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DE19532651A1 - Viral vector compositions for treating viral infections - Google Patents

Viral vector compositions for treating viral infections

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Publication number
DE19532651A1
DE19532651A1 DE1995132651 DE19532651A DE19532651A1 DE 19532651 A1 DE19532651 A1 DE 19532651A1 DE 1995132651 DE1995132651 DE 1995132651 DE 19532651 A DE19532651 A DE 19532651A DE 19532651 A1 DE19532651 A1 DE 19532651A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hiv
provirus
strands
sequence
cells
Prior art date
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Ceased
Application number
DE1995132651
Other languages
German (de)
Inventor
Aloysius Dr Dickgreber
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication of DE19532651A1 publication Critical patent/DE19532651A1/en
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy

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Abstract

Viral vector composition for therapeutic use against viral infections, comprises: (a) single and/or double stranded proviral DNA molecules, consisting of adjacent genes of the infectious provirus, and/or fragments, into which at least 1 sequence adapted to form a hairpin or cross shaped structure has been integrated; or (b) double stranded DNA molecules consisting of adjacent genes of the infectious provirus, and/or fragments, in which 1 strand has a sequence adapted to form a hairpin structure, provided that the DNA molecules are produced by in vitro enzymatic methods and/or chemical synthesis, or by recombinant DNA techniques.

Description

Es ist bekannt, daß zu Beginn einer akuten Virusinfektion mit HIV zunächst bevorzugt CD4-T-Zellen befallen und getötet wer­ den. Die anschließende Immunantwort des noch intakten Immun­ systems besteht in der verstärkten Bildung von Antikörpern, CD4-T-Helferzellen, inflammatorischen CD4-T-Zellen und cytoto­ xischen CD8-T-Zellen. Durch diese Immunreaktion werden die meisten Viren effektiv aus dem Blut entfernt, so daß wenige neue Zellen befallen werden und die Erkrankung in die soge­ nannte asymptomatische Phase übergeht, die mehrere Jahre dau­ ert und im allgemeinen symptomfrei verläuft. Während der asym­ ptomatischen Phase wird jedoch die Zahl der CD4-T-Zellen stän­ dig verringert.It is known that at the beginning of an acute viral infection with HIV initially prefers to attack CD4-T cells and kill them the. The subsequent immune response of the still intact immune systems consists in the increased formation of antibodies, CD4-T helper cells, inflammatory CD4-T cells and cytoto xical CD8 T cells. Through this immune reaction, the most viruses are effectively removed from the blood, leaving few new cells are infected and the disease is called asymptomatic phase that lasts for several years and is generally symptom-free. During the asym ptomatic phase, however, the number of CD4 T cells dig decreased.

Sinkt deren Anzahl auf unter 500 pro µl, treten erste Symptome opportunistischer Infektionen auf. Wenn die Zahl der CD4-T- Zellen unter den kritischen Wert von 200 pro µl fällt, ergibt sich schließlich das Vollbild AIDS.If their number drops below 500 per µl, the first symptoms appear opportunistic infections. If the number of CD4-T Cells falls below the critical value of 200 per µl finally the full screen AIDS.

Die Vernichtung der CD4-T-Zellen während der chronischen In­ fektion läßt sich wie folgt erklären:The Destruction of CD4 T Cells During Chronic In fection can be explained as follows:

  • - In befallenen Wirtszellen werden neue Viren produziert und führen zu einem Platzen der Zellhülle.- New viruses are produced in infected host cells and cause the cell envelope to burst.
  • - Befallene Wirtszellen bilden Syncytien, die nicht mehr lebensfähig sind. - Affected host cells form syncytia that no longer are viable.  
  • - Durch platzende Wirtszellen werden auch viele Hüllproteine (gp120, gp41) freigegeben und von naiven T-Zellen aufge­ nommen. Dort werden die Hüllproteine intrazellulär in Bruchstücke zerlegt, diese Antigene werden extrazellulär am MHC-Komplex präsentiert und von CD8-T-Zellen (Killer­ zellen) erkannt, die die durch Virusprotein infizierten T- Zellen cytotoxisch zerstören.- Bursting host cells also make many coat proteins (gp120, gp41) released and absorbed by naive T cells taken. There the coat proteins are intracellularly in Fragments broken down, these antigens become extracellular presented at the MHC complex and by CD8 T cells (Killer cells) that recognize the T- infected by virus protein Destroy cells cytotoxically.
  • - Nicht infizierte CD4-T-Zellen, welche eine durch Virus­ protein infizierte CD4-T-Zelle erkennen, geben Cytokine aus der TNF-Familie an die infizierte Zelle mit zerstören­ der Wirkung ab.- Uninfected CD4 T cells, which are virus-infected Detect protein-infected CD4 T cells give cytokines from the TNF family to destroy the infected cell the effect.

Durch die ständige Zerstörung der CD4-T-Zellen aufgrund der beschriebenen Wirkungsmechanismen findet eine generelle Schwä­ chung der Immunabwehr statt. Die ständige Lymphozyten-Neu­ produktion bewirkt eine beschleunigte Alterung der Stammzellen im Knochenmark, so daß die Erzeugung von CD4-T-Zellen im Laufe der Zeit immer mehr abnimmt.Due to the constant destruction of CD4-T cells due to The mechanisms of action described have a general weakness immune defense instead. The constant lymphocyte new production causes an accelerated aging of the stem cells in the bone marrow, causing the generation of CD4 T cells in the course time is decreasing more and more.

Neben den CD4-T-Zellen zerstört HIV direkt auch die Thymus- Zellen, die Gehirnzellen und das lymphatische Gewebe, so daß die Immunabwehr zusätzlich geschwächt wird.In addition to the CD4 T cells, HIV also directly destroys the thymus Cells, the brain cells and the lymphoid tissue, so that the immune defense is further weakened.

Die bisherigen Strategien zur Bekämpfung der HIV-Stämme wollen entweder eine Immunisierung durch Impfung oder eine Suppres­ sion des HIV nach der Infektion bewirken.The previous strategies to fight HIV strains want to either immunization by vaccination or suppres effect of HIV after infection.

Immunisierung durch ImpfungImmunization through vaccination

  • - Impfung mit gentechnisch erzeugten Hüllproteinen rgp120,- vaccination with genetically engineered coat proteins rgp120,
  • - Impfung mit HIV-Hüllen,- vaccination with HIV cases,
  • - Impfung mit abgeschwächten Viren, z. B. mit Viren, denen das rev-Gen entfernt wurde, - Vaccination with weakened viruses, e.g. B. with viruses, the the rev gene has been removed  
  • - Impfung mit rekombinanten Vektoren zur Einschleusung von HIV-Hüllprotein-Genen in Wirtszellen des menschlichen Organismus,- Vaccination with recombinant vectors for the introduction of HIV coat protein genes in human host cells Organism,
  • - Impfung mit rekombinanten Vektoren zur Einschleusung von Genen, z. B. von Genen der cytotoxischen Cytokine in die Wirtszelle, die bei einer Infektion mit HIV zu irreversi­ blen Expression kommen,- Vaccination with recombinant vectors for the introduction of Genes, e.g. B. genes of cytotoxic cytokines in the Host cell that is too irreversible when infected with HIV blen expression come,
  • - Impfung mit gentechnisch hergestellten Vektoren zur Mani­ pulation der Lymphozyten-Stammzellen im Knochenmark, um die von den manipulierten Stammzellen produzierten Lympho­ zyten vor einer HIV-Infektion zu schützen.- Vaccination with genetically engineered vectors for mani lymphocyte stem cell population in the bone marrow the lympho produced by the manipulated stem cells to protect cytes from HIV infection.
Suppression des HIV nach der InfektionSuppression of HIV after infection

  • - Behandlung mit Basenanaloga (AZT und verwandte Medikamen­ te) zur Hemmung der reversen Transkription,- Treatment with base analogues (AZT and related drugs te) to inhibit reverse transcription,
  • - Behandlung mit Enzym- bzw. Protease-Blockern zur kompeti­ tiven irreversiblen Hemmung der Protease-Enzymaktivität (Saquinavire),- Treatment with enzyme or protease blockers for competi tive irreversible inhibition of protease enzyme activity (Saquinavire),
  • - Behandlung mit Ribozymen mit RNS-lytischer Aktivität zur Zerstörung der HIV-RNA bw. HIV-m RNA.- Treatment with ribozymes with RNA lytic activity for Destruction of HIV RNA or HIV-m RNA.

Nach den bisherigen Erfahrungen mit Impfstoffen ist davon auszugehen, daß die künstlich erzeugte Immunantwort aufgrund der hohen Mutationsrate des HIV wenig wirkungsvoll bleibt. Diese hohe Mutationsrate entsteht beim HIV durch die relativ häufig fehlerhafte Transkriptionsarbeit der reversen Trans­ kriptase. So wird etwa jedes 20.000. Nukleotid von der HIV-RNA fehlerhaft auf den DNA-Matrix-Strang transkribiert. Die DNA- Matrix wird von der reversen Transkriptase durch die Synthese des kodierenden DNA-Stranges komplementiert. Wird das daraus resultierende Provirus wieder aktiviert und exprimiert, ent­ stehen modifizierte Antigene, bei denen die Immungedächtnis­ leistung nicht mehr greift. An diese Mutanten können die ge­ bildeten Antikörper nicht mehr andocken und diese zur Erken­ nung für die zelluläre Immunantwort markieren. Die CD8-T-Zel­ len bzw. Makrophagen können diese Mutanten aufgrund der ausge­ schalteten molekularen Immunantwort dann nicht mehr vernich­ ten.According to previous experience with vaccines, this is one of them assume that the artificially generated immune response due the high mutation rate of HIV remains ineffective. This high mutation rate in HIV arises from the relative often incorrect transcription work of the reverse trans cryptase. So every 20,000 or so. Nucleotide from the HIV RNA incorrectly transcribed onto the DNA matrix strand. The DNA Matrix is made by the reverse transcriptase through synthesis of the coding DNA strand complemented. Will that be the result? resulting provirus reactivated and expressed, ent are modified antigens in which the immune memory  performance no longer applies. The ge no longer formed antibodies and used them for detection mark the cellular immune response. The CD8-T cell len or macrophages can these mutants due to the out then no longer destroyed molecular immune responses ten.

Gleichzeitig wird die zelluläre Immunantwort durch das Virus aber auch direkt unterdrückt.At the same time, the cellular immune response from the virus but also directly suppressed.

Die zelluläre Immunantwort wird im ersten Schritt aktiviert durch CD4-T-Helfer-Zellen, die Antigen-Kontakt hatten und daraufhin Interleukin 2 (IL-2) und Interferon-γ (IFN-γ) produ­ zieren.The cellular immune response is activated in the first step by CD4-T helper cells that had antigen contact and then interleukin 2 (IL-2) and interferon-γ (IFN-γ) produ adorn.

Für die zelluläre Immunantwort, nämlich die Bildung von CD8-T- Zellen und die Stimulation der Makrophagen-Bildung, ist dieses Signal, vermittelt durch IL-2 und IFN-γ, erforderlich. In der chronischen Phase (asymptomatische Phase) von HIV-Infektionen wird aber von den CD4-T-Helfer-Zellen nicht IL-2 und IFN-γ, sondern Interleukin 4 (IL-4) und Interleukin 10 (IL-10) produ­ ziert. Diese Signalstoffe stimulieren die B-Zellen zur Anti­ körper-Produktion, d. h. die vermehrte Bildung von CD8-T-Zel­ len wird unterdrückt. Durch die Wirkungslosigkeit der Antikör­ perreaktion aufgrund der hohen Mutationsrate des HIV, ins­ besondere seiner Hüllproteine, und der Fähigkeit des Virus, die zelluläre Immunantwort in Richtung einer Antikörperre­ aktion zu verschieben, wird die HIV-Infektion persistent.For the cellular immune response, namely the formation of CD8-T Cells and the stimulation of macrophage formation, this is Signal mediated by IL-2 and IFN-γ required. In the chronic phase (asymptomatic phase) of HIV infections but CD4-T helper cells do not produce IL-2 and IFN-γ, but interleukin 4 (IL-4) and interleukin 10 (IL-10) produ graces. These signal substances stimulate the B cells to anti body production, d. H. the increased formation of CD8-T cells len is suppressed. Due to the ineffectiveness of the antibody perreaction due to the high mutation rate of HIV, ins special of its coat proteins, and the ability of the virus to the cellular immune response towards an antibody postponing the action, the HIV infection becomes persistent.

Auch einer medikamentösen Behandlung mit AZT oder Saquinaviren wird auf Dauer wegen der hohen Mutationsrate des HIV vermut­ lich ein durchschlagender Erfolg versagt bleiben, da das Virus z. B. bereits AZT-resistente Stämme gebildet hat und zur Pro­ tease-Hemmung laufend neue Saquinavire entwickelt werden müs­ sen.Also drug treatment with AZT or saquinavirus is suspected in the long run because of the high mutation rate of HIV A resounding success has failed because the virus e.g. B. has already formed AZT-resistant strains and pro tease inhibition constantly new Saquinavire must be developed sen.

Bei einer erfolgversprechenden Strategie zur Entwicklung eines therapeutisch wirksamen Mittels gegen die HIV-1- und HIV-2- Stämme soll zunächst das in die humane DNA inkorporierte HIV- Provirus desaktiviert werden.With a promising strategy to develop a  therapeutically active agents against the HIV-1 and HIV-2 Strains should first of all include the HIV Provirus can be deactivated.

Dazu werden virale Vektoren verwendet, die aus Provirus DNA- Einzelsträngen oder Doppelsträngen bestehen, die aus voll­ ständigen und/oder Teilstücken benachbarter Gene des HIV zu­ sammengesetzt sind. In die Gene oder Gen-Teilstücke wird dabei mindestens eine spezielle Sequenz künstlich eingebaut, die zur Ausbildung einer sogenannten Haarnadelstruktur oder einer Kreuzstruktur führt.For this purpose, viral vectors are used which are made from Provirus DNA Single strands or double strands consist of full permanent and / or parts of neighboring genes of HIV are composed. In the genes or sections of genes artificially built in at least one special sequence that Formation of a so-called hairpin structure or Cross structure leads.

Der Einbau der durch RecA-Protein stabilisierten Einzelstrang­ stücke, wobei auch die Doppelstränge als Donoren für RecA- proteinfreie Einzelstränge fungieren, geschieht im ersten Schritt durch Anlagerung an den codierenden oder nicht codie­ renden, aufgrund der Transkriptionsaktivität entspiralisierten Strang des Provirus und wird im zweiten Schritt durch die Integrasereaktion vollendet.The incorporation of the single strand stabilized by RecA protein pieces, whereby the double strands as donors for RecA- protein-free single strands act in the first Step by attachment to the coding or non-coding render relaxed because of the transcription activity Strand of the provirus and is the second step through the Integra reaction completed.

Auf der Expressionsstufe der RNA kommt an den auch Loops oder Stopschleifen genannten Haarnadelstrukturen die RNA-Polymerase während des Transkriptionsprozesses zum Stillstand und disso­ ziiert von der DNA ab, bevor das Provirus vollständig trans­ kribiert ist.At the expression level of the RNA comes loops or Hairpin structures called stop loops, the RNA polymerase during the transcription process to a standstill and disso strikes off the DNA before the provirus is completely trans is written.

Wird die Haarnadel beispielsweise im env-Gen eines HIV-DNA- Stückes positioniert, das aus vpu- und env-Genen besteht, können die Hüllproteine gp120 und gp41 des HIV nach Einbau dieses DNA-Stückes von der Wirtszelle nicht mehr vollständig generiert werden. Das Virus kann die Zelle nicht mehr verlas­ sen. Auch wird der Organismus geschont, weil die Konzentration der andockfähigen Hüllproteinbruchstücke stark herabgesetzt wird.For example, if the hairpin is in the env gene of an HIV DNA Positioned, which consists of vpu and env genes, the envelope proteins gp120 and gp41 of HIV can be incorporated of this piece of DNA from the host cell is no longer complete to be generated. The virus can no longer read the cell sen. The organism is also protected because of the concentration of the dockable coat protein fragments greatly reduced becomes.

Platzt die Wirtszelle aber dennoch wegen der Überproduktion der Viruspartikel, denen die Hülle fehlt, weil die zur Stabi­ lisierung der Hüllmembran notwendigen funktionsfähigen Hüll­ proteine fehlen, so sind diese Viruspartikel der Immunantwort des Organismus ausgeliefert, da ohne gp41- und gp120-Hüll­ proteine die HIV-Partikel bzw. HIV-Bruchstücke nicht an die CD4-proteintragenden Zellen andocken können. Auf diese Weise kann weder eine Infektion gesunder Zellen erfolgen, noch kann die Immunabwehr durch Verschiebung der zellulären Immunantwort auf die antikörperbildende Antwort ausgeschaltet werden.However, the host cell bursts due to overproduction the virus particles that lack the shell because of the stabilization Functional envelope necessary for the envelope membrane  Proteins are missing, so these virus particles are the immune response of the organism, because without gp41 and gp120 envelope do not protein the HIV particles or HIV fragments to the Can dock CD4 protein-bearing cells. In this way infection of healthy cells cannot occur, nor can the immune defense by shifting the cellular immune response on the antibody-forming response.

Wird die Haarnadelstruktur im HIV-gag-Gen positioniert, so wird von der RNA-Polymerase der Wirtszelle das Gen der HIV- Kernproteine nur unvollständig gelesen, so daß es aufgrund der funktionsunfähigen Kernproteinbruchstücke weder zur Bildung der Kernhülle noch zur Bildung der äußeren Hülle kommen kann.If the hairpin structure is positioned in the HIV gag gene, see above the RNA polymerase of the host cell Kernel proteins read only incomplete, so that it is due to the inoperable core protein fragments neither for formation the core shell can still form the outer shell.

Die Transkription im eukaryontischen humanen Organismus wird von RNA-Pol (I), RNA-Pol (II) und RNA-Pol (III) durchgeführt. Da die RNA-Pol (II) den größten Teil der Transkriptionsarbeit leistet, dabei relativ unspezifisch auf Stop-Codons reagiert und oft weit über das Ziel (Stop-Codon) hinausläuft, sollten synthetische HIV-DNA-Teilstücke zum Einsatz gebracht werden, die mehrere Stopschleifen ausbilden können. Dadurch wird der RNA-Polymerasekomplex sicher zur Abdissoziation gebracht.The transcription in the eukaryotic human organism becomes performed by RNA-Pol (I), RNA-Pol (II) and RNA-Pol (III). Because the RNA Pol (II) does most of the transcription work performs, reacting relatively non-specifically to stop codons and often goes well beyond the goal (stop codon) synthetic HIV-DNA sections are used, that can form multiple stop loops. This will make the RNA polymerase complex safely brought to abdissociation.

Die nachfolgend beschriebenen medikamentösen HIV-DNA-Teil­ stücke, die in das HIV-Provirus-Genom integrieren, werden synthetisiert und vektoral dem Blut, der Lymphe oder der Ge­ hirnflüssigkeit zugeführt.The medicinal HIV-DNA part described below pieces that integrate into the HIV provirus genome synthesized and vectoral to blood, lymph or Ge brain fluid supplied.

Ein Beispiel für eine Sequenz, die nach Transkription die Bildung einer RNA-Stopschleife zur Folge hat, ist die Termina­ tionssequenz:An example of a sequence that is transcribed after the Formation of an RNA stop loop is the termina tion sequence:

(-GGGTCGGGCGGATTACTCGCCCGAAAAAAAA-)n(-GGGTCGGGCGGATTACTCGCCCGAAAAAAAA-) n

n = 1, 2, 3.n = 1, 2, 3.

Ein Beispiel für eine Sequenz, die in der DNA die Ausbildung einer Haarnadelstruktur ermöglicht, ist die folgende invers repetitive Sequenz:An example of a sequence that is training in DNA a hairpin structure, the following is inverse repetitive sequence:

-ACGCTA-CTCA-TAGCGT--ACGCTA-CTCA-TAGCGT-

Eine derartige Sequenz kann auch zur Bildung einer Kreuzstruk­ tur führen, wenn sie komplementiert im Doppelstrang auftritt.Such a sequence can also be used to form a cross structure lead if it occurs complementarily in the double strand.

Als Terminationssequenz ist vorzugsweise eine Sequenz vor­ zusehen, die mindestens einen Stop-Code, zwei selbstkomplemen­ täre Strangabschnitte zur Haarnadelstrukturbildung und einen 3′-endständigen homogenen Polynukleotidabschnitt, bevorzugt Polyuracilnucleotid, aufweist.A sequence is preferably present as the termination sequence watch at least one stop code, two compliments tary strand sections for hairpin structure formation and one 3'-terminal homogeneous polynucleotide section, preferred Polyuracil nucleotide.

In der nachfolgenden Tabelle werden einige mögliche therapeu­ tisch wirksame HIV-DNA-Teilstücke aufgeführt. Dabei ist zu beachten, daß die angegebenen Virusgene, z. B. das env- oder pol-Gen, keine vollständigen Gene sein müssen, sondern auch Gen-Teilstücke sein können.The following table shows some possible therapies effective HIV-DNA sections listed. It is too note that the specified virus genes, e.g. B. the env- or pol gene, need not be complete genes, but also Gen sections can be.

Die Lage der in die Gene oder Gen-Teilstücke eingesetzten haarnadelbildenden Sequenzen ist im Schaubild jeweils durch einen senkrechten Balken veranschaulicht.The location of the inserted in the genes or gene sections hairpin-forming sequences is shown in the diagram illustrates a vertical bar.

Codierende HIV-DNA-Einzelstrangstücke mit haarnadelbildenden Sequenzen sind als α-Stücke, nicht codierende, dazu komplemen­ täre Einzelstrangstücke ohne haarnadelbildende Sequenzen als β-Stücke, codierende HIV-DNA-Einzelstrangstücke ohne haarna­ delbildende Sequenzen als α′-Stücke und nicht codierende, dazu komplementäre Einzelstrangstücke mit haarnadelbildenden Se­ quenzen als β′-Stücke bezeichnet.Coding HIV-DNA single strand pieces with hairpin forming Sequences are as α-pieces, non-coding, complementary to them tary single strand pieces without hairpin forming sequences as β-pieces, coding HIV-DNA single-strand pieces without Haarna del-forming sequences as α'-pieces and non-coding, as well complementary single strand pieces with hairpin-forming Se sequences called β'-pieces.

Die Länge und Zusammensetzung der HIV-DNA-Stücke werden zweck­ mäßigerweise so gewählt, daß ihre Integration in das Provirus­ genom im transkriptionsaktiven Bereich optimiert ist.The length and composition of the pieces of HIV-DNA are used moderately chosen so that their integration into the Provirus genome is optimized in the transcription-active area.

Zur kombinierten Anwendung können beispielsweise kommen α- und β-Stücke, α′- und β′-Stücke sowie α- und β′-Stücke.For example, α- and β pieces, α′- and β′-pieces as well as α- and β′-pieces.

Neben HIV-Genom-Stücken können selbstverständlich auch voll­ ständige HIV-Genome verwendet werden, die eine oder mehrere haarnadelstrukturbildende Sequenzen tragen.In addition to HIV genome pieces, of course, can also be full Permanent HIV genomes are used that contain one or more wear sequences forming hairpin structure.

Mögliche Kombinationen gemäß Anspruch 1 wären z. B. α-Einzel­ strangstücke und β′-Einzelstrangstücke bzw. α-β′-Doppelstrang­ stücke. Kombinationen gemäß Anspruch 2 sind β-Einzelstrang- und α′-Einzelstrangstücke. Kombinationen gemäß Anspruch 3 sind α-β-Doppelstrangstücke und α′-β′-Doppelstrangstücke.Possible combinations according to claim 1 would be e.g. B. α-single strand pieces and β′-single strand pieces or α-β′-double strand pieces. Combinations according to claim 2 are β single strand and α'-single strand pieces. Combinations according to claim 3 are α-β double strand pieces and α′-β′ double strand pieces.

Bei der durch Integrase oder RecA-Protein-katalysierten In­ tegration der HIV-DNA-Stücke in das Provirus Genom werden Strangstücke des HIV-Provirus substituiert. Die freiwerdenden Strangstücke des HIV-Genoms können durch dazu komplementäre Einzelstrangstücke abgefangen werden. Die deletierten originä­ ren Einzelstrangstücke können nicht ihrerseits die integrier­ ten künstlichen HIV-DNA-Stücke substituieren, da diese Rück­ reaktion kompetitiv gehemmt wird.In the case of In. Catalyzed by integrase or RecA protein tegration of the pieces of HIV-DNA into the provirus genome Strands of the HIV provirus substituted. The released ones Strands of the HIV genome can be complemented by Single strand pieces are intercepted. The deleted originals Ren single strand pieces can not in turn integrate the Substitute artificial HIV-DNA fragments, as this back reaction is inhibited competitively.

Im nachfolgenden wird ein möglicher Einbaumechanismus bei der Anwendung eines erfindungsgemäßen Therapeutikums beschrieben:
Bei der Anwendung von αβ′-Doppelstrangstücken oder dieser Stücke in Kombination mit den entsprechenden stabilisierten Einzelstrangstücken werden die dazu passenden Provirus-DNA- Sequenzen des codierenden bzw. nicht codierenden Stranges von der Oberfläche der RNA Polymerase verdrängt und durch das kom­ plementäre, künstliche HIV-DNA-Stück gebunden. Bei diesem Vorgang dissoziiert der Enzymkomplex und das mRNA-Bruchstück ab. Die katalytische Reaktion der Integrase bzw. des RecA- Proteins deletiert die originäre HIV-Sequenz auf dem codieren­ den oder nicht codierenden Strang und integriert die künstlich erzeugte Sequenz in den jeweils komplementären Strang.
A possible installation mechanism when using a therapeutic agent according to the invention is described below:
When using αβ′-double-stranded pieces or these pieces in combination with the corresponding stabilized single-stranded pieces, the matching provirus DNA sequences of the coding or non-coding strand are displaced from the surface of the RNA polymerase and replaced by the complementary, artificial HIV DNA piece bound. In this process, the enzyme complex and the mRNA fragment dissociate. The catalytic reaction of the integrase or the RecA protein deletes the original HIV sequence on the coding or the non-coding strand and integrates the artificially generated sequence in the complementary strand.

Denkbar ist bei diesem Mechanismus ein unterstützender Effekt durch eine die Polymerase hemmende Wirkung der Integrase.A supportive effect is conceivable with this mechanism by a polymerase-inhibiting effect of the integrase.

Die Zielgruppe der erfindungsgemäßen Therapeutika sind alle CD4-molekültragenden Zellen. Dies sind die Makrophagen des Gehirns, die Lymphknotenzellen, die Thymuszellen, die Knochen­ markszellen, die Makrophagen der Lunge, die Langerhanszellen der Haut sowie die Lymphozyten in Blut, Samen- und Vaginal­ flüssigkeit. Die außerdem noch vom HIV befallenen Gliazellen des Gehirns und die chromaffinen Dickdarm-, Zwölffingerdarm- und Enddarmzellen bilden zwar keine nachweisbaren CD4-Protei­ ne, sie enthalten jedoch geringe Konzentrationen an mRNA für das CD4-Protein. Dies deutet jedoch darauf hin, daß auch diese Zellen sehr kleine Mengen von CD4 synthetisieren können, wo­ durch die Infizierbarkeit dieser Zellen erklärbar ist.The target group of the therapeutic agents according to the invention are all CD4 molecule-bearing cells. These are the macrophages of the Brain, the lymph node cells, the thymus cells, the bones marks cells, the macrophages of the lungs, the Langerhans cells the skin as well as the lymphocytes in blood, seminal and vaginal liquid. The HIV-infected glial cells of the brain and the chromaffin colon, duodenum and rectum cells do not form any detectable CD4 protein ne, but they contain low concentrations of mRNA for the CD4 protein. However, this suggests that this too Cells can synthesize very small amounts of CD4 where can be explained by the infectability of these cells.

Bei der Therapie mit den künstlichen Provirus DNA Strangstüc­ ken, die vorzugsweise mit HIV-Hüllen eingeschleust werden, sollte die Behandlung in mehreren Schüben erfolgen.In therapy with the artificial Provirus DNA strand pieces ken, which are preferably introduced with HIV envelopes, treatment should be given in multiple batches.

Um möglichst viele HIV-Proviren zur gleichen Zeit angreifen zu können, wird die Therapie mit den erfindungsgemäßen Mitteln vorzugsweise zu Phasen grober natürlicher HIV-Aktivität ange­ wendet. Selbstverständlich kann die HIV-Transkription auch künstlich stimuliert werden mit Hilfe bestimmter Faktoren oder deren Kombinationen:To attack as many HIV Proviruses as possible at the same time can, the therapy with the inventive agents preferably during phases of gross natural HIV activity turns. Of course, HIV transcription can also can be artificially stimulated using certain factors or their combinations:

  • - NF-kB-Protein (vektoral zugeführt)- NF-kB protein (vectorally supplied)
  • - HIV-tat-Protein (vektoral zugeführt)- HIV-tat protein (vectorally supplied)
  • - Infusion einer Aminosäurelösung für ein Nährstoff-Über­ angebot- Infusion of an amino acid solution for nutrient over offer
  • - Infusion von cAMP- infusion of cAMP
  • - Infusion von Aceton (Pseudo-Hunger)- infusion of acetone (pseudo-hunger)
  • - Streß-Faktoren, z. B. Verabreichung von Erkältungs- und Grippeviren, Verabreichung von die Immunabwehr schwächen­ den Substanzen, Bestrahlung mit UV-Licht usw.- Stress factors, e.g. B. Administration of cold and Flu viruses, administration of the immune system weaken the substances, irradiation with UV light, etc.

Daneben kann zur Unterstützung der Entspiralisierung zusätzli­ ches SSB-Protein vektoral zugeführt werden.In addition, additional support can be provided to support relaxation ches SSB protein vectoral be supplied.

Mit den bisher beschriebenen Mitteln können frei in den Kör­ perflüssigkeiten schwimmende infektiöse Viren nicht erreicht werden.With the means described so far can freely in the Kör infectious viruses floating on liquids not reached will.

Es erscheint daher sinnvoll, nach bzw. zwischen den Behand­ lungen mit diesen Therapeutika Medikamente zu verabreichen, die die Immunantwort auf das HIV stimulieren. Dazu sind bei­ spielsweise körperfremde Cytokine geeignet, die das Wachstum der B-Lymphozyten und der naiven T-Zellen für die Antikörper­ reaktion stimulieren. Daneben bewirken beispielsweise pflanz­ liche Cytokine aus Extrakten von Weizen (Triticum aestivum) oder Dinkel (Triticum aestivum spelta) eine verstärkte Co- Stimulation an den naiven T-Zellen und führen auf diese Weise zu einer vermehrten Bildung von unspezifisch agierenden, cyto­ toxischen CD8-T-Zellen, die freie infektiöse Viren sehr wir­ kungsvoll vernichten können.It therefore seems sensible after or between treatments to administer medication to the lungs with these therapeutic agents, that stimulate the immune response to HIV. These are at exogenous cytokines suitable for growth the B lymphocytes and the naive T cells for the antibodies stimulate reaction. In addition, plants, for example cytokines from extracts of wheat (Triticum aestivum) or spelled (Triticum aestivum spelta) a reinforced co- Stimulation on the naive T cells and lead in this way to an increased formation of non-specific, cyto toxic CD8 T cells, we very free infectious viruses be able to annihilate.

Da mit den erfindungsgemäßen Therapeutika bevorzugt bereits infizierte bzw. an AIDS erkrankte Personen therapiert werden sollen, ist insgesamt eine lebensverlängernde Wirkung zu er­ warten. Die erfindungsgemäßen Mittel können darüber hinaus möglicherweise erfolgreich in Kombination mit bereits bekann­ ten Wirkstoffen angewendet werden.As already preferred with the therapeutic agents according to the invention infected or AIDS patients are treated is a life-extending effect  waiting. The agents according to the invention can also possibly successful in combination with already known active ingredients.

Eine immunisierende Wirkung der beschriebenen Therapeutika ist ebenfalls vorstellbar, da unter Umständen über eine mögliche rekombinatorische Interaktion eines in das Wirtsgenom inte­ grierten HIV-DNA-Stückes mit der freien HIV-DNA die künstliche haarnadelstrukturbildende Sequenz in letztere integriert wird.The therapeutic agents described have an immunizing effect also conceivable, since under certain circumstances about a possible recombinant interaction of an inte in the host genome HIV-DNA piece with the free HIV-DNA the artificial hairpin structure-forming sequence is integrated into the latter.

Claims (9)

1. Viral vektoral zuzuführendes Mittel zur therapeutischen Anwendung gegen virale Infektionen, insbesondere HIV-In­ fektionen, enthaltend durch in vitro-enzymatische und/ oder organisch präparative Synthese hergestellte bzw. durch rekombinationstechnisch vermehrte Provirus-DNA-Ein­ zelstränge und/oder aus komplementären Strängen zusammen­ gesetzte Provirus-DNA-Doppelstränge, bestehend aus voll­ ständigen und/oder Teilstücken benachbarter Gene des In­ fektionsprovirus, wobei in die Gene oder Genteilstücke jedes Stranges mindestens eine Sequenz zur Bildung einer Haarnadelstruktur bzw. Kreuzstruktur integriert ist.1. Viral vectoral agent for therapeutic Use against viral infections, especially HIV-In fractions containing by in vitro enzymatic and / or organic preparative synthesis through recombinantly increased Provirus DNA Ein individual strands and / or composed of complementary strands set provirus DNA double strands consisting of full permanent and / or parts of neighboring genes of the In fection provirus, being in the genes or gene fragments each strand at least one sequence to form a Hairpin structure or cross structure is integrated. 2. Viral vektoral zuzuführendes Mittel zur kombinierten the­ rapeutischen Anwendung mit dem Mittel gemäß Anspruch 1 zur Anwendung gegen virale Infektionen, insbesondere HIV-In­ fektionen, enthaltend durch in vitro-enzymatische und/oder organisch präparative Synthese hergestellte bzw. durch rekombinationstechnisch vermehrte Provirus-DNA-Einzel­ stränge, bestehend aus vollständigen und/oder Teilstücken der Gene des Infektionsprovirus, wobei die Einzelstränge keine haarnadelstrukturbildende Sequenz aufweisen und ansonsten komplementär zu den Einzelsträngen gemäß An­ spruch 1 sind.2. Viral vector to be administered to the combined therapeutic application with the agent according to claim 1 for Use against viral infections, especially HIV-In fractions containing by in vitro enzymatic and / or organically preparative synthesis produced or by recombinantly amplified provirus DNA single strands consisting of complete and / or partial pieces the genes of the infection provirus, the single strands have no hairpin structure forming sequence and otherwise complementary to the individual strands according to An are 1. 3. Viral vektoral zuzuführendes Mittel zur therapeutischen Anwendung gegen virale Infektionen, insbesondere HIV-In­ fektionen, oder zur kombinierten Anwendung mit dem Mittel gemäß Anspruch 1, enthaltend durch in vitro-enzymatische und/oder organisch präparative Synthese hergestellte bzw. durch rekombinationstechnich vermehrte, aus komplementären Strängen zusammengesetzte Provirus-DNA-Doppelstränge, be­ stehend aus vollständigen und/oder Teilstücken der Gene des Infektionsprovirus, wobei einer der Stränge eine Se­ quenz zur Bildung einer Haarnadelstruktur aufweist.3. Viral vectoral agent for therapeutic  Use against viral infections, especially HIV-In fections, or for combined use with the agent according to claim 1, comprising by in vitro enzymatic and / or organic preparative synthesis through increased recombination technology, from complementary ones Strands of Provirus DNA double strands, be standing from complete and / or parts of the genes of the infection provirus, one of the strands being a Se sequence to form a hairpin structure. 4. Mittel nach Anspruch 1 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Haarnadelstruktur-bilden­ de Sequenz eine invers repetitive oder eine Terminations­ sequenz vorgesehen ist.4. Means according to claim 1 or 3, characterized ge features that as a hairpin structure-form de sequence an inversely repetitive or a termination sequence is provided. 5. Mittel nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Terminationssequenz mindestens einen Stop-Code, zwei selbstkomplementäre Strangabschnitte zur Haarnadelstrukturbildung und einen drei′-endständigen homogenen Polynukleotidabschnitt aufweist.5. Means according to claim 4, characterized records that the termination sequence at least a stop code, two self-complementary strand sections for hairpin structure formation and a three-terminal homogeneous polynucleotide section. 6. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Virushülle für den Vektor eine Hülle des Infektionsvirus ist.6. Composition according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the virus envelope for the Vector is a shell of the infection virus. 7. Mittel zur kombinierten Behandlung mit einem der Mittel gemäß Anspruch 1 oder 3 bis 6, enthaltend die naiven T- Zellen co-stimulierende Cytokine.7. Means for combined treatment with one of the means according to claim 1 or 3 to 6, containing the naive T- Cells co-stimulating cytokines. 8. Mittel nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Cytokine pflanzliche Cytokine sind.8. Composition according to claim 7, characterized records that the cytokines are plant cytokines are. 9. Mittel nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die pflanzlichen Cytokine aus einem Extrakt von Weizen (Triticum aestivum) und/oder Dinkel (Triticum aestivum spelta) bestehen.9. Composition according to claim 8, characterized records that the plant cytokines from a Wheat extract (Triticum aestivum) and / or spelled (Triticum aestivum spelta) exist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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