrnují, ale bez omezení na ně, různé interleukiny, CD4, cytokiny, preparáty protilátek, krevní transfuze a buněčné transfuze.The pharmaceutical composition may contain, in conjunction with the vector of the invention, other pharmaceutical compounds when used for the therapeutic treatment of AIDS. These other pharmaceutical compounds can be used in their traditional manner (ie as agents for the treatment of HIV infection), as well as in particular for selection for crHIV viruses in vivo. This selection described herein will promote the proliferation of conditionally replicating HIV and allow the conditionally replicating HIV to compete more effectively with wild type HIV, which will necessarily limit the pathogenicity of wild type HIV. In particular, it is contemplated that an antiretroviral agent such as preferably zidovudine may be employed. Other representative examples of these additional pharmaceutical compounds that may be used in addition to those described above include antiviral compounds, immunomodulators, immunostimulants, antibiotics and other agents and treatment regimens (including those referred to as alternative medicine) that can be used to treat AIDS . Antiviral compounds include, but are not limited to, ddl, ddC, ganciclovir, fluorinated dideoxynucleotides, non-nucleoside analogue compounds such as nevirapine (Shih et al., PNAS, 88, 9878-9882 (1991)), TIBO derivatives such as R82 913 (White et al., Antiviral Research, 16,257-266 (1991)) and BI-RJ-70 (Shih et al., Am. J. Med., 90 (Suppl. 4A), 8S-17S (1991)). Immunomodulators and immunostimulants include, but are not limited to, various interleukins, CD4, cytokines, antibody preparations, blood transfusions, and cell transfusions.
·· ···· • · • · · ··· ···· · · · · · ·
Antibiotika zahrnují, ale bez omezení na ně, antiíungální činidla, antibakteriální činidla a činidla proti Pneumocystis carinii.Antibiotics include, but are not limited to, anti-fungal agents, antibacterial agents, and anti-Pneumocystis carinii agents.
Podání sloučeniny, inhibující virus, s jinými antiretrovirovými činidly a zejména se známými RT inhibitory, jako jsou ddC, zidovudin, ddl, ddA nebo jiné inhibitory, které účinkují proti jiným HIV proteinům, jako jsou anti-TAT činidla, bude obecně inhibovat většinu nebo všechna replikační stadia životního cyklu viru. Byla publikována dávkování ddC a zidovudinu, použitá u pacientů s AIDS nebo ARC. Virostatický rozsah ddC je obecně mezi 0,05 μΜ až 1,0 μΜ. Rozsah od 0,005 do 0,25 mg/kg hmotnosti těla je virostatický u většiny pacientů. Dávkové rozsahy pro orální podání jsou poněkud širší, například 0,001 až 0,25 mg/kg podané v jedné nebo více dávkách v intervalech 2,4, 6, 8 a 12 atd. hodin. Je výhodné, když je podáváno 0,01 mg/kg tělesné hmotnosti pacienta ddC každých 8 hodin. Pokud se jedná o kombinovanou terapii, může být tato další antivirová sloučenina například podávána současně s vektorem podle vynálezu nebo může být dávkování upraveno jak je třeba. Vektor může být také kombinován v prostředku. Pokud je použita kombinace, může být dávka každé složky nižší než když je užita samostatně.Administration of a virus inhibiting compound with other antiretroviral agents, and in particular with known RT inhibitors, such as ddC, zidovudine, ddl, ddA or other inhibitors that act against other HIV proteins, such as anti-TAT agents, will generally inhibit most or all replication stages of the virus life cycle. DdC and zidovudine dosages used in AIDS or ARC patients have been reported. The virostatic range ddC is generally between 0.05 μΜ and 1.0 μΜ. The range from 0.005 to 0.25 mg / kg body weight is virostatic in most patients. Dosage ranges for oral administration are somewhat broader, for example 0.001 to 0.25 mg / kg administered in one or more doses at intervals of 2.4, 6, 8 and 12, etc. hours. It is preferred that 0.01 mg / kg body weight of the patient be administered ddC every 8 hours. For combination therapy, the additional antiviral compound may, for example, be administered concurrently with the vector of the invention or the dosage may be adjusted as desired. The vector may also be combined in a composition. If a combination is used, the dose of each component may be lower than when taken alone.
Přehled orázků na výkresechOverview of stamps in the drawings
Obrázky IA až 1K jsou schematickými znázorněními konkrétních zlepšených podmíněně se replikujících vektorů, zahrnutých ve vynálezu: pNl (cPT), pNl (cPTc) ASenvGFP (464), pNl (cPT) ASenvGFP (452), pNl (cPT2) ASenvGFP, pNl (cPT) cGFP, pNl GFP (cPT) T, pNl (cPT) GFPTAR, pNl GFP (cPT) VT, pN2GFP, pN2ASenvGFP (418) apN2 (spe) ASenvGFP. Markerový gen pro zeleně fluoreskující protein (GFP) může být samozřejmě odstraněn před použitím vektoru ve zde popsaných aplikacích. Označení: Nl, minimální HIV odvozený vektor bez gag/pol sekvencí, ale s obalovací sekvencí z gag naznačuje, že gag' nebo gag a terminační kodon jsou umístěny asi 40 párů baží od AGT sekvence gag; N2, HIV-1 odvozený vektor, schopný exprese gag/pol sekvencí; AS, antisense; Asenv, env sekvence přítomná v antisense orientaci; gag, pol a env, sekvence kódující proteiny, které tvoří obal viru, reverzní transkriptázy, respektive obálky; tat, rev, rre a nef, další virové geny; cPTc, minimální střední polypyrimidinový úsek sekvence; cPT, středový polypyrimidinový úsek, obsahující velký inzert o 548 párech baží; cPT2, střední polypyrimidinový úsek, obsahující sekvenci 438 párů baží (neobsahuje gag sekvence jako jsou cPT); spe, gag/pol sekvence nejsou translatovány; GFP, kódující zeleně fluoreskující protein..Figures IA to 1K are schematic representations of particular improved conditionally replicating vectors included in the invention: pN1 (cPT), pN1 (cPTc) ASenvGFP (464), pN1 (cPT) ASenvGFP (452), pN1 (cPT2) ASenvGFP, pN1 (cPT) cGFP, pN1 GFP (cPT) T, pN1 (cPT) GFPTAR, pN1 GFP (cPT) VT, pN2GFP, pN2ASenvGFP (418) and pN2 (spe) ASenvGFP. Of course, the green fluorescent protein (GFP) marker gene can be removed before using the vector in the applications described herein. Indication: N1, a minimal HIV-derived vector without gag / pol sequences but with a gag coat sequence indicates that gag 'or gag and the stop codon are located about 40 pairs of bases from the AGT gag sequence; N2, an HIV-1 derived vector, capable of expressing gag / pol sequences; AS, antisense; Asenv, env sequence present in antisense orientation; gag, pol and env, sequences encoding proteins that make up the virus envelope, reverse transcriptase, and envelope, respectively; tat, rev, rre and nef, other viral genes; cPTc, minimal intermediate polypyrimidine stretch of sequence; cPT, a central polypyrimidine stretch containing a large 548 base pair insert; cPT2, a central polypyrimidine region containing a 438 base pair sequence (does not contain gag sequences such as cPT); the spe, gag / pol sequences are not translated; GFP, encoding a green fluorescent protein.
• · • · · ·• • •
Obrázek 2 popisuje DNA sekvence divokého typu HIV U5 RNA SEQ ID NO: 1 (A) a modifikovanou crHIV U5 RNA SEQ ID NO: 2 (B). Čísla označují počet baží od startu transkripce.Figure 2 describes DNA sequences of the wild-type HIV U5 RNA of SEQ ID NO: 1 (A) and the modified crHIV U5 RNA of SEQ ID NO: 2 (B). The numbers indicate the number of runs since the start of transcription.
Obrázek 3A až 3E znázorňuje účinky helperového vektoru na podmíněně se replikující vektor (cr) v poměru k titru produkovaného cr vektoru. Obrázek 3 A ukazuje molámí poměr 1 : 0,5 při výsledku s nej vyšším titrem pro pNl (cPTc) GFP; 3B a 3C ukazují molámí poměr 1 : 0,75, poskytující nejvyšší titr pro pNl (cPT) GFP a pNl (cPT2), resp. ASenvGFP a 3D a 3E ukazují molámí poměr 1 : 1,5 poskytující nyjvyšší titr pNlcGFP, resp. pN2cGFP. Tyto vektory jsou ukázány na obrázku 1, s výjimkou pNl (cPT)GFP, kde chybí antisense env sekvence a pNlcGFP a pN2cGFP, které mají inzertován cytomegalovirový (CMV) promotor pro expresi GFP. Tyto obrázky naznačují, že s dvojplazmidovým systémem bylo dosaženo podmínek pro produkci titrů nejméně 1,5 x 10 transdukěních jednotek na mililitr.Figure 3A to 3E depicts the effects of a helper vector on a conditionally replicating vector (cr) in relation to the titer of the cr vector produced. Figure 3 A shows a molar ratio of 1: 0.5 with the highest titer result for pN1 (cPTc) GFP; 3B and 3C show a molar ratio of 1: 0.75, providing the highest titer for pN1 (cPT) GFP and pN1 (cPT2), respectively. ASenvGFP and 3D and 3E show a molar ratio of 1: 1.5 giving the highest titers of pN1cGFP and respectively. pN2cGFP. These vectors are shown in Figure 1, with the exception of pN1 (cPT) GFP lacking the antisense env sequence and pN1cGFP and pN2cGFP having the inserted cytomegalovirus (CMV) promoter for GFP expression. These figures indicate that with a biplasmid system, conditions for producing titers of at least 1.5 x 10 transduction units per milliliter were achieved.
Obrázky 4A a 4B ukazují mapy dvou na HIV-2 založených podmíněně se replikujících vektorů: pSIcGFP a pS2cGFP. Označení pSI a pS2 označují přítomnost nebo nepřítomnost gag/pol sekvencí, jak jsou popsány shora pro pNl a pN2. Označení c znamená přítomnost CMV promotoru pro řízení exprese GFP.Figures 4A and 4B show maps of two HIV-2 based conditionally replicating vectors: pSIcGFP and pS2cGFP. PSI and pS2 designate the presence or absence of gag / pol sequences as described above for pN1 and pN2. The designation c indicates the presence of a CMV promoter to direct GFP expression.
Obrázek 5A a 5B znázorňuje účinky různých konstruktů helperového vektoru na zabalení pSIcGFP a pS2cGFP. Účinek různých molárních poměrů mezi helperovým vektorem a podmíněně se replikujícím vektorem byl testován společně s účinkem různých RRE na helperový vektor. Jak je uvedeno, použití poměru 1 : 1 helperového vektoru k podmíněně se replikujícímu vektoru bylo účinnější při produkci funkčních vektorových částic, než jiné použité poměry.Figure 5A and 5B depict the effects of various helper vector constructs on packaging of pSIcGFP and pS2cGFP. The effect of different molar ratios between the helper vector and the conditionally replicating vector was tested together with the effect of different RREs on the helper vector. As noted, the use of a 1: 1 ratio of the helper vector to the conditionally replicating vector was more effective in producing functional vector particles than the other ratios used.
Obrázky 6A až 6G popisují struktury různých konstruktů helperových vektorů: pVIRPAC-1, pVIRPAC-2, pVIRPAC-l.lRz, pVIRPAC-1.2, VirPacl.2Rz, pVIRPAC-1.2Rz2, and pVIRPAC-1.2RzIn, jak jsou zahrnuty v předkládaném vynálezu. Rz označuje přítomnost anti-U5 ribozymů, zatímco 1,1 a 1,2 označují helperový vektor, který má RRE odvozeno od HIV-1, případně od HIV-2.Figures 6A to 6G depict structures of various helper vector constructs: pVIRPAC-1, pVIRPAC-2, pVIRPAC-1.1Rz, pVIRPAC-1.2, VirPac1.2Rz, pVIRPAC-1.2Rz2, and pVIRPAC-1.2RzIn, as included in the present invention . Rz denotes the presence of anti-U5 ribozymes, while 1,1 and 1,2 denote a helper vector having RRE derived from HIV-1 and HIV-2, respectively.
Obrázek 7 znázorňuje vliv jednoho nebo více ribozymů na titry virového vektoru. PNl (cPT) GFP byl obalen v HeLa-tat buňkách v přítomnosti pVirPacl.2 (neobsahující žádné ribozymy), pVirPacl.2RzIn (obsahující jeden ribozym a intron), pVP1.2Rz (obsahující jeden ribozym) nebo pVP1.2Rz2 (obsahující dva ribozymy). Jak je uvedeno na grafu, přítomnost jednoho ribozymů (pVirPacl.2Rz) nebo ribozymů a intronu, určeného pro ovlivnění buněčného transportu helperové RNA (pVirPacl.2RzIn), neměla žádný průkazný účinek na titr vektoru. PCR analýzy titru vzorků spolu zabalených konstruktu helperového vektoru naznačily nízké • · • · · • · · · • · ···· • · · · · * · · · ®· ·Φ ··· ·· · · spolu-sbalování v přítomnosti ribozymu proti vysokému spoiu-sbalování v nepřítomnosti ribozymu. Indikátor “VirPac” může být také označován jako “VIRPAC” nebo jako “VP”.Figure 7 shows the effect of one or more ribozymes on viral vector titers. PN1 (cPT) GFP was enveloped in HeLa-tat cells in the presence of pVirPac1.2 (containing no ribozymes), pVirPac1.2RzIn (containing one ribozyme and intron), pVP1.2Rz (containing one ribozyme) or pVP1.2Rz2 (containing two ribozymes) ). As shown in the graph, the presence of a single ribozyme (pVirPac1.2Rz) or ribozymes and an intron designed to affect helper RNA cellular transport (pVirPac1.2RzIn) had no conclusive effect on the vector titer. PCR analyzes of the titer of the samples of the co-packaged helper vector constructs indicated low co-packaging in the helper vector. the presence of ribozymes against high spoiling in the absence of ribozymes. The “VirPac” indicator can also be referred to as “VIRPAC” or “VP”.
Obrázek 8 znázorňuje inhibiční účinek vektorů z pNl a pN2 serie na divoký typ replikace v T buňkách. T buňky byly nejprve transdukovány vektorem a potom infikovány divokým typem viru při mnohočetnosti infekce 0,1 se 100 % transdukovaných buněk. Replikace viru byla testována pomocí p24 ELIS A analýzy zachytávání antigenu. pN2ASenvGFP vykázal hlubokou inhibicí replikace divokého typu viru.Figure 8 shows the inhibitory effect of vectors from pN1 and pN2 series on wild-type replication in T cells. T cells were first transduced with the vector and then infected with wild-type virus at a multiplicity of infection of 0.1 with 100% transduced cells. Virus replication was tested using p24 ELIS A antigen capture analysis. pN2ASenvGFP showed profound inhibition of wild-type virus replication.
Obrázky 9A a 9B ukazují mohutnou inhibicí replikace divokého typu HIV vektory, založenými na pNl a pN2. Obrázek 9A ukazuje mohutnou inhibici divokého typu HIV v lidských T buňkách vektory pNlGFP(cPT) VT a pN2ASEnvGFP ve srovnání s kontrolními tumorovými buňkami po infekci divokým typen HIV. Obrázek 9A ukazuje podobné výsledky v T buňkách s pNl(cPT)ASenvGFP a pN2ASenvGFP.Figures 9A and 9B show robust inhibition of wild-type HIV replication with pN1 and pN2 based vectors. Figure 9A shows robust inhibition of wild-type HIV in human T cells by the pN1GFP (cPT) VT and pN2ASEnvGFP vectors as compared to control tumor cells after infection with wild-type HIV. Figure 9A shows similar results in T cells with pN1 (cPT) ASenvGFP and pN2ASenvGFP.
Obrázek 10A a 10B ukazuje vektory a jejich použití pro selekci transdukovaných buněk. Obrázek 10A ukazuje organizaci použitých vektorů, kde pNICMIG a pNIMCG obsahují interní CMV promotor, zatímco pNIMIG a pNIMIG-W exprimují MGMT geny prostřednictvím HIV LTR promotoru. Obrázek 10B ukazuje graf expanze SupTl buněk, transdukovaných se shora uvedenými vektory a selektované na základě BG a BCNU, jak je popsáno v příkladu 5 níže.Figure 10A and 10B show vectors and their use for selecting transduced cells. Figure 10A shows the organization of the vectors used where pNICMIG and pNIMCG contain an internal CMV promoter, while pNIMIG and pNIMIG-W express MGMT genes via the HIV LTR promoter. Figure 10B shows a graph of expansion of SupT1 cells transduced with the above vectors and selected on the basis of BG and BCNU as described in Example 5 below.
Obrázek 11, panely A až F, ukazují selekci transdukovaných primárních CD4+ buněk pomocí BG a BCNU. CD4+ buňky, transdukované s pN2MIG, byly kultivovány v 0; 0,5; 2,5; 10 a 10 pM BG (uvedeno na panelech A až F), s uvedenou koncentrací BCNU. Panel F dále ukazuje výsledky ředění transdukovaných buněk 1 : 5 s následným ošetřením 10 μΜ BG s uvedenými koncentracemi BCNU. Výchozí hladina 3 % GFP+ buněk na panelu F byla zvýšena nejméně 32násobně na 97% hladinu, která dosud nebyla in vitro pozorována.Figure 11, panels A to F, show selection of transduced primary CD4 + cells by BG and BCNU. CD4 + cells transduced with pN2MIG were cultured at 0; 0.5; 2.5; 10 and 10 pM BG (shown on panels A to F), with the indicated BCNU concentration. Panel F further shows the results of a 1: 5 dilution of transduced cells followed by treatment with 10 μΜ BG at the indicated BCNU concentrations. The baseline level of 3% GFP + cells in panel F was increased at least 32-fold to a 97% level that has not yet been observed in vitro.
Obrázek 12 ukazuje účinky ribozymů při ochraně před spolu-zabalením helperové RNA do vektorových preparátů. Supematanty, obsahující virus, byly extrahovány “boom” extrakcí a podrobeny digesci DNázou I, následovanou kvalitativní reverzní transkriptázovou-PCR (RT PCR) detekcí HIV-1 gag-pol oblasti, nacházejícíc se v helperovém konstruktu. Jak je patrné, přítomnost jednoho nebo dvou ribozymů v použitém konstruktu helperu (pVP 1.2Rz nebo pVPl .2Rz2) významně snížila množství současně sbaleného helperového vektoru vzhledem k ribozymu bez helperu (pV 1.2).Figure 12 shows the effects of ribozymes in protecting against co-packaging of helper RNA in vector preparations. Virus-containing supernatants were extracted by boom extraction and subjected to DNase I digestion, followed by qualitative reverse transcriptase-PCR (RT PCR) detection of the HIV-1 gag-pol region found in the helper construct. As can be seen, the presence of one or two ribozymes in the helper construct used (pVP1.2Rz or pVP1.2Rz2) significantly reduced the amount of co-packaged helper vector relative to the helper-free ribozyme (pVP1.2).
Obrázky 13A a 13B ukazují schopnost odstraňovat tumorové buňky z CD34+ kmenových buněk. Obrázek 13A ukazuje, že při MOI rovno 10, pNl (cPT) ASenvGFP transdukoval 98,52 % SupTl tumorových buněk po jednoduchém cyklu transdukce. Obrázek 13B ukazuje, že při transdukci CD34+ buněk nebyla zjevná významná transdukce po • · · · · • · · • · · φφ · · · jednoduchém cyklu transdukce. Významná transdukce byla pozorována terpve po třech cyklech transdukce. Označení: například 1/2/A. označuje 1 cyklus transdukce, MOI rovno 2 a přítomnost virových doplňkových proteinů na transdukovaném vektoru, zatímco například 3/50 znamená 3 cykly transdukce a MOI rovno 50.Figures 13A and 13B show the ability to remove tumor cells from CD34 + stem cells. Figure 13A shows that at an MOI of 10, pN1 (cPT) ASenvGFP transduced 98.52% of SupT1 tumor cells after a single cycle of transduction. Figure 13B shows that significant transduction was not evident in CD34 + cell transduction after a single transduction cycle. Significant transduction was observed after three cycles of transduction. Labeling: for example, 1/2 / A. indicates 1 cycle of transduction, an MOI of 2 and the presence of viral complement proteins on the transduced vector, while for example 3/50 means 3 cycles of transduction and an MOI of 50.
Obrázek 14A ukazuje struktury VSV-G divokého typu, RDI 14 divokého typu a chimérických obálkových proteinů s vyznačenými extracelulámími, transmembránovými a cytoplazmatickými doménami. Obrázek 14B ukazuje titry HIV-1 vektorů pseudotypo váných v HT1080 s různými obálkovými proteiny (VSV-G divoké typy, G virus vztekliny, divoký typ RD 114a RD114E, chimérické konstrukce VSV-G a RD114).Figure 14A shows the structures of wild-type VSV-G, wild-type RDI 14 and chimeric envelope proteins with designated extracellular, transmembrane and cytoplasmic domains. Figure 14B shows titers of HIV-1 vectors pseudotyped in HT1080 with various envelope proteins (VSV-G wild type, rabies G virus, wild type RD 114a RD114E, chimeric VSV-G and RD114 constructs).
Obrázky 15A až 15E jsou schematická znázornění specifických konstruktů obalovací linie, zahrnuté ve vynálezu: p (CGCRSRRE), p(TREtTApuro), p(BI-RevTat), p(EH-GP) a p(CMV-GP). Obrázek 15F ukazuje organizaci konstruktů VSV-G, závislých na rev.Figures 15A to 15E are schematic representations of specific envelope line constructs included in the invention: p (CGCRSRRE), p (TREtTApuro), p (BI-RevTat), p (EH-GP) and p (CMV-GP). Figure 15F shows the organization of rev-dependent VSV-G constructs.
Obrázek 16 ukazuje výtěžek pNl (cPT) GFP vektorů na zastoupené buňky před a po koncentraci v HeLa-tat buňkách. Jak je patrné, výtěžek se udržuje na přibližně 1O10 za každého souboru podmínek.Figure 16 shows the yield of pN1 (cPT) GFP vectors on represented cells before and after concentration in HeLa-tat cells. As can be seen, the yield is maintained at about 10 10 for each set of conditions.
Obrázek 17 ukazuje výsledky při použití systému Rev/RRE/CRS pro kontrolu exprese VSV-G.Figure 17 shows the results using the Rev / RRE / CRS system to control VSV-G expression.
Obrázek 18 ukazuje vliv zásobního pufru na výtěžek vektoru při skladování po 3 až 5 týdnů při různých teplotách. Jak je patrné, přítomnost 10 % trehalózy nebo 10 % glukózy buď v D-PBS nebo HBS poskytla dobré výtěžky vektoru při skladování buď při -20 °C nebo při -80 °C.Figure 18 shows the effect of stock buffer on vector yield when stored for 3-5 weeks at different temperatures. As can be seen, the presence of 10% trehalose or 10% glucose in either D-PBS or HBS gave good vector yields when stored at either -20 ° C or -80 ° C.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Předkládané vynalezené sloučeniny a způsoby jsou dále popsány v souvislosti s následujícími příklady. Tyto příklady slouží pro další ilustraci předkládaného vynálezu a nejsou zamýšleny jako omezení rozsahu vynálezu.The present inventive compounds and methods are further described in connection with the following examples. These examples serve to further illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the invention.
Příklad 1Example 1
Tento příklad popisuje sestrojení podmíněně replikačně kompetentních vektorů podle vynálezu. Tento příklad konkrétně popisuje sestrojení podmíněně se replikujících vektorů, založených na HIV, tj. crHIV vektorů.This example describes the construction of conditionally replication competent vectors of the invention. Specifically, this example describes the construction of conditionally replicating HIV-based vectors, i.e., crHIV vectors.
Jedním z nej nápadnějších aspektů HIV-1 patogeneze je produkce genetických variant viru. Rychlá produkce HIV variant in vivo nasvědčuje, že na tento virus můžeme nahlížet « « · · • · ··· · • 9 • 999 • · · ·One of the most striking aspects of HIV-1 pathogenesis is the production of genetic variants of the virus. The rapid production of HIV variants in vivo suggests that this virus can be viewed as “9” 999 • · · ·
9 999 v rámci Darwinovského genetického modelování (viz např. Coffin, Curr. Top. Microbiol. Immunol., 176,143 až 164 (1992) a Coffin, Science, 267,483 až 489 (1995)). Tyto varianty jsou výsledkem nepřesností molekuly reverzní transkriptázy HIV-1, která tvoří mutace v provirech, nově transkribovaných z virové genomové RNA. Proto za podmínek in vivo, charakterizovaných neexistencí významného krirického období a mnoha replikačními cykly, dochází k podstatnému stupni genetické variability s produkcí mnoha virových variant. Přesto však převládá divoký typ HIV, protože za takovýchto neomezených podmínek má nejvyšší selektivní výhodu. V přítomnosti inhibitoru, například zidovudinu, bude však selektována virová varianta, která je vybavena vyšší selektivní výhodou než divoký typ kmene, a následkem toho bude převládat (Coffin (1992) a (1995), výše). Na tomto základě předkládaný vynález poskytuje strategii podmíněně se replikujícího vektoru, která nabízí nepatogenní HIV-1 genomy se selektivní výhodou proti patogennímu HIV-1 divokého typu.9,999 in Darwin's genetic modeling (see, eg, Coffin, Curr. Top. Microbiol. Immunol., 176, 143-164 (1992) and Coffin, Science, 267, 483-489 (1995)). These variants are the result of inaccuracies of the HIV-1 reverse transcriptase molecule, which generates mutations in provers newly transcribed from viral genomic RNA. Therefore, under in vivo conditions, characterized by the absence of a significant critical period and many replication cycles, there is a substantial degree of genetic variability with the production of many viral variants. Nevertheless, the wild type of HIV prevails, because under such unlimited conditions it has the highest selective advantage. However, in the presence of an inhibitor, for example zidovudine, a viral variant will be selected which is provided with a higher selective advantage than the wild-type strain and as a result will prevail (Coffin (1992) and (1995) supra). On this basis, the present invention provides a conditionally replicating vector strategy that offers non-pathogenic HIV-1 genomes with a selective advantage over pathogenic wild-type HIV-1.
Tyto nepatogenní, podmíněně se replikující HIV (crHIV) vektory jsou defektní HIV, které podléhají replikaci a obalování pouze v buňkách, které jsou infikovány divokým typem HIV. Tyto crHIV genomy soutěží s divokým typem HIV a snižují jeho virovou zátěž. Uvedený účinek snižování virové zátěže divokým typem HIV v infikovaném hostiteli by měl vést ke zvýšení očekávané doby života. Měl by také snižovat schopnost infikovaného hostitele přenášet divoký typ HIV na neinfikováné jedince. Pro úspěšné soutěžení crHIV s divokým typem HIV-1 se zdají být důležité dva faktory: (1) selektivní výhoda crHIV genomů oproti genomům divokého typu HIV a (2) selektivní výhoda crHIV exprimuj ících buněk oproti buňkám, exprimuj ícím divoký typ HIV (tj. selektivní výhoda pro produkci crHIV virionů crHIV exprimuj ícími buňkami oproti buňkám, exprimuj ícím divoký typ HIV).These non-pathogenic, conditionally replicating HIV (crHIV) vectors are defective HIV that are subject to replication and envelope only in cells that are infected with wild-type HIV. These crHIV genomes compete with wild type HIV and reduce its viral load. This effect of reducing viral load of wild-type HIV in an infected host should lead to an increase in life expectancy. It should also reduce the ability of the infected host to transmit wild type HIV to uninfected individuals. Two factors seem important for successful competition of crHIV with wild-type HIV-1: (1) the selective advantage of crHIV genomes over wild type HIV genomes, and (2) the selective advantage of crHIV expressing cells over wild-type HIV expressing cells (i.e. a selective advantage for the production of crHIV virions by crHIV expressing cells over cells expressing wild-type HIV).
Tyto crHIV vektory se podmíněně replikují v důsledku skutečnosti, že obsahují sekvence, potřebné pro expresi RNA, dimerizaci a obalení, ale neexprimují funkční (tj. divokého typu) HIV-1 proteiny. Selektivní výhoda byla začleněna do těchto crHIV vektorů inzercí ribozymové kazety, která štěpí U5 oblast divokého typu HIV genomu, ale ne U5 oblast v RNA crHIV.These crHIV vectors are conditionally replicated due to the fact that they contain sequences required for RNA expression, dimerization and packaging but do not express functional (i.e., wild-type) HIV-1 proteins. A selective advantage has been incorporated into these crHIV vectors by inserting a ribozyme cassette that cleaves the U5 region of the wild-type HIV genome but not the U5 region in the crHIV RNA.
Ribozymy, přítomné ve vektorech, neštěpí crHIV RNA, protože U5 oblast crHIV RNA byla modifikována substitucí konzervovaných bází (substituce bází, přítomných v jiných HIV kmenech), aby bylo ribozymům zabráněno v účinné vazbě a štěpení těchto míst. Tyto crHIV jsou navíc nepatogenní, protože nekódují proteiny, o kterých se soudí, že jsou odpovědné za smrt CD4+ buněk. Pokud jsou HIV infikované buňky (které byly transfektovány s crHIV vektorem) aktivovány, stávají se schopnými komplementace crHIV genomových deficitů, čehož výsledkem je produkce vironů potomstva crHIV.The ribozymes present in the vectors do not cleave the crHIV RNA because the U5 region of the crHIV RNA has been modified by the substitution of conserved bases (substitution of bases present in other HIV strains) to prevent ribozymes from effectively binding and cleaving these sites. Moreover, these crHIVs are non-pathogenic because they do not encode proteins believed to be responsible for CD4 + cell death. When HIV-infected cells (which have been transfected with the crHIV vector) are activated, they become capable of complementing crHIV genomic deficits, resulting in the production of viral offspring of crHIV.
• ··· ·· · · • · · · · · to · · ···• ··· ·· · to · to · ···
Genomy crHIV byly obecně konstruovány z celé délky infekčního HIV klonu pNL4-3 (Adachi et al. (1986), výše). Všechny klonační reakce a DNA, RNA a proteinové manipulace byly provedeny použitím metod známých odborníkům, které byly v oboru popsány, například Maniatis et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2. vydání (Cold Spring Harbor Laboratory, NY (1982)). Enzymy a činidla, použité v těchto reakcích, byly získány od komerčních dodavatelů (např. New England Biolabs, lne., Beverly, Mass.; Clontech, Palo Alto, Calif., a Boehringer Mannhiein, lne., Indianopolis, Ind.) a byly použity podle doporučení výrobců. Udržování a propagace vektorů byly kromě toho prováděny způsoby, které jsou obecně známy, a které byly dříve popsány (např. Dropulič et al. (1992), viz výše, a Dropulič et al. (1993), výše).CrHIV genomes were generally constructed over the entire length of the infectious HIV clone pNL4-3 (Adachi et al. (1986), supra). All cloning reactions and DNA, RNA and protein manipulations were performed using methods known to those skilled in the art, for example, Maniatis et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Edition (Cold Spring Harbor Laboratory, NY (1982)) . The enzymes and reagents used in these reactions were obtained from commercial suppliers (eg, New England Biolabs, Inc., Beverly, Mass .; Clontech, Palo Alto, Calif., And Boehringer Mannhiein, Inc., Indianopolis, Ind.) And have been used according to manufacturers' recommendations. In addition, the maintenance and propagation of the vectors was carried out by methods that are generally known and previously described (eg, Dropulič et al. (1992), supra, and Dropulič et al. (1993), supra).
pNL4-3 byl štěpen enzymy Pst I (který štěpí v gag, v poloze asi +1000 od startu transkripce) a Xho I (který štěpí v nef, v poloze asi +8400 od startu transkripce) a byl vložen polylinker, obsahující vhodná restrikční místa. Fragment Bgl II až Bam HI 0,86 kb, obsahující element, citlivý na rev (RRE), byl klonován do Bam HI místa, přítomného v polylinkeru. Tyto manipulace měly za výsledek deleci genomu divokého typu HIV od míst v gag kódující oblasti do míst v U3 kódující oblasti (tj. tedy také deleci nef genu). Zatímco je tento vektor schopen produkovat zkrácený gag transkript, není celá délka funkčního Gag proteinu tímto vektorem produkována. Jelikož nejsou však funkce divokého typu Gag podle vynálezu nezbytné, mohou být gag sekvence mutovány, aby bylo zabráněno translaci Gag proteinu.pNL4-3 was digested with Pst I (which cleaves at gag, at about +1000 from the transcription start) and Xho I (which cleaves at nef, at about +8400 from the start of transcription) and a polylinker containing appropriate restriction sites was inserted . A 0.86 kb Bgl II to Bam HI fragment containing a reversible element (RRE) was cloned into the Bam HI site present in the polylinker. These manipulations resulted in the deletion of the wild-type HIV genome from sites in the gag coding region to sites in the U3 coding region (i.e. also a deletion of the nef gene). While this vector is capable of producing a truncated gag transcript, the full length of the functional Gag protein is not produced by this vector. However, since the wild-type Gag functions of the invention are not necessary, gag sequences may be mutated to prevent translation of the Gag protein.
Ribozymová kazeta, jak je zde popisována obsahující buď jeden nebo více ribozymů, byla inzertována do Sal I místa po směru od Bam HI místa. Aby bylo možno toto provést, byly syntetizovány sekvence ribozymů, kódujících komplementární deoxyoligonukleotidy, spojeny a potom klonovány do Sal I místa. Ribozymy, použité pro sestrojení crHIV vektorů, byly ribozymy typu „hammerhead“. Tyto ribozymy obsahovaly katalytickou doménu, složenou z 22 párů bází, a dvě hybridizační domény, obsahující každá 9 párů bází. Ribozymy byly zacíleny buď na místo +115 nebo +133 (tj. odpovídající počtu párů bází po směru od startu transkripce) sekvence U5 RNA. Hybridizační domény a katalytická doména (podtržené) ribozymů, namířených proti +115 místu a +133 místu jsou následující:A ribozyme cassette as described herein containing either one or more ribozymes was inserted into the Sal I site downstream of the Bam HI site. To do this, ribozyme sequences encoding complementary deoxyoligonucleotides were synthesized, linked, and then cloned into a Sal I site. The ribozymes used to construct crHIV vectors were hammerhead ribozymes. These ribozymes contained a catalytic domain composed of 22 base pairs and two hybridization domains containing 9 base pairs each. Ribozymes were targeted to either +115 or +133 (i.e., corresponding to the number of base pairs downstream of the start of transcription) of the U5 RNA sequence. The hybridization domains and the catalytic domain (underlined) of ribozymes directed against the +115 site and +133 site are as follows:
CACACACAACACTGATGAGGCCGAAAGGCCGAAACGGGCACA („+115 ribozym“) SEQ ID NO:3CACACACAACACTGATGAGGCCGAAAGGCCGAAACGGGCACA ("+115 ribozyme") SEQ ID NO: 3
ATCTCTAGTCTGATGAGGCCGAAAGGCCGAAACCAGAGTC („+133 ribozym“) SEQ ID NO:4 • · · · · ·ATCTCTAGTCTGATGAGGCCGAAAGGCCGAAACCAGAGTC ("+133 ribozyme") SEQ ID NO: 4
Ribozymová kazeta obsahovala buď jednoduchý, dvojitý nebo trojitý ribozym(y), tandemově uspořádané. Vektory obsahující buď jednoduché nebo trojité ribozymy mohou být snadno sestrojeny a cíleny na to samé místo U5 HIV RNA, v poloze +115. Vektory obsahující dvojité ribozymy mohou být snadno sestrojeny a cíleny buď na stejné místo v poloze +115 nebo na různá místa v polohách +115 a +133 U5 HIV RNA.The ribozyme cassette contained either single, double or triple ribozyme (s), arranged in tandem. Vectors containing either single or triple ribozymes can be readily constructed and targeted to the same U5 HIV RNA site, at position +115. Vectors containing double ribozymes can be readily engineered and targeted either to the same site at +115 or to different sites at +115 and +133 U5 of HIV RNA.
Aby byla dokončena konstrukce těchto vektorů, byla crHIV vektorům udělena rezistence vůči štěpení ribozymy (tj. pokud jsou ve formě RNA) mutováním místa, rozpoznávaného „hammerhead“ ribozymy, vyskytujícími se v U5 oblasti crHIV genomu. Aby bylo tohoto dosaženo, byl pro zavedení modifikovaných míst do vektoru použit dvojvláknový oligonukleotid (tj.In order to complete the construction of these vectors, crHIV vectors were given resistance to cleavage of ribozymes (i.e., if in the form of RNA) by mutating a site recognized by the hammerhead ribozymes occurring in the U5 region of the crHIV genome. To achieve this, a double-stranded oligonucleotide (i.e.
AAGCTTGCCTTGCGTGCTCAAAGTAGTGTGTGCCCACCTGTTGTGTGACTCTGGCAG CTAGAGATCCCACAGACCCTTTTAGTCAGTGTGGAAAATCTCTAGCAGTGGCGCC (SEQ ID NO: 13), obsahující substituce bází, znázorněné na obrázku 2 SEQ ID NO:2. Konkrétně byly substituce provedeny v místech hybridizace a štepění ribozymu v párech bází 115 a 133. Mutace byly provedeny zejména, jak je znázorněno na obrázku 2, v párech bází 113,114,132, 134 a 142. Tato místa mohou být modifikována, aby obsahovala libovolnou mutaci (tj. GTGTGCCCNNCTGTTGTGACTCTGGNANCTAGAGANC, kde N může být libovolným mutantním nukleotidem, SEQ ID NO: 14). Je výhodné, když je však tato sekvence mutována tak, že je například G substituováno A v poloze +113 (tj. tak, že tato sekvence obsahuje GTGTGCCCATCTGTTGTGACTCTGGTAACTAGAGATC, SEQ ID NO: 15), substituci U (tj. T v případě sekvence DNA) za C v místě +114 SEQ ID NO:5, substituci U (tj. T v případě sekvence DNA) za C v místě +132 SEQ ID NO:6, substituci A na G v místě +134 (tj. tak, že sekvence obsahuje GTGTGCCCGTCTGTTGTGACTCTGGTAGCTAGAGATC, SEQ ID NO: 16) a substituci U (tj. T v případě DNA) za A v místě +142, přičemž tyto mutace mohou být provedeny buď samotné nebo v kombinaci. Zejména v nepřítomnosti jiných mutací U5 substituce U (tj. T v případě sekvence DNA), v místě +114 na C v místě +114 SEQ ID NO:5 a/nebo v místě +132 SEQ ID NO:6 v crHIV US RNA zabraňuje jeho štěpení ribozymy (Uhlenbeck (1987), výše). Inzertované substituce bází jsou přítomny v různých jiných kmenech HIV (Myers et al., HIV Sequence Database, Los Alamos Nat. Lab. (1994)), což naznačuje, že tyto substituce nesnižují replikační kapacitu HIV genomu.AAGCTTGCCTTGCGTGCTCAAAGTAGTGTGTGCCCACCTGTTGTGTGACTCTGGCAG CTAGAGATCCCACAGACCCTTTTAGTCAGTGTGGAAAATCTCTAGCAGTGGCGCC (SEQ ID NO: 13), comprising the base substitutions shown in Figure 2, shown in Figure 2. Specifically, substitutions were made at the hybridization and ribozyme cleavage sites at base pairs 115 and 133. In particular, as shown in Figure 2, mutations were made at base pairs 113,114,132, 134 and 142. These sites may be modified to contain any mutation (i.e. GTGTGCCCNNCTGTTGTGACTCTGGNANCTAGAGANC, where N can be any mutant nucleotide, SEQ ID NO: 14). However, it is preferred that this sequence be mutated such that, for example, G is substituted by A at position +113 (i.e., such sequence comprises GTGTGCCCATCTGTTGTGACTCTGGTAACTAGAGATC, SEQ ID NO: 15), substitution U (i.e. T for DNA sequence) after C at site +114 of SEQ ID NO: 5, substitution of U (i.e., T for DNA sequence) after C at site +132 of SEQ ID NO: 6, substitution of A on G at +134 (i.e. it comprises GTGTGCCCGTCTGTTGTGACTCTGGTAGCTAGAGATC, SEQ ID NO: 16) and a U (ie T for DNA) substitution for A at +142, which mutations can be made either alone or in combination. In particular, in the absence of other U5 mutations, the U substitution (i.e., T for DNA sequence), at +114 to C at +114 of SEQ ID NO: 5 and / or at +132 of SEQ ID NO: 6 in crHIV US RNA prevents its cleavage by ribozymes (Uhlenbeck (1987), supra). Inverted base substitutions are present in various other strains of HIV (Myers et al., HIV Sequence Database, Los Alamos Nat. Lab. (1994)), suggesting that these substitutions do not reduce the replication capacity of the HIV genome.
Zde uvedený způsob může být využíván pro konstrukci jiných podmíněně se replikujících vektorů, například obsahujících různé virové genomy (např. různé RNA viry) nebo různá genetická antivirová činidla. Kromě toho může být podmíněně se replikující vektor dále »· 4441The method disclosed herein can be used to construct other conditionally replicating vectors, for example, containing different viral genomes (eg, different RNA viruses) or different genetic antiviral agents. In addition, the conditionally replicating vector may further be »4441
44
444 • · • 4 · 4 *«·« modifikován tak, aby hostitelské buňce, do které je tento vektor zabudován, poskytoval selektivní výhodu oproti hostitelské buňce, která obsahuje divoký typ viru. Tento vektor může být, například modifikován tak, aby také kódoval multispektrální rezistenci proti léčivům nebo proti mutované proteáze nebo reverzní transkriptáze.444 modified to give the host cell into which the vector is incorporated a selective advantage over the host cell containing the wild-type virus. The vector may, for example, be modified to also encode multispectral resistance to drugs or to a mutated protease or reverse transcriptase.
Tyto způsoby mohou být samozřejmě také využity pro konstrukci různých zde popsaných kontraktů helperového vektoru.Of course, these methods can also be used to construct the various helper vector contracts described herein.
Příklad 2Example 2
Tento příklad popisuje rezistenci vůči štěpení ribozymem podmíněně se replikujících vektorů, zejména crHIV vektorů.This example describes resistance to ribozyme cleavage of conditionally replicating vectors, particularly crHIV vectors.
Pro potvrzení rezistence crHIV vektorů proti ribozymovému štěpení byla provedena in vitro transkripce. Aby mohla být provedena, byly klonovány ribozymové sekvence v Xho I místě u pBluescript KSII (Stratagene, La Jolla, Calif.). Bgl II fragment o délce 0,21 kilobází párů (kb), obsahující mutovanou crHIV U5 oblast byl podobně vystřižen z crHIV vektoru a inzertován do Bam HI místa u pBluescript KSII. Výsledné modifikované pBluescript KS II vektory byly před in vitro transkripcí linearizovány s Bss HII. Podobný plazmid, exprimující divoký typ HIV U5 RNA (popsaný v Myers et al. (1994), výše), byl použit jako kontrola. Před in vitro transkripcí byl linearizován s Eco Rl.In vitro transcription was performed to confirm the resistance of crHIV vectors to ribozyme cleavage. To perform this, ribozyme sequences were cloned at the Xho I site of pBluescript KSII (Stratagene, La Jolla, Calif.). A 0.21 kilobase pair (kb) Bgl II fragment containing the mutated crHIV U5 region was similarly excised from the crHIV vector and inserted into the Bam HI site of pBluescript KSII. The resulting modified pBluescript KS II vectors were linearized with Bss HII prior to in vitro transcription. A similar plasmid expressing wild-type HIV U5 RNA (described in Myers et al. (1994), supra) was used as a control. It was linearized with Eco R1 prior to in vitro transcription.
Radioizotopicky značená U5 HIV RNA a ribozymová RNA byly získány in vitro transkripcí těchto vektorů, jak je popisováno (Dropulié et al. (192), výše). Izotopově značené transkripty byly společně inkubovány (při molámím poměru cíle k ribozymu 1:2) v IX transkripčním pufru, obsahujícím 40 mM Tris.HCl, pH 7,5,6 mM MgCl2,2 mM spermidinu a 10 mM MaCl. Vzorky byly ohřátý na 65 °C a poté ochlazeny na 37 °C na 5 minut před přidáním roztoku stop pufru, obsahujícího 95 % formamidu, 20 mM EDTA, 0,05 % Bromphenol Blue a 0,05 Xylen Cyanol FF. Produkty reakce byly poté rozděleny elektroforézou v polyakrylamidovém gelu (PAGE) v denaturujícím prostředí a detekovány autoradiografií.Radioisotopically labeled U5 HIV RNA and ribozyme RNA were obtained by in vitro transcription of these vectors as described (Dropulié et al. (192), supra). Isotopically labeled transcripts were co-incubated (at a molar ratio of target to ribozyme of 1: 2) in 1X transcription buffer containing 40 mM Tris.HCl, pH 7.5.6 mM MgCl 2 , 2 mM spermidine, and 10 mM MaCl. The samples were heated to 65 ° C and then cooled to 37 ° C for 5 minutes before adding a stop buffer solution containing 95% formamide, 20 mM EDTA, 0.05% Bromphenol Blue and 0.05 Xylene Cyanol FF. The reaction products were then resolved by polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) in a denaturing medium and detected by autoradiography.
Když byl divoký typ U5-HIV RNA inkubován s transkriptem, obsahujícím jednotlivý ribozym na místě +115, bylo pozorováno snadné štěpení. Výsledkem tohoto štěpení byly produkty PI a P2. Štěpení lze také pozorovat, pokud byl divoký typ HIV RNA inkubován s RNA, obsahující dvojité ribozymy buď na stejném místě nebo na různých místech. Pokud byl ribozym obsahující transkript směrovaný na dvě různá místa inkubován s divokým typem HIV RNA, byly produkovány produkty Pl, P2 a P3. P3 je výsledkem štěpení na místě +133.When wild-type U5-HIV RNA was incubated with a transcript containing a single ribozyme at +115, easy cleavage was observed. This cleavage resulted in PI and P2 products. Cleavage can also be observed when wild-type HIV RNA has been incubated with RNA containing double ribozymes either at the same site or at different sites. When a ribozyme containing a transcript directed to two different sites was incubated with wild-type HIV RNA, products P1, P2 and P3 were produced. P3 results from cleavage at +133.
Pro srovnání, když byla modifikovaná U5 obsahující crHIV RNA inkubována buď s jednotlivým ribozymem, směrovaným na místo +115 nebo dvojitým ribozymem, směrovaným • · · ·For comparison, when the modified U5 containing crHIV RNA was incubated with either a single ribozyme directed at +115 or a double ribozyme directed
buď na místo +115 nebo na místo +133, nebyly detekovány žádné štěpné produkty. Tyto výsledky tudíž potvrzují, že crHIV U5 RNA jsou rezistentní vůči ribozymovému štěpení, zatímco divoký typ HIV-U5 RNA je štěpen anti-U5 ribozymy. Tyto výsledky kromě toho potvrzují, že přístup podle předkládaného vynálezu může být využíván pro předávání selektivní výhody pro replikaci podmíněně se replikujícím vektorům (včetně vektorů jiných než vektory crHIV), když jsou introdukovány do hostitelské buňky, ve srovnání s divokým typem kmene viru.either at +115 or +133, no cleavage products were detected. Thus, these results confirm that crHIV U5 RNAs are resistant to ribozyme cleavage, whereas wild-type HIV-U5 RNA is cleaved by anti-U5 ribozymes. In addition, these results confirm that the approach of the present invention can be used to impart a selective advantage for replication to conditionally replicating vectors (including vectors other than crHIV vectors) when introduced into a host cell as compared to a wild-type virus strain.
Příklad 3Example 3
Tento příklad stručně popisuje klíčové kroky v produkci konstruktů helperového vektoru podle vynálezu. Pokud není uvedeno jinak, sekvence nukleových kyseliny, kódující různé retrovirové elementy, byly získány z veřejně dostupných zdrojů. Všechny popsané kroky vyžadovaly sekvenování celých kódujících oblastí pro všechny proteiny, aby byly odhaleny chyby a v případě potřeby provedeny opravy.This example briefly describes the key steps in the production of the helper vector constructs of the invention. Unless otherwise indicated, nucleic acid sequences encoding various retroviral elements were obtained from publicly available sources. All described steps required sequencing of the entire coding regions for all proteins to detect errors and make corrections if necessary.
Pro degeneraci tat sekvence a umožnění jejího zacílení pomocí anti-tat ribozymů byla použitím QuickChange kitu od Stratagenu mutována plazmidová pTAT, aby v anti-tat ribozymové kazetě byla zahrnuta cílová místa. Mutovaná tat sekvence byla následně klonována v expresním vektoru, založeném na pMG plazmidu od InvitroGen. Sekvence tat byla fúzována k IRES v prvnmí ATG pomocí Ncol místa. Vektor byl dále modifikován, aby obsahoval gen rezistence proti ampicilinu a SV40 počátek replikace.To degenerate the tat sequence and allow it to be targeted by anti-tat ribozymes, plasmid pTAT was mutated using the QuickChange kit from Stratagene to include target sites in the anti-tat ribozyme cassette. The mutated tat sequence was then cloned in an expression vector based on the pMG plasmid from InvitroGen. The tat sequence was fused to IRES in the first ATG using the NcoI site. The vector was further modified to contain the ampicillin resistance gene and the SV40 origin of replication.
Sekvence, obsahující elementy HIV-1 rev a RRE, byly získány vystřižením třetího exonu z rev společně s RRE z pNL4-3, a poté byly klonovány v pLITMUS38 plazmidu. Rev sekvence po nukleotid 208, která obsahuje druhý exon a část třetího exnu až do BamHI místa, byla sestrojena ze 3 syntetických nukleotidů pomocí ETR a PCR. PCR produt byl klonován v pUC18 a potom subklonován v pLIT/RRErev3. Tyto dvě části rev byly fúzovány pomocí QuickChange kitu. RRE z HIV-2 byla substituována za HIV-1 RRE a oba konstrukty byly klonovány v gag/pol/Rz vektoru. Degenerované rev sekvence byly také přímo použity pro subklonován! v obalovacím konstruktu pro vektory, jako je pVIRPac-2.The sequences containing the HIV-1 rev and RRE elements were obtained by cutting out the third exon from the rev together with the RRE from pNL4-3, and then cloned into the pLITMUS38 plasmid. The Rev sequence after nucleotide 208, which contains the second exon and part of the third exn up to the BamHI site, was constructed from 3 synthetic nucleotides by ETR and PCR. The PCR produt was cloned in pUC18 and then subcloned in pLIT / RRErev3. These two parts of the rev were fused using the QuickChange kit. The HIV-2 RRE was substituted for the HIV-1 RRE and both constructs were cloned in the gag / pol / Rz vector. The degenerate rev sequences were also directly used for subcloning! in a packaging construct for vectors such as pVIRPac-2.
Aby bylo degenerováno prvních 42 nukleotidů u gag, které jsou potřeba pro obalení a musí být částí vektorového plazmidu, byl BssHII/Spel fragment z pNL4-6 subklonován v pLITMUS38. Sekvence gag byla degenerována pomocí QuickChange kitu tak, že byly eliminovány všechny komponenty obalovacího signálu a před prvním ATG kodonem gag byl reinzertován HIV hlavní donor sestřihu. Degenerovaný gag byl subklonován v plazmidu pNgp, daru Dr. Conde, v poloze 5 'LTR, aby vznikla souvislá gag sekvence. Tento výsledný konstrukt * · ·9 »· · · ·· « ·· · stále obsahuje sekvence sestřihového akceptoru (SA) a sestřihového donoru (SD), použité pro expresi vif proteinu. Výsledkem tohoto sestřihu může být přítomnost ribozymové kazety v sestřižené mRNA, které je nežádoucí díky možnému rozštěpení sestřižené retrovirové (podmíněně se replikující) vektorové RNA a výslednému snížení titru obaleného transdukujícího vektoru. Překrývající se PCR byla použita pro mutování sekvencí SA a SD. PCR produkt byl inzertován a klonován v gag/pol konstruktu, s následnou inzercí anti-U5 ribozymové kazety a rev a RRE elementů.To degenerate the first 42 nucleotides of the gags that are required for packaging and must be part of the vector plasmid, the BssHII / SpeI fragment from pNL4-6 was subcloned in pLITMUS38. The gag sequence was degenerated using the QuickChange kit so that all of the envelope signal components were eliminated and the HIV major splice donor was reintroduced before the first gag ATG codon. The degenerate gag was subcloned in the plasmid pNgp, donated by Dr. Conde, at the 5 'LTR position to produce a contiguous gag sequence. This resulting construct still contains the splice acceptor (SA) and splice donor (SD) sequences used to express the vif protein. The result of this splicing may be the presence of a ribozyme cassette in the spliced mRNA, which is undesirable due to the possible splitting of the spliced retroviral (conditionally replicating) vector RNA and the resulting decrease in the enveloped transducing vector titer. Overlapping PCR was used to mutate SA and SD sequences. The PCR product was inserted and cloned in the gag / pol construct, followed by insertion of the anti-U5 ribozyme cassette and rev and RRE elements.
Obálkový protein env proteinu vesikulámí stomatitidy G (VSV-G) byl klonován do prvního NCS z pMG-tat vektoru, aby vznikla expresní obálková kazeta. Pro zjednodušení dalších klonačních kroků byl VSV-G klonován jako fragment s tupým koncem do BglII místa, vyplněného Klenowovou polymerázou. Tak vznikl konstrukt s SV40 začátkem replikace (ori). Pro dokončení obalovacích plazmidů jako helperových vektorů, byla subklonována rev sekvence v druhém MCS. Výsledný plazmid byl nazván pVIRPAC-2 (viz obrázek 6).Envelope stomatitis G env protein (VSV-G) was cloned into the first NCS from the pMG-tat vector to create an expression envelope cassette. To simplify further cloning steps, VSV-G was cloned as a blunt-ended fragment into a BglII site filled with Klenow polymerase. This resulted in a construct with SV40 origin of replication (ori). To complete the enveloping plasmids as helper vectors, the rev sequence in the second MCS was subcloned. The resulting plasmid was named pVIRPAC-2 (see Figure 6).
Aby z některých obalovacích plazmidů vznikly helperové vektory, byla gag/pol/Rz/RRE/rev kazeta subklonována v pMG-tat-G plazmidů (bez SV40 ori). Byly připraveny konstrukty s RRE buď z HIV-1 nebo z HIV-2 (pVIRPac-1,1 a l,2Rz na obrázku 6). Jako kontrola pro testování funkce ribozymů, byla ribozymová kazeta v konečném produktu, obsahujícím HIV-2 RRE, deletována, čímž vznikl pVIRPac-1,2. Nakonec pro otestování hypotézy, že umístění gag/pol RNA do sestřihového mechanizmu může zabránit štěpení retrovirové (podmíněně se replikující) vektorové genomové RNA, byl intron z β-globinu inzertován před SV40 póly A signál (pVIRPac-l,2RzIn). V jiných provedeních tohoto vynálezu je samozřejmě inzertovaný intron odvozen od HIV, výhodně od kompletního HIV intronu, u kterého bylo potvrzeno, že směruje RNA do buněčného sestřihového mechanizmu (např. spliceozom).In order to generate helper vectors from some enveloping plasmids, the gag / pol / Rz / RRE / rev cassette was subcloned in pMG-tat-G plasmids (without SV40 ori). RRE constructs were prepared from either HIV-1 or HIV-2 (pVIRPac-1.1 and 1.2Rz in Figure 6). As a control for ribozyme function testing, the ribozyme cassette in the final product containing HIV-2 RRE was deleted to give pVIRPac-1,2. Finally, to test the hypothesis that the placement of gag / pol RNA in the splicing mechanism may prevent cleavage of the retroviral (conditionally replicating) vector genomic RNA, the β-globin intron was inserted before the SV40 poles A signal (pVIRPac-1,2RzIn). In other embodiments of the invention, of course, the inserted intron is derived from HIV, preferably from a complete HIV intron that has been confirmed to direct RNA to a cellular splicing mechanism (eg, a spliceosome).
Příklad 4Example 4
Tento příklad popisuje účinnost různých konstruktů helperového vektoru. V těchto experimentech byly použity standardizované postupy produkce retrovirového vektoru přechodnou transfekcí. Megapreparáty plazmidové DNA byly připraveny použitím známých způsobů. Pro produkci viru byly 293T buňky transfektovány společně s plazmidy retrovirového vektoru a helperového vektoru metodou s použitím fosforečnanu vápenatého. Buněčné supernatanty byly spojeny přibližně 40 h po transfekci, filtrovány přes 0,45 pm filtry v injekčních stříkačkách a titrovány na HT1080 buňkách. Titr vektoru byl vypočten na základě jeho transdukční účinnosti, měřené průtokovou cytometrií 72 h po infekci. Pro výpočet titru byl • * · 4 » · ·This example describes the efficacy of various helper vector constructs. Standardized procedures for transient transfection production of the retroviral vector were used in these experiments. Plasmid DNA megapreparations were prepared using known methods. For virus production, 293T cells were transfected together with the plasmids of the retroviral vector and the helper vector using the calcium phosphate method. Cell supernatants were pooled approximately 40 h after transfection, filtered through 0.45 µm filters in syringes and titrated on HT1080 cells. The vector titer was calculated based on its transduction efficiency, measured by flow cytometry 72 h after infection. To calculate the titer, • * · 4 »· ·
I • * ·9 použit uzanční vzorec N*400000*, kde N je podíl transdukovaných buněk, 400000 je přibližný počet buněk v době infekce a F je zřeďovací faktor,I * * 9 used a formula N * 400000 *, where N is the proportion of transduced cells, 400000 is the approximate number of cells at the time of infection and F is the dilution factor,
Pro zvýšení bezpečnosti helperového vektoru snižováním možnosti tvorby RCV při rekombinaci s retrovirovým vektorem, odvozeným od HIV-1, byla do určitých konstrktů helperového vektoru inzertována anti-U5 ribozymová kazeta. Tento ribozym může stříhat a ničit retrovirovou vektorou RNA, pokud je zabalen společně do virionů. Je však také možné, že tento ribozym může také štěpit vektorovou RNA uvnitř produkčních buněk, čímž interferuje s produkcí viru. Pro další zvýšení bezpečnosti obsahovaly helperové konstrukty RRE-2 element pro další snížení pravděpodobnosti společného zabalení helperu a vektoru do virových částic. Tyto helpery byly použity pro zabalení pNl(cPT)GFP vektoru.To enhance the safety of the helper vector by reducing the possibility of RCV formation upon recombination with the HIV-1-derived retroviral vector, an anti-U5 ribozyme cassette was inserted into certain helper vector constructs. This ribozyme can cut and destroy the retroviral RNA vector when packaged together in virions. However, it is also possible that this ribozyme can also cleave vector RNA within production cells, thereby interfering with virus production. To further enhance safety, the RRE-2 helper constructs included an element to further reduce the likelihood of co-packaging of the helper and vector into viral particles. These helpers were used to package the pN1 (cPT) GFP vector.
Jak je znázorněno na obrázku 7, měla přítomnost ribozymu na helperovém konstruktu malý vliv na titr vektoru. Je důležité, že konstrukt helperu (pVirPacl,2RzIn), obsahující intron pro ovlivnění buněčného transportu helperové RNA mimo vektorovou RNA, neměla také významný vliv na titr vektoru. Titr vektoru, vytvořeného s tímto dvojplazmidovým systémem, je srovnatelný s titrem, získaným použitím helperového konstruktu pVirPacl.l, obsahujícího RRE1, vykázal asi 5násobně nižší obalovací účinnost. Inkorporace RRE-2 do helperového konstruktu tudíž nejenom zvýšila jeho bezpečnost snížením možnosti homologní rekombinace, ale také neočekávaně zvýšila účinnost obalení.As shown in Figure 7, the presence of ribozyme on the helper construct had little effect on the vector titer. Importantly, a helper construct (pVirPac1, 2RzIn) containing an intron to affect cellular transport of helper RNA outside the vector RNA also had no significant effect on the vector titer. The titer of the vector generated with this two plasmid system is comparable to that obtained using the helper construct pVirPac1.1 containing RRE1, which showed about 5-fold lower enveloping efficiency. Thus, incorporation of RRE-2 into a helper construct not only increased its safety by reducing the possibility of homologous recombination, but also unexpectedly increased the efficiency of the coating.
Příklad 5Example 5
Tento příklad testuje, zdaje exprese genu MGMT z mRNA, sestřižené s HIV-LTR, dostatečná pro účinnou selekci buněk, transdukovaných s MGMT, pomocí BG a BCNU. Obrázek 10A ukazuje použité vektory. Obrázek 10B ukazuje efektivní přežívání buněk a rozšíření v přítomnosti cytocidních koncentrací BG/BCNU. Označení jsou následující: M, MGMT; I, IRES; G, GFP; W, Woodchuckův postranskripční element, a C, CMV promotor. Všechny z těchto shora uvedených elementů byly klonovány v pNl vektoru, po směru od RRE elementu, takže ze sestřižené mRNA bude exprimován libovolný gen ve směru 3' k RR elementu, protože sestřihové akceptorové místo bylo umístěno v těsném sousedství místa inzerce tohoto genu. Obrázek demonstruje, že zatímco kontrolní buňky, netransdukované s lentivirovým vektorem („CGFP“), se ani nerozšiřují, ani nepřežívají, všechny vektory, exprimující MGMT, přežívají a rozšiřují se.This example tests whether MGMT gene expression from HIV-LTR spliced mRNA is sufficient to efficiently select MGMT-transduced cells by BG and BCNU. Figure 10A shows the vectors used. Figure 10B shows effective cell survival and spread in the presence of cytocidal BG / BCNU concentrations. The designations are as follows: M, MGMT; I, IRES; G, GFP; W, Woodchuck's post-transcriptional element, and C, CMV promoter. All of the above elements were cloned in the pN1 vector, downstream of the RRE element, so that any gene 3 'to the RR element would be expressed from the spliced mRNA, as the splice acceptor site was located adjacent the insertion site of that gene. The figure demonstrates that while control cells not transduced with the lentiviral vector ("CGFP") neither expand nor survive, all vectors expressing MGMT survive and spread.
Buňky, transdukované s pNICMIG, byly mrtvé po 14 týdnech, zatímco buňky, transdukované s pNIMCG, byly mrtvé po 21 týdnech. Je důležité, že buňky, transdukované « <·0 • * ··· · • * • ··· ·· ···· • · 0 0 • · 0 • 0 000 s pNIMIG a pNIMIG-W, zůstávaly živé po 29 týdnů, což naznačuje dlouhodobé přežívání buněk, transdukovaných s vektorem bez inzertovaného vnitřního promotoru.Cells transduced with pNICMIG were dead after 14 weeks, while cells transduced with pNIMCG were dead after 21 weeks. It is important that the cells transduced with <RTIgt; 0 </RTI> 0 * 0.000 with pNIMIG and pNIMIG-W remained viable for 29 days. weeks, indicating long-term survival of cells transduced with the vector without the inserted internal promoter.
Je překvapivé, že vektory, exprimující MGMT z RNA sestřižené k HIV-LTR, byly velmi účinně selektovány. Exprese MGMT neomezuje rozsah genové zátěže ani na MGMT ani na selekční geny. Tyto výsledky naznačují, že HIV-LTR promotorem v T buňkách může být exprimován libovolný gen. Podobné údaje byly získány u jiných než T buněk, což dokazuje, že exprese genů mRNA, sestřižené k HIV-LTR, může být použita pro expresi genů mnoha typů buněk.Surprisingly, vectors expressing MGMT from RNA spliced to HIV-LTR were very efficiently selected. Expression of MGMT does not limit the extent of gene burden to either MGMT or selection genes. These results indicate that any gene can be expressed by the HIV-LTR promoter in T cells. Similar data was obtained for non-T cells, demonstrating that expression of mRNA genes spliced to HIV-LTR can be used to express genes of many cell types.
Kromě toho, dvojcistronová povaha „MIG“ konstruktů dokazuje, že může být exprimováno více genů, když jsou vázány pomoci IRES. Příklady kromě shora uvedených zahrnují MGMT nebo jiné selekčně geny s chemokinem, interferonem nebo jiným genetickým antivirovým činidlem.In addition, the two-cistron nature of the "MIG" constructs demonstrates that multiple genes can be expressed when bound by IRES. Examples in addition to the above include MGMT or other selectable genes with a chemokine, interferon, or other genetic antiviral agent.
Příklad 6Example 6
Lidské CD4+ T buňky byly testovány na jejich citlivost vůči BG a BCNU. CD4+ buňky, zbavené CD14, byly vyčištěny z periferní krve s nebo bez mobilizace cytokinem. Tyto buňky byly kultivovány v 3 pg/ml PHA a 5 ng/ml IL-2 po dobu 5 až 7 dní před ošetřením BG a BCNU. Za příslušných podmínek v nepřítomnosti BFG a BCNU mohou být CD4+ buňky během 10 dnů v kultuře až lOOnásobně namnoženy. Testované dávky byly 0; 0,2; 0,5; 2; 5; 10; 20; 30 a 40 μΜ BG a 0,2, 5,10,20, 30 a 40 μΜ BCNU. Byla provedena serie třech experimentů.Human CD4 + T cells were tested for their sensitivity to BG and BCNU. CD14 + cells depleted of CD14 were purified from peripheral blood with or without cytokine mobilization. These cells were cultured in 3 µg / ml PHA and 5 ng / ml IL-2 for 5-7 days prior to BG and BCNU treatment. Under appropriate conditions in the absence of BFG and BCNU, CD4 + cells can be expanded up to 100-fold in 10 days in culture. The doses tested were 0; 0.2; 0.5; 2; 5; 10; 20; 30 and 40 μΜ BG and 0,2, 5,10,20, 30 and 40 μΜ BCNU. A series of three experiments was performed.
Obrázek 11 ukazuje reprezentativní výsledky shora zmíněných testů. Množení bylo sníženo na 20násobné po 10 μΜ BG a μΜ BCNU a na přibližně lOnásobné nebo menší při 20 μΜ nebo více BCNU. Ošetření CD4+ buněk BCNU nevedlo k opoždění růstu. Na rozdíl od SupTl buněk, použitých ve shora uvedeném příkladu, nejsou tedy CD4+ buňky citlivé na nízkou dávku samotného BCNU. To svědčí o větší MGMT expresi primárních CD4+ buněk, i když je očekávána variabilita exprese MGMT na základě variability mezi donory T buněk.Figure 11 shows representative results of the above tests. Propagation was reduced to 20 fold by 10 μΜ BG and μΜ BCNU and to about 10 fold or less at 20 μΜ or more BCNU. Treatment of CD4 + BCNU cells did not result in growth delay. Thus, unlike the SupT1 cells used in the above example, CD4 + cells are not susceptible to low dose BCNU alone. This suggests greater MGMT expression of primary CD4 + cells, although variability in MGMT expression based on variability among T cell donors is expected.
Přítomnost BG i BCNU, obou v množství 10 μΜ nebo vyšším, byla nej lepší pro senzibilizaci CD4+ buněk, zatímco stejné senzibilizace buněk bylo dosaženo při 0,5 μΜ BG a 15 μΜ nebo více BCNU. Zvyšování dávky BG nezvyšovalo počet usmrcených buněk, zatímco se zvyšující se dávkou BCNU se zároveň zvyšovala i toxicita pro CD4+ buňky.The presence of both BG and BCNU, both 10 μΜ or greater, was best for CD4 + cell sensitization, while the same cell sensitization was achieved at 0.5 μΜ BG and 15 μΜ or more BCNU. Increasing the dose of BG did not increase the number of cells killed, while increasing the dose of BCNU increased the toxicity to CD4 + cells.
Jak je uvedeno na obrázku 11, hladina selekce se obecně zvýšila 5násobně ze základní 20% hladiny na 100 %. V jednom experimentu se selekce zvýšila z 3 % na více než 90 %. Po φ « ·· • * ··φ · φφ ΦΦΦΦAs shown in Figure 11, the level of selection generally increased 5-fold from a baseline of 20% to 100%. In one experiment, the selection increased from 3% to more than 90%. Po φ «·· • * ·· φ · φφ ΦΦΦΦ
Φ ΦΦΦ φΦ ΦΦΦ φ
φ ► ♦ φ φ selekci a jednom týdnu bylo pozorováno 10 až lOOOnásobné namnožení; namnožení 20 ažφ ► ♦ φ φ selection and 10 to 100 fold multiplication was observed one week; multiplication 20 to
400násobné bylo pozorováno při 2,5násobku selekce, s průměrem 80násobného namnožení.400-fold was observed at 2.5-fold selection, with an average of 80-fold multiplication.
Příklad 7Example 7
Předchozí práce naznačuje korelaci mezi vyčištěním autotransplantátů kostní dřeně se zlepšeným přežíváním bez choroby po autologní transplantaci. Odstranění normálních T buněk z allotransplantátu bylo také použito pro snížení rizika imunitních reakcí mezi hostitelem a transplantátem. Obrázek 13A demonstruje účinnost transdukování tumorových buněk při jednom cyklu transdukce s použitím pNl(cPT)ASenvGFP. Obrázek 13B potvrzuje, že tumorové buňky mohou být selektivně a účinně usmrceny na rozdíl od CD4+ kmenových buněk, protože tyto posledně jmenované nevykazují významnou transdukci po jednom cyklu transdukce.Previous work suggests a correlation between cleansing bone marrow autoantrants with improved disease-free survival after autologous transplantation. Removal of normal T cells from the allograft was also used to reduce the risk of immune responses between the host and the transplant. Figure 13A demonstrates the efficiency of transducing tumor cells in a single transduction cycle using pN1 (cPT) ASenvGFP. Figure 13B confirms that tumor cells can be selectively and efficiently killed as opposed to CD4 + stem cells since the latter do not show significant transduction after one cycle of transduction.
Aplikace shora uvedeného na odstranění tumorových buněk z autologního štěpu kostní dřeně začíná kultivací kostní dřeně nebo sběrem periferních kmenových krevních buněk. CD34+ buňky jsou purifikovány na koloně CD34 protilátky a potom transdukovány podmíněně se replikujícím vektorem při MOI rovné 2 až 400 po dobu 2 až 16 hodin. Buňky se popřípadě inkubují v přítomnosti jednoho nebo více aktivačních faktorů, jako jsou cytokiny, s cílem buď asistované transdukce nebo udržování těchto buněk. Poté jsou buňky přeneseny do subjektu, který má být léčen.The application of the above to the removal of tumor cells from the autologous bone marrow graft begins with the cultivation of bone marrow or the collection of peripheral blood stem cells. CD34 + cells are purified on a CD34 antibody column and then transduced with a conditionally replicating vector at an MOI of 2 to 400 for 2 to 16 hours. The cells are optionally incubated in the presence of one or more activating factors, such as cytokines, for either assisted transduction or maintenance of these cells. Thereafter, the cells are transferred to the subject to be treated.
Schopnost podobně zasahovat T buňky v cizím štěpu používá podmíněně se replikujících vektorů v kombinaci s vysoce účinným stabilním protokolem transdukce, podobně jako v US patentové přihlášce čísla (teprve má být přiděleno), podané dne 31. srpna 2000 pod ě. spisu 397 zástupce 272 000 400, pro selektivní transdukci T buněk.The ability to similarly interfere with T cells in a foreign graft uses conditionally replicating vectors in combination with a highly efficient, stable transduction protocol, similar to US Patent Application Number (to be assigned) filed on August 31, 2000, below. No. 272 000 400, for selective T cell transduction.
Příklad 8Example 8
Obrázek 14, panel B, ukazuje účinné pseudotypování HIV-1 vektorů podle vynálezu s různými obálkovými proteiny.Figure 14, panel B, shows the effective pseudotyping of the HIV-1 vectors of the invention with various envelope proteins.
Stejné původní titry u lentivirového vektoru, pseudotypováného s VSV-G obálkovým proteinem, mohou být účinně zvýšeny purifikaci buď vysokorychlostní centrifugací nebo diafiltrací. Vektor pNl(cPT2)ASenvGFP byl obalen s pVirPacl.2Rz2. Následující tabulka ukazuje (a) celkový protein ve vzorku, (b) titr vektoru ve vzorku a (c) stupeň vyčištění vektoru od cizího materiálu ve vzorku.The same original titers in a lentiviral vector, pseudotyped with the VSV-G envelope protein, can be effectively increased by either high-speed centrifugation or diafiltration. The vector pN1 (cPT2) ASenvGFP was coated with pVirPac1.2Rz2. The following table shows (a) the total protein in the sample, (b) the titer of the vector in the sample, and (c) the degree of purification of the vector from foreign material in the sample.
·» ··«· • · • ··« • · • · * * · · • · · ·♦ ♦♦ 999 ·· ···«»· ♦♦ 999 · · ♦♦ 999
9 99 9
9 99 9
9 9 99 9 9
Β · * 9* 9
9999
Jak je vidět z tabulky, je obsah celkového proteinu ve vzorku supematantu vektoru po vyčiření od buněčných zbytků 3027 mg, zatímco titr vektoru je v tomto stadiu 5,9 x 106. Vzorek je poté koncentrován ultrafiltrací, přičemž je celkový obsah proteinu v tomto vzorku 722 mg a titr vektoru se zvýší na 8,2 x 107, při 61,7násobném stupni vyčištění. Po koncentraci ultrafiltrací je vzorek diafiltrován, přičemž dojde k dalšímu snížení celkového obsahu proteinu ve vzorku na 224 mg, za zvýšení titru vektoru na 6,8 x 108 na ml a 1650násobnému stupni vyčištění. Tím je dokázáno, že nevektorové cizí proteiny mohou být odstraněny a lentivirový vektor, který je pseudotypován s VSV-G, může být vyčištěn shora uvedeným způsobem.As can be seen from the table, the total protein content of the sample supernatant of the vector after clarification from cell debris is 3027 mg, while the vector titer at this stage is 5.9 x 10 6 . The sample is then concentrated by ultrafiltration, the total protein content of the sample being 722 mg and the vector titer increased to 8.2 x 10 7 , at a 61.7-fold purification degree. After concentration by ultrafiltration, the sample is diafiltered, further reducing the total protein content of the sample to 224 mg, increasing the vector titer to 6.8 x 10 8 per ml and 1650 times the degree of purification. This demonstrates that non-vector foreign proteins can be removed and the lentiviral vector that is pseudotyped with VSV-G can be purified as described above.
Shora uvedené skutečnosti mohou být využity ve spojení s vektory, produkovanými v Hela-tat buněčných liniích, poskytujících titry 1O10, jak je znázorněno na obr. 16.The above facts can be utilized in conjunction with vectors produced in Hela-tat cell lines giving 10 10 titers as shown in Figure 16.
Příklad 9Example 9
Alternativní helperové konstrukty pro pseudotypování podmíněně se replikujících vektorů byly vyvinuty umístěním VSV-G exprese pod kontrolu, závislou na Rev. Protože mRNA, obsahující RRE, nejsou exprimovány v nepřítomnosti Rev, bylo postulováno, že jsou defektní v důsledku přítomnosti cis represivních sekvencí (CRS), umístěných v genech gag/pol, pol a env. Bylo publikováno, že CRS vychytává mRNA v jádru, destabilizuje mRNA nebo brání mRNA v asociaci s ribozomy. Přítomnost CRS a Rev, umístěných in trans, kombinovaná se sestřihem mRNA, může tak být použita pro regulaci exprese genu.Alternative helper constructs for pseudotyping conditionally replicating vectors were developed by placing VSV-G expression under Rev-dependent control. Since RRE-containing mRNAs are not expressed in the absence of Rev, they have been postulated to be defective due to the presence of cis repressive sequences (CRS) located in the gag / pol, pol, and env genes. CRS has been reported to capture mRNA in the nucleus, destabilize mRNA, or prevent mRNA from associating with ribosomes. Thus, the presence of CRS and Rev, located in trans, combined with mRNA splicing can be used to regulate gene expression.
Systém Rev/RRE/CRS byl použit pro kontrolu VSV-G exprese způsobem závislým na Rev. Konstrukty helperu pro tento přístup obsahují 5' sestřihové donorové místo; HIV-2 RRE a 3' sestřihové akceptorové místo (výhodně pro tat/rev); CRS fragment z HIV-2 pol oblasti pro snížení pravděpodobnosti rekombinace s vektory, založenými na HIV-1, a popřípadě neindukovatelný promotor, jako je CNV okamžitý raný (immediate early, IE) promotor, místo libovolných indukovatelných promotorů. RNA, kódující VSV-G, i když produkuje bez indukce, je stále regulována přítomností Rev, protože pouze nesestřižená RNA může být exportována a exprimována v cytoplazmě bez Rev. Exprese VSV-G je stále zprostředkována pomocí Rev, protože Rev působí proti zadržování transkriptů v jádře, kontrolovanému sestřihem mRNA a CRS.The Rev / RRE / CRS system was used to control VSV-G expression in a Rev-dependent manner. Helper constructs for this approach include a 5 'splice donor site; HIV-2 RRE and 3 'splice acceptor site (preferably for tat / rev); A CRS fragment from the HIV-2 pol region to reduce the likelihood of recombination with HIV-1-based vectors, and optionally a non-inducible promoter, such as the CNV immediate early (IE) promoter, instead of any inducible promoters. The RNA encoding VSV-G, although produced without induction, is still regulated by the presence of Rev, since only the uncut RNA can be exported and expressed in the cytoplasm without Rev. VSV-G expression is still mediated by Rev because Rev counteracts the retention of transcripts in the nucleus, controlled by mRNA splicing and CRS.
·< *»·*· to ·· • · toto· ♦· ·· ·· to ♦ to »♦· • 9· ·· toto· to · • · to « « • ·· • to ·« to· · *<Toto toto toto toto 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 toto 9 to to 9 9 *
Je výhodné, když donorovým místem není syntetické 5' β-globinové sestřihové donorové místo, ale sestřihové donorové místo nativního HIV nebo analogu HIV. HIV-2 RRE je 280 bp fragment, obsahující jak HIV-2 RRE, tak i sestřihové akceptorové místo pro tat/Rev a CRS je 550 bp interní fragment sekvence HIV-2 pol. CRS a RRE elementy z HIV-2 mohou být připraveny pomocí PCR. Neomezující příklady takových helperových konstruktů zahrnují pCGCSRRE, pCGCRSRzRRE a další, uvedené na obrázku 15A až 15E. Konečné plazmidové konstrukty byly potvrzeny vícenásobnou digescí restrikčními enzymy. Zatímco pEH-GP a pCMV-GP jsou konstrukty, které konstitutivně exprimují gag-pol polyprotein, v případě potřeby mohou být použity i jiné promotory, včetně lentivirového nebo HIV promotoru.Preferably, the donor site is not a synthetic 5 'β-globin splice donor site, but a splice donor site of native HIV or an HIV analog. The HIV-2 RRE is a 280 bp fragment containing both the HIV-2 RRE and the tat / Rev splice acceptor site and the CRS is a 550 bp internal fragment of the HIV-2 sequence of the CRS and RRE elements from HIV-2 can be prepared using PCR. Non-limiting examples of such helper constructs include pCGCSRRE, pCGCRSRzRRE and others shown in Figures 15A to 15E. The final plasmid constructs were confirmed by multiple digestion with restriction enzymes. While pEH-GP and pCMV-GP are constructs that constitutively express a gag-pol polyprotein, other promoters, including a lentiviral or HIV promoter, may be used if desired.
Obrázek 17 ukazuje výsledky použití mnoha různých kombinací sestřihových donorů pro expresi VSV-G, závislou na Rev. Jak je ukázáno, má odstranění tetracyklinu za výsledek expresi, závislou na Rev.Figure 17 shows the results of the use of many different combinations of splice donors for VSV-G expression dependent on Rev. As shown, the removal of tetracycline results in Rev-dependent expression.
Další příklady kombinací sestřihových donorových míst, rovněž jako uzanční sekvence, jsou uvedeny níže. I když mohou být použity všechny, jsou výhodné HIV major, HIV-1 env, HIV-2 major a analogické kombinace sestřihových donorových míst.Further examples of combinations of splice donor sites, as well as recognition sequences, are provided below. While all may be used, HIV major, HIV-1 env, HIV-2 major and analogous combinations of splice donor sites are preferred.
UZANČNÍ SESTŘIHOVÝ DONOR: BETA-GLOBINOVÝ SESTŘIHOVÝ DONOR: HIV MAJOR SESTŘIHOVÝ DONOR :STANDARD EDITING DONOR: BETA-GLOBIN EDITING DONOR: HIV MAJOR EDITING DONOR:
HIV-1 ENV SESTŘIHOVÝ DONOR:HIV-1 ENV EDITOR DONOR:
HIV-2 ENV SESTŘIHOVÝ DONOR:HIV-2 ENV EDITOR DONOR:
HIV-2 MAJOR SESTŘIHOVÝ DONOR: ANALOGOVÝ SESTŘIHOVÝ DONOR:HIV-2 MAJOR EDITOR DONOR: ANALOGUE EDITOR DONOR:
NNNNAGGTAAGTNNN (SEQ ID NO:7) NGGGCAGGTAAGTAT (SEQIDNO:8) NNGACTGGTGAGTAN (SEQ ID NO:9) AAAGCAGTAAGTAGT (SEQ ID NO: 10) AGACAAGTGAGTAAG (SEQ ID NO:11) NNGAAGGTAAGTGCN (SEQ ID NO: 12) CTTCAGGGTGAGTTNN (SEQ ID NO: 13)NNNNAGGTAAGTNNN (SEQ ID NO: 7) NGGGCAGGTAAGTAT (SEQ ID NO: 8) NNGACTGGTGAGTAN (SEQ ID NO: 9) AAAGCAGTAAGTAGT (SEQ ID NO: 10) AGACAAGTGAGTAAG (SEQ ID NO: 11) NNGAAGGTAAGTGC NO: 13)
Příklad 10Example 10
Pro zjištění vhodných podmínek pro skladování vektorů před použitím byly testovány různé skladovací pufry a podmínky. Výsledky jsou uvedeny na obrázku 18. Možnost uchovávat vektory při -20 °C a ve farmaceuticky přijatelných pufrech, aniž by docházelo k významným ztrátám při opětném získání vektoru, má ohromnou výhodu pro udržování vektoru před použitím. Skladování může být také samozřejmě snadno prováděno při asi -80 °C, asi -20 °C a asi 4 °C v jiných farmaceuticky přijatelných prostředcích.Various storage buffers and conditions were tested to determine suitable storage conditions for the vectors before use. The results are shown in Figure 18. The ability to store vectors at -20 ° C and in pharmaceutically acceptable buffers without causing significant losses in vector recovery has a tremendous advantage in maintaining the vector before use. Of course, storage can also be readily performed at about -80 ° C, about -20 ° C, and about 4 ° C in other pharmaceutically acceptable compositions.
•Μ · ♦ ·· 94«· • · · * 4 ··· · « ♦ 4 « ·· 4«« •4 9 44 • 4• 94 · 94 · 94 * 94 94 * 4 · 4 4 ♦ 94 4 «4 4 44 44
4 ·4 ·
4 « « 4 44 «« 3 4
4« 49 •4 4«4 49 49 • 4 ««
PřikladliThey did
Tento příklad popisuje aminokyselinovou sekvenci chimérického HIV CTL epitopu pro použití vynálezu v praxi. Tato sekvence (SEQ ID NO: 18) obsahuje první methionin (M) pro iniciaci translace, následovaný různými souvislými podsekvencemi, odpovídajícími pl7, p24, pl5, Pol, Rev, gpl20env, gp41env, resp. nef.This example describes the amino acid sequence of a chimeric HIV CTL epitope for use in practice. This sequence (SEQ ID NO: 18) contains the first translation initiation methionine (M), followed by various contiguous sub-sequences corresponding to p17, p24, p15, Pol, Rev, gp120env, gp41env, respectively. nef.
MKIRLRPGGNKKYKLKHIVWASRELERFGSEELRSLYNTVAVLYCVHQMKIRLRPGGNKKYKLKHIVWASRELERFGSEELRSLYNTVAVLYCVHQ
KIEVKDTKEALDTENRNQESQNYPIVQNLGQMVHQALSPRTLNAWVKVIEEKAFSPEVIPMFSALSEGATPKIEVKDTKEALDTENRNQESQNYPIVQNLGQMVHQALSPRTLNAWVKVIEEKAFSPEVIPMFSALSEGATP
QDLNTMLNTVGGHQAAMQMLKATINEEAAEWDRLHPVHAGPIAPGQQDLNTMLNTVGGHQAAMQMLKATINEEAAEWDRLHPVHAGPIAPGQ
MREPRGTSTLQEQIAWMTNNPPIPVGEIYKRWIILGLNKIVRMYSPVSIMREPRGTSTLQEQIAWMTNNPPIPVGEIYKRWIILGLNKIVRMYSPVSI
FRDYVDRFYKTLRAEQATQEVKNWMTETLLVQNANPDCKTILKALLFRDYVDRFYKTLRAEQATQEVKNWMTETLLVQNANPDCKTILKALL
EDMMTACQGVGGPGHKARLVQEGHQMTCDCTERQANFGNFPQSRLEPTAPPEITLWQRPLVDTVLEDMNLVLVGPTPVNISPIETVPVKLGPKVKQWPLAEDMMTACQGVGGPGHKARLVQEGHQMTCDCTERQANFGNFPQSRLEPTAPPEITLWQRPLVDTVLEDMNLVLVGPTPVNISPIETVPVKLGPKVKQWPLA
LVEICTEMEKEGKISKIGPTVLDVGDAYFSVPLDEDFRKYTAFTIPSIWLVEICTEMEKEGKISKIGPTVLDVGDAYFSVPLDEDFRKYTAFTIPSIW
KGSPAIFQSSMTINPDIVIYQYMDDLYVDLEEGQHRTKIEELRQHLLRKGSPAIFQSSMTINPDIVIYQYMDDLYVDLEEGQHRTKIEELRQHLLR
WGFTTPDKKPIKLPEKESWLVGKLNWASQIYAGIKVKQLIITEEAELEWGFTTPDKKPIKLPEKESWLVGKLNWASQIYAGIKVKQLIITEEAELE
ILKEPVHGVYQIYQEPFKNLKTGDVKQLTEAVKJTTESIVIWPIQKETWILKEPVHGVYQIYQEPFKNLKTGDVKQLTEAVKJTTESIVIWPIQKETW
ETWWTEYWPLVKLWYQLEPIVGAETFYVDGAANKALQDSGLEVNIVETWWTEYWPLVKLWYQLEPIVGAETFYVDGAANKALQDSGLEVNIV
TDSQYALGIESELVSQUEQLLAWVPAHKGYEEAjEVIETAYFILKLLLWTDSQYALGIESELVSQUEQLLAWVPAHKGYEEAjEVIETAYFILKLLLW
KGEGAVISGWILNTYRVKGIRKNYAENLWVTVYYGVPVWKEATTTLFCASDAKAYDPNPQEKGEGAVISGWILNTYRVKGIRKNYAENLWVTVYYGVPVWKEATTTLFCASDAKAYDPNPQE
WLHEDIISLWDQSLKKLTPLCVTLNCSFNVTTLINTSYTLINCKSSTITWLHEDIISLWDQSLKKLTPLCVTLNCSFNVTTLINTSYTLINCKSSTIT
QACPKCKNVSTVQCRPWSTQLLLNGSLAEEDIVSIEINCTRPNNNTRKQACPKCKNVSTVQCRPWSTQLLLNGSLAEEDIVSIEINCTRPNNNTRK
KITLGPGRVLYTTGENNTLKQIVEKLREIKQFKPEIVMHSFNCGGEFFY «<· ·«KITLGPGRVLYTTGENNTLKQIVEKLREIKQFKPEIVMHSFNCGGEFFY «<· ·«
CNSTQLFLPCRIKQIINRWQEVGKAMYAPPIEGQIRCLSNITGVKIEPLGCNSTQLFLPCRIKQIINRWQEVGKAMYAPPIEGQIRCLSNITGVKIEPLG
VAPTKAKRRWQRRAIEAQQHLGIKQLQARVLAVERYLKDQQLLGITTVPWNASWWYIKIVAPTKAKRRWQRRAIEAQQHLGIKQLQARVLAVERYLKDQQLLGITTVPWNASWWYIKI
FIMIVGVLSIVNRVRQGYSPLSFQTHRLVDGFLTLLYHRLIDLLLIAKRFIMIVGVLSIVNRVRQGYSPLSFQTHRLVDGFLTLLYHRLIDLLLIAKR
GRRGWAALKYSLLNATAIAVDRVIEIVQRTCRAILHIPRRIRQGLERALGRRGWAALKYSLLNATAIAVDRVIEIVQRTCRAILHIPRRIRQGLERAL
LWPAIRERMVGFPVRPQVPLRPMTYKAAHDLSHFLKEKGGLEGLIYSQLWPAIRERMVGFPVRPQVPLRPMTYKAAHDLSHFLKEKGGLEGLIYSQ
KRQDILDLWVYHTQGFFPDWQNYTPGPGTRYPLCFGWCFKLVPVVLKRQDILDLWVYHTQGFFPDWQNYTPGPGTRYPLCFGWCFKLVPVVL
MWKFDSKLAFHHVARELHPEYFKDCPriklad 12MWKFDSKLAFHHVARELHPEYFKDCPexample 12
Tento příklad poskytuje souhrn provedení tohoto vynálezu, jak jsou popsána shora. Tento vynález zahrnuje podmíněně se replikující virový vektor, obsahující gen (nebo jinou nukleovou kyselinu), který má být exprimován, a jednu nebo více prvních nukleotidových sekvencí, přičemž se tento vektor (a) replikuje v hostitelské buňce pouze při komplementaci s divokým typem kmenem viru, helperovým virem nebo helperovým vektorem, z nichž každý je citlivý na přítomnost uvedené jedné nebo více prvních nukleotidových sekvencí; (b) je rezistentní na přítomnost uvedené jedné nebo více prvních nukleotidových sekvencí a (c) obsahuje jednu nebo více substitucí, inzercí nebo delecí, které snižují pravděpodobnost vzniku replikačně kompetentního vektoru.This example provides a summary of embodiments of the invention as described above. The invention encompasses a conditionally replicating viral vector comprising a gene (or other nucleic acid) to be expressed and one or more first nucleotide sequences, wherein the vector (a) replicates in the host cell only when complementing with a wild-type virus strain a helper virus or helper vector, each of which is susceptible to the presence of said one or more first nucleotide sequences; (b) is resistant to the presence of said one or more first nucleotide sequences; and (c) comprises one or more substitutions, insertions, or deletions that reduce the likelihood of a replication competent vector being formed.
Pro snížení pravděpodobnosti vzniku replikačně kompetentního vektoru poskytuje vynález vektory, které obsahují sekvence degenerované s ohledem na jednu nebo více sekvencí helperového konstruktu, obsahu nukleových kyselin hostitelské buňky nebo na jiných nukleových kyselin. Kromě toho helperové konstrukty pro použití ve spojení s těmito vektory pro jejich zabalení. Tyto helperové konstrukty mohou také obsahovat sekvence degenerované s ohledem na jednu nebo na více sekvencí vektoru, obsahu nukleových kyselin hostitelské buňky nebo jiných nukleových kyselin.To reduce the likelihood of a replication-competent vector, the invention provides vectors that contain sequences degenerate with respect to one or more helper construct sequences, host cell nucleic acid content, or other nucleic acids. In addition, helper constructs for use in conjunction with these vectors for packaging. These helper constructs may also contain sequences degenerate with respect to one or more vector sequences, host cell nucleic acid content, or other nucleic acids.
Vektory podle tohoto vynálezu mohou také obsahovat jednu nebo více sekvencí, které cílí na helperový konstrukt. Tyto sekvence obsahují genetická antivirová činidla a jsou výhodně (nebo kódují) ribozymy nebo antisense nukleovými kyselinami. Výhodné ribozymy a antisense sekvence jsou schopny se párovat na základě komplementarity bází s příslušnými cíly pomocíThe vectors of the invention may also contain one or more sequences that target a helper construct. These sequences comprise genetic antiviral agents and are preferably (or encode) ribozymes or antisense nucleic acids. Preferred ribozymes and antisense sequences are capable of pairing based on base complementarity with the respective targets by
*« ι·<ν • φ · • · φφφ ♦ φ φ φ • · φ «φ φφφ • φ · ·· φ φ • φ φ φ φ φ φ φ ·· φφ • φ φφ«· Φ φ φ φ φ φ · · · · · · · · · · · · φ φ φ φ φ φ φ
G-U párování bází, kromě standamího párování bází A-T, A-U a G-C. Helperové konstrukty podle vynálezu mohou obdobně také obsahovat sekvence stejného typu pro cílení na vektor.G-U base pairing, except for standard base pairing A-T, A-U, and G-C. The helper constructs of the invention may likewise also contain sequences of the same type for targeting the vector.
Helperové vektory podle vynálezu mohou také obsahovat jednu nebo více sekvencí, které ovlivňují umístění nebo buněčný transport RNA, exprimováných helperem, v porovnání s vektorem. Helperové vektory mohou například obsahovat intron, heterologní RRE v porovnání s vektorem, nebo heterologní sekvenci gag v porovnání s vektorem. Helperové vektory mohou také obsahovat degenerovanou gag a/nebo pol sekvenci(e) v porovnání s vektorem, takže je společná lokalizace těchto helperových a vektorových RNA méně pravděpodobná. Helperové vektory mohou také obsahovat sestřihová donorová místa, takže signály (sekvence) pro zabalení a pro RRE jsou z RNA odstraněny, aby bylo zabráněno jejich společné lokalizaci s vektorovými RNA. Tato sestřihová donorová místa mohou být také přítomna v helperových vektorech proto, aby došlo k různému transportu vektoru v porovnání s helperovým vektorem nebo s divokými typy virů.The helper vectors of the invention may also contain one or more sequences that affect the location or cellular transport of the RNA expressed by the helper as compared to the vector. For example, the helper vectors may comprise an intron, a heterologous RRE relative to the vector, or a heterologous gag sequence relative to the vector. Helper vectors may also contain degenerate gag and / or pol sequence (s) as compared to the vector, such that co-localization of these helper and vector RNAs is less likely. Helper vectors may also contain splice donor sites so that the packaging (and RRE) signals (sequences) are removed from the RNA to prevent their co-localization with the vector RNAs. These splice donor sites may also be present in helper vectors to effect different vector transport compared to the helper vector or wild-type viruses.
Helperové vektory podle tohoto vynálezu mohou být také schopny pseudotypizace vektorů podle vynálezu. Exemplární příklady zahrnují VSV-G, RDI 14, virus vztekliny, GALV a chimérické obálkové proteiny. Helperové vektory podle vynálezu jsou také výhodně odvozeny od viru, heterologního vzhledem k vektoru. Příkladem jsou helperové vektory, odvozené od HIV-2. Způsoby podle vynálezu zahrnují použití těchto helperových vektorů pro replikaci vektorů podle vynálezu. Exemplární vektory podle tohoto vynálezu zahrnují pNl a pN2 serie, uvedené na obrázku 1A až 1K, zvláště s odstraněním nebo se substitucí GFP sekvencí. Je výhodné, když si tyto vektory uchovají alespoň antisense sekvenci nebo sekvenci, obsahující cPT. Exemplární helperové konstrukty podle vynálezu zahrnují pVirPac sérii, jak je uvedeno na obrázku 6A až 6G, s ribozymy nebo bez nich.Helper vectors of the invention may also be capable of pseudotyping the vectors of the invention. Exemplary examples include VSV-G, RDI 14, rabies virus, GALV, and chimeric envelope proteins. The helper vectors of the invention are also preferably derived from a virus heterologous to the vector. An example is helper vectors derived from HIV-2. The methods of the invention include the use of these helper vectors for the replication of the vectors of the invention. Exemplary vectors of the invention include the pN1 and pN2 series shown in Figures 1A through 1K, particularly with removal or substitution of GFP sequences. Preferably, these vectors retain at least an antisense or cPT-containing sequence. Exemplary helper constructs of the invention include the pVirPac series as shown in Figure 6A to 6G, with or without ribozymes.
Všechny vektory a helpery podle vynálezu mohou být degenerovány, jak je popsáno shora, nebo v jiných částech konstruktů, pokud je nutno. Výhodná degenerace je vzhledem ke kodonům, výhodně používaným v lidských buňkách. Tyto vektory a helpery mohou mít rovněž chimérický charakter, takže jsou odvozeny od různých, přirozeně se vyskytujících, rovněž jako syntetických nukleových kyselin. Výhodné chimérické konstrukty obsahují jak HIV-1, tak i HIV-2 sekvence. Obzvláště výhodné vektory však jsou odvozeny od HIV-1 nebo kódují HIV-1 Tat protein. Jindy tyto vektory nekódují Tat protein, ale tento je dodáván helperovým vektorem, divokým typem viru nebo hostitelskou buňkou.All vectors and helpers of the invention may be degenerated as described above or in other parts of the constructs, if necessary. Preferred degeneration is relative to the codons, preferably used in human cells. These vectors and helpers may also be chimeric in nature, so that they are derived from a variety of naturally occurring as well as synthetic nucleic acids. Preferred chimeric constructs contain both HIV-1 and HIV-2 sequences. However, particularly preferred vectors are derived from HIV-1 or encode an HIV-1 Tat protein. Alternatively, these vectors do not encode a Tat protein, but this is delivered by a helper vector, a wild-type virus, or a host cell.
Vektory podle vynálezu také výhodně nekódují nebo neexprimují virové akcesorické proteiny. Tyto vektory mohou také obsahovat nukleovou kyselinu, která zmenšuje, minimalizuje nebo zabraňuje virové infekci, když je přítomna v hostitelské buňce, nebo dodává této buňceAlso, the vectors of the invention preferably do not encode or express viral accessory proteins. These vectors may also contain a nucleic acid that reduces, minimizes, or prevents viral infection when present in, or delivers to, the host cell.
99999999
9 9 • · 999 ·· ·· rezistenci proti toxickým činidlům. Příklady těchto nukleových kyselin zahrnují protein buněčného povrchu nebo neúplný CCR5 protein, výhodně CCR5Á32T protein. Jiné příklady zahrnují nukleové kyseliny, kódující rezistenci vůči léčivu nebo ěinidlu.poškozujícímu DNA, výhodně multispecifickou rezistenci vůči léčivům, nebo variantu MGMT, zvláště variantu G156A. Další příklady zahrnují nukleové kyseliny kódující transdominantní fenotyp. Exemplárním příkladem je transdominantní HIV-1 gag sekvence.9 9 • · 999 ·· ·· Resistance to toxic agents. Examples of such nucleic acids include cell surface protein or incomplete CCR5 protein, preferably CCR5A32T protein. Other examples include nucleic acids encoding a drug or DNA damaging agent, preferably a multispecific drug resistance, or a MGMT variant, particularly a G156A variant. Other examples include nucleic acids encoding a transdominant phenotype. An exemplary example is the transdominant HIV-1 gag sequence.
Vektory podle vynálezu mohou také obsahovat sekvence, napomáhající expresi heterologní sekvence. Exemplárním příkladem je izolační sekvence. Vektory mohou také obsahovat sekvenci, která zlepšuje transdukci vektoru do buněk. Exemplárním příkladem je zde popsaná sekvence o 545 párech bází, obsahující cPT, i když mohou být také použity menší nebo větší fragmenty, obsahující cPT. Vektory mohou rovněž obsahovat LTR pro expresi genů, rovněž jako nukleových kyselin, včetně LTR, modifikovaných ve zde popsaných vazebných místech pro transkripci. Tyto modifikované LTR jsou výhodně obsaženy v lentivirových vektorech. Způsoby podle vynálezu zahrnují použití těchto vektorů.The vectors of the invention may also contain sequences to aid expression of the heterologous sequence. An exemplary example is the isolation sequence. The vectors may also contain a sequence that enhances transduction of the vector into cells. An exemplary example is the 545 base pair sequence containing cPT described herein, although smaller or larger fragments containing cPT may also be used. The vectors may also contain LTRs for the expression of genes, as well as nucleic acids, including LTRs, modified at the transcription binding sites described herein. These modified LTRs are preferably contained in lentiviral vectors. The methods of the invention include the use of these vectors.
Vektory podle vynálezu mohou také exprimovat nejméně dva geny při použití vhodně umístěných sestřihových míst nebo IRES elementů. Vektory mohou být také zabaleny do virových částic s jedním nebo více chimérickými obálkovými proteiny, které stimulují cílové nebo hostitelské buňky pro transdukci. Kromě toho mohou být vektory zabaleny v buňkách, kde helperem je protein nebo tento helper obsahuje systém Rev/RRE/CRS pro regulaci exprese genů. Způsoby podle vynálezu zahrnují použití takových vektorů.The vectors of the invention may also express at least two genes using suitably positioned splice sites or IRES elements. The vectors may also be packaged into viral particles with one or more chimeric envelope proteins that stimulate target or host cells for transduction. In addition, the vectors may be packaged in cells where the helper is a protein or the helper comprises a Rev / RRE / CRS system for regulating gene expression. The methods of the invention include the use of such vectors.
Vektory podle vynálezu mohou být také použity pro selektivní usmrcení transdukovaných buněk ve spojení s podávaným činidlem, které normálně není pro netransdukované buňky toxické. Je výhodné, když tyto vektory účinkují spíše přes produkci molekuly nukleové kyseliny než proteinu. Exemplárním příkladem je produkce molekuly anti-MGMT antisense nebo ribozymové nukleové kyseliny. Způsoby podle vynálezu zahrnují použití takových vektorů.The vectors of the invention may also be used to selectively kill transduced cells in conjunction with an administered agent that is not normally toxic to non-transduced cells. It is preferred that these vectors act through the production of a nucleic acid molecule rather than a protein. An exemplary example is the production of an anti-MGMT antisense or ribozyme nucleic acid molecule. The methods of the invention include the use of such vectors.
Vynález také poskytuje způsoby pro skladování vektorů podle vynálezu.The invention also provides methods for storing vectors of the invention.
Všechny zde citované literární odkazy, včetně patentů, patentových přihlášek a publikací, jsou zde zahrnuty ve své celistvosti citací. Tak jak jsou zde použity, jsou všechny odborné termíny, zde prezentované v jednotném čísle, zamýšleny tak, aby zahrnovaly jak jednotné, tak i množné číslo.All references cited herein, including patents, patent applications, and publications, are incorporated herein by reference in their entirety. As used herein, all technical terms presented herein in the singular are intended to include both the singular and the plural.
I když byl tento vynález zde popsán s důrazem na jeho výhodná provedení, je odborníkům v této oblasti techniky zřejmé, že v těchto výhodných provedeních je možno •9 ♦ «·· • · • *·· ····While the present invention has been described herein with reference to preferred embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that in these preferred embodiments, it is possible to:
Φ · Φ* · připravit a provést změny a vynález lze prakticky aplikovat jinak, než jak je konkrétně zde popsáno. Předkládaný vynález je zamýšlen tak, aby tyto změny a jiná provedení zahrnoval. V souhlase s tím vynález zahrnuje všechny modifikace, obsažené v duchu a v rozsahu tohoto vynálezu, jak je definován v připojených patentových nárocích.The invention may be practiced otherwise than as specifically described herein. The present invention is intended to include these changes and other embodiments. Accordingly, the invention includes all modifications included within the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
Claims (22)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US66789300A | 2000-09-22 | 2000-09-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2003784A3 true CZ2003784A3 (en) | 2003-11-12 |
Family
ID=24680093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2003784A CZ2003784A3 (en) | 2000-09-22 | 2001-09-21 | Enhanced conditionally replicating vectors, processes of their preparation and their use |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1356070A2 (en) |
JP (1) | JP2004524813A (en) |
AU (1) | AU9307501A (en) |
CA (1) | CA2422544A1 (en) |
CZ (1) | CZ2003784A3 (en) |
IL (1) | IL154987A0 (en) |
NO (1) | NO20031293L (en) |
NZ (1) | NZ525283A (en) |
RU (1) | RU2301260C2 (en) |
WO (1) | WO2002024897A2 (en) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60235161D1 (en) | 2001-01-25 | 2010-03-11 | Virxsys Corp | METHODS AND COMPOSITIONS FOR IDENTIFICATION OF GEN-FUNCTION |
US20030026791A1 (en) * | 2001-03-27 | 2003-02-06 | Laurent Humeau | Conditionally replicating vectors for inhibiting viral infections |
AU2004270275B2 (en) * | 2003-09-09 | 2010-02-18 | Virxsys Corporation | Lentivirus vector-based approaches for generating an immune response to HIV humans |
FR2872170B1 (en) * | 2004-06-25 | 2006-11-10 | Centre Nat Rech Scient Cnrse | NON-INTERACTIVE AND NON-REPLICATIVE LENTIVIRUS, PREPARATION AND USES |
CN102858959B (en) | 2009-12-10 | 2016-02-24 | 渥太华医院研究院 | Oncolytic rhabdovirus |
KR102391725B1 (en) * | 2011-04-22 | 2022-04-28 | 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 | Adeno-associated virus virions with variant capsid and methods of use thereof |
EP2718427B1 (en) | 2011-06-08 | 2017-01-11 | Children's Hospital of Eastern Ontario Research Institute Inc. | Compositions for glioblastoma treatment |
AU2012320480A1 (en) * | 2011-10-05 | 2014-04-24 | Molmed Spa | Viral vectors purification system |
RU2488633C1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория медицинской биотехнологии" (ООО "ЛМБТ") | Expression plasmid vector for heterological expression of recombinant proteins, high-frequency integration and amplified amplification of expression cassette in cells of mammals, bicistronic messenger riziform, method of production of stable lines of producents of recombinant proteins using specified vector, method for production of recombinant proteins |
BR112015013669A2 (en) * | 2012-12-12 | 2017-11-14 | Childrens Hospital Of Eastern Ontario Res Institute Inc | compositions and methods for the treatment of brain cancers |
CN105658790A (en) | 2013-02-21 | 2016-06-08 | 东安大略研究所儿童医院有限公司 | Vaccine composition |
RU2548816C1 (en) * | 2013-12-16 | 2015-04-20 | Мамонтова Марина Васильевна | Method of extraction of microrna from biological fluids |
CR20180589A (en) * | 2016-05-13 | 2019-02-27 | 4D Molecular Therapeutics Inc | VARIANT CAPSULES OF ADENOASOCIATED VIRUSES AND METHODS OF USE OF THESE |
AU2018316166A1 (en) | 2017-08-07 | 2020-02-06 | The Regents Of The University Of California | Platform for generating safe cell therapeutics |
CN119552865A (en) * | 2019-07-23 | 2025-03-04 | 牛津生物医学(英国)有限公司 | Optimized production of lentiviral vectors |
WO2022066937A1 (en) * | 2020-09-23 | 2022-03-31 | Regents Of The University Of Minnesota | Immortalized keratinocytes, lentivirus for keratinocyte immortalization, and methods of use |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1651577A (en) * | 1995-11-28 | 2005-08-10 | 约翰斯·霍普金斯大学医学院 | Conditionally replicating viral vectors and their uses |
GB9803351D0 (en) * | 1998-02-17 | 1998-04-15 | Oxford Biomedica Ltd | Anti-viral vectors |
-
2001
- 2001-09-21 CZ CZ2003784A patent/CZ2003784A3/en unknown
- 2001-09-21 IL IL15498701A patent/IL154987A0/en unknown
- 2001-09-21 WO PCT/US2001/029976 patent/WO2002024897A2/en active IP Right Grant
- 2001-09-21 JP JP2002529492A patent/JP2004524813A/en active Pending
- 2001-09-21 EP EP01973503A patent/EP1356070A2/en not_active Withdrawn
- 2001-09-21 CA CA002422544A patent/CA2422544A1/en not_active Abandoned
- 2001-09-21 AU AU9307501A patent/AU9307501A/en not_active Withdrawn
- 2001-09-21 NZ NZ525283A patent/NZ525283A/en not_active IP Right Cessation
- 2001-09-21 RU RU2003111469/13A patent/RU2301260C2/en not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-03-20 NO NO20031293A patent/NO20031293L/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2002024897A9 (en) | 2003-03-20 |
NO20031293D0 (en) | 2003-03-20 |
IL154987A0 (en) | 2003-10-31 |
NZ525283A (en) | 2008-06-30 |
CA2422544A1 (en) | 2002-03-28 |
WO2002024897A3 (en) | 2003-07-31 |
WO2002024897A2 (en) | 2002-03-28 |
JP2004524813A (en) | 2004-08-19 |
EP1356070A2 (en) | 2003-10-29 |
NO20031293L (en) | 2003-05-14 |
AU9307501A (en) | 2002-04-02 |
RU2301260C2 (en) | 2007-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6410257B1 (en) | Methods to assay gene function with viral vectors | |
JP4384146B2 (en) | Conditionally replicating viral vectors and uses thereof | |
RU2301260C2 (en) | Viral vectors with condition-dependent replication and their using | |
US20040033595A1 (en) | Conditionally replicating vectors for inhibiting viral infections | |
US5885806A (en) | Methods to prepare conditionally replicating viral vectors | |
JP2007505130A5 (en) | ||
JP2007505130A (en) | Lentiviral vector-based approach for generating an immune response against HIV in humans | |
AU2001293075B2 (en) | Conditionally replicating viral vectors and their use | |
AU2002258639A1 (en) | Improved conditionally replicating vectors for inhibiting viral infections | |
AU2001293075A1 (en) | Conditionally replicating viral vectors and their use |