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DE19543265A1 - Autoantigens and methods for diagnosing autoimmune diseases - Google Patents

Autoantigens and methods for diagnosing autoimmune diseases

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Publication number
DE19543265A1
DE19543265A1 DE19543265A DE19543265A DE19543265A1 DE 19543265 A1 DE19543265 A1 DE 19543265A1 DE 19543265 A DE19543265 A DE 19543265A DE 19543265 A DE19543265 A DE 19543265A DE 19543265 A1 DE19543265 A1 DE 19543265A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polypeptide
nucleic acid
acid sequence
antibody
protease
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19543265A
Other languages
German (de)
Inventor
Ulrich Prof Dr Krawinkel
Simon Mauch
Radislav Sedlacek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitaet Konstanz
Original Assignee
Universitaet Konstanz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitaet Konstanz filed Critical Universitaet Konstanz
Priority to DE19543265A priority Critical patent/DE19543265A1/en
Priority to PCT/DE1996/002094 priority patent/WO1997019178A2/en
Publication of DE19543265A1 publication Critical patent/DE19543265A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/48Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
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    • GPHYSICS
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Abstract

The invention concerns nucleic acids which contain at least one nucleic acid sequence coding for a polypeptide, the polypeptide containing at least one autoantigenic determinant originating from a metallic protease. The invention also concerns the polypeptide itself, antibodies directed at the polypeptide and specific inhibitors directed at the polypeptide. The invention further concerns methods and kits for detecting autoantigenic metallic proteases and autoimmune diseases, such as rheumatoid arthritis.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Nukleinsäuren, die minde­ stens eine für ein Polypeptid kodierende Nukleinsäuresequenz enthalten, wobei das Polypeptid mindestens eine aus einer Me­ tallprotease stammende autoantigene Determinante enthält, das Polypeptid selbst sowie gegen das Polypeptid gerichtete Anti­ körper und gegen das Polypeptid gerichtete spezifische Inhibi­ toren. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren und Kits zum Nachweis von autoantigenen Metallproteasen und von Au­ toimmunkrankheiten wie rheumatoide Arthritis.The present invention relates to nucleic acids, the min at least one nucleic acid sequence coding for a polypeptide contain, wherein the polypeptide at least one from a Me contains tallprotease-derived autoantigenic determinant that Polypeptide itself as well as anti directed against the polypeptide body and specific inhibi directed against the polypeptide goals. The present invention further relates to methods and Kits for the detection of autoantigenic metal proteases and Au immune disorders such as rheumatoid arthritis.

Trotz umfangreicher Untersuchungen konnten bisher Autoimmun­ krankheiten und insbesondere deren Etiologie noch nicht aufge­ klärt werden, was natürlich die therapeutische Behandlung sowie die Diagnosemöglichkeiten stark einschränkt bzw. nachteilig be­ einflußt. Beispielsweise erfordert die gegenwärtige Diagnose von rheumatoider Arthritis unter anderem eine Röntgenun­ tersuchung, in gravierenden Fällen sogar eine Gelenkpunktion, was für den Patienten äußerst belastend bzw. schmerzhaft sein kann. Ferner ist mit den im Stand der Technik bekannten Diagnosemöglichkeiten eine Frühdiagnose von beispielsweise rheu­ matoider Arthritis und damit verbunden die Möglichkeit einer entsprechend frühzeitigen therapeutischen Behandlung meistens nicht gegeben (vgl. Arnett, F.C. et al. (1987) Arthritis Rheum. 31 : 315).Despite extensive investigations, autoimmune has so far been possible diseases and especially their etiology have not yet been resolved to be clarified, what of course the therapeutic treatment as well the diagnostic options are severely limited or disadvantageous influences. For example, the current diagnosis requires of rheumatoid arthritis including an x-ray examination, in severe cases even a joint puncture, which can be extremely stressful or painful for the patient can. Furthermore, with those known in the prior art Diagnostic options early diagnosis of rheu, for example matoid arthritis and the associated possibility of one corresponding to early therapeutic treatment mostly not given (see Arnett, F.C. et al. (1987) Arthritis Rheum. 31: 315).

Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neues System zur Diagnose von Autoimmunkrankheiten bereit­ zustellen, welches die Nachteile der gegenwärtig im Stand der Technik verwendeten Untersuchungsmethoden beseitigt und insbe­ sondere für Vorsorgeuntersuchungen auf Autoimmunkrankheiten ge­ eignet ist. The present invention is therefore based on the object a new system to diagnose autoimmune diseases to deliver, which the disadvantages of the currently in the Technology used examination methods eliminated and esp especially for preventive examinations for autoimmune diseases is suitable.  

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen gekenn­ zeichneten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gelöst.This task is characterized by the in the claims Drawn embodiments of the present invention solved.

Ein erster erfindungsgemäßer Gegenstand betrifft eine Nu­ kleinsäure, die mindestens eine für ein Polypeptid kodierende Nukleinsäuresequenz enthält, wobei das Polypeptid mindestens eine aus einer Metallprotease stammende autoantigene Determi­ nante umfaßt.A first subject of the invention relates to a nu small acid, which encodes at least one for a polypeptide Contains nucleic acid sequence, wherein the polypeptide at least an autoantigenic determinant derived from a metal protease nante includes.

Die Begriffe "Nukleinsäure" und "Nukleinsäuresequenz" bedeuten natürliche oder halbsynthetische oder synthetische oder modifi­ zierte Nukleinsäuremoleküle aus Desoxyribonukleotiden und/oder Ribonukleotiden und/oder modifizierten Nukleotiden.The terms "nucleic acid" and "nucleic acid sequence" mean natural or semi-synthetic or synthetic or modifi decorated nucleic acid molecules from deoxyribonucleotides and / or Ribonucleotides and / or modified nucleotides.

Der Begriff "Polypeptid" umfaßt natürlich vorkommende Polypep­ tide und rekombinante Polypeptide. Natürlich vorkommende Poly­ peptide umfassen erfindungsgemäß autoantigene Metallproteasen per se oder autoantigene Abschnitte bzw. Fragmente davon. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Metallproteasen sogenannte Membranproteine, d. h. sie haften so in der Zelloberflächenmembran, daß die funktionellen Teile des Proteins nach außen gewandt sind und gegebenenfalls proteolytisch abgespalten werden können. Metallproteasen stam­ men vorzugsweise aus Makrophagen und verwandten Zelltypen und kommen beispielsweise in der Gelenkinnenhaut, Membrana synovia­ lis, von Säugern vor. Rekombinante Polypeptide bezeichnen ein mit molekularbiologischen Techniken hergestelltes Konstrukt, dem die natürliche DNA des originalen Genoms bzw. die natürli­ che DNA modifiziert mit einer fremden DNA-Sequenz zugrunde liegt und rekombiniert werden kann, z. B. mit Plasmiden, und in einem geeigneten Wirtssystem repliziert und exprimiert werden kann.The term "polypeptide" encompasses naturally occurring polypep tide and recombinant polypeptides. Naturally occurring poly According to the invention, peptides comprise autoantigenic metal proteases per se or autoantigenic sections or fragments thereof. In a preferred embodiment of the present invention are the metal proteases so-called membrane proteins, d. H. she stick in the cell surface membrane so that the functional Parts of the protein are facing outwards and if necessary can be split off proteolytically. Metal proteases stam men preferably from macrophages and related cell types and come for example in the inner skin of the joint, membrane synovia lis, from mammals before. Recombinant polypeptides denote one construct made using molecular biological techniques, which the natural DNA of the original genome or the natural che DNA modified with a foreign DNA sequence lies and can be recombined, e.g. B. with plasmids, and in be replicated and expressed in a suitable host system can.

Der Begriff "autoantigene Determinante bzw. Epitop" bedeutet, daß ein oder mehrere lineare oder konformationelle Bereiche der Metallprotease vom eigenen Immunsystem durch sogenannte Autoan­ tikörper erkannt werden. Das Vorkommen von Autoantikörpern wird als Indiz dafür gewertet, daß ein Protein der eigenen Zellen, z. B. in den Makrophagen der Synovialmembran, als Folge einer Krankheit quantitativ und qualitativ abnormal ausgeprägt wird. Beispielsweise wird als mögliche Ursache der Gelenkzerstörung bei rheumatoider Arthritis angenommen, daß ein bisher nicht identifiziertes infektiöses Agens Gelenkmakrophagen zur ver­ mehrten Expression von Proteasen anregt, die durch Proteolyse von Gelenkgewebe weitere potentielle Autoantigene freisetzen (vgl. Opdenakker et al., 1994, Immunol. Today 15 : 103; Wicks et al., 1994, Immunol. Today 15 : 553). In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die Nuklein­ säure die in Fig. 1 gezeigte Nukleinsäuresequenz oder Ab­ schnitte bzw. Fragmente davon. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die Nuklein­ säure den Sequenzabschnitt 1110-2206 der in Fig. 1 gezeigten Nukleinsäuresequenz.The term “autoantigenic determinant or epitope” means that one or more linear or conformational regions of the metal protease are recognized by one's own immune system by so-called autoantibodies. The presence of autoantibodies is taken as an indication that a protein of one's own cells, e.g. B. in the macrophages of the synovial membrane, as a result of a disease is quantitatively and qualitatively abnormal. For example, the possible cause of joint destruction in rheumatoid arthritis is assumed to be that an as yet unidentified infectious agent stimulates joint macrophages to increase the expression of proteases that release further potential autoantigens through proteolysis of joint tissue (cf. Opdenakker et al., 1994, Immunol. Today 15: 103; Wicks et al., 1994, Immunol. Today 15: 553). In a preferred embodiment of the present invention, the nucleic acid comprises the nucleic acid sequence shown in FIG. 1 or sections or fragments thereof. In a particularly preferred embodiment of the present invention, the nucleic acid comprises the sequence section 1110-2206 of the nucleic acid sequence shown in FIG. 1.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Vek­ tor, der die vorstehend definierte, erfindungsgemäße Nuk­ leinsäure zur Expression des rekombinanten Polypeptids in pro­ karyotischen oder eukaryotischen Wirtszellen enthält. Der er­ findungsgemäße Vektor kann vorzugsweise geeignete regulato­ rische Elemente, wie Promotoren, Enhancer, Terminationssequen­ zen, enthalten. Der erfindungsgemäße Vektor kann beispielsweise ein Expressionsvektor oder ein Vektor zur vorzugsweise stabilen Integration der erfindungsgemäßen Nukleinsäure in das geneti­ sche Material einer Wirtszelle sein. Ein geeignetes Expressi­ onssystem umfaßt beispielsweise den Vektor pET-24 und E. coli BRL(DE3) oder BL21(DE3), oder für die Expression in eukaryonti­ schen Zellen den Vektor pcDNA3 und cos-Zellen oder CHO-Zellen.Another object of the present invention is a Vek gate, the nuc linseic acid for expression of the recombinant polypeptide in pro contains karyotic or eukaryotic host cells. The he Vector according to the invention can preferably be suitable regulato elements such as promoters, enhancers, termination sequences zen, included. The vector according to the invention can, for example an expression vector or a vector for the preferably stable Integration of the nucleic acid according to the invention into the geneti material of a host cell. A suitable expressi Onsystem includes, for example, the vector pET-24 and E. coli BRL (DE3) or BL21 (DE3), or for expression in eukaryonti cells the vector pcDNA3 and cos cells or CHO cells.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Wirtszelle, welche die erfindungsgemäße Nukleinsäure oder den erfindungsgemäßen Vektor enthält. Geeignete Wirtszellen sind beispielsweise Prokaryonten, wie E. coli, oder eukaryotische Wirtszellen wie cos oder CHO. Im Prinzip kann jedes im Handel erhältliche pro- oder eukaryontische Expressionssystem verwen­ det werden. Für eine ausreichende Expressionsrate ist die erfindungsgemäße Nukleinsäure entweder im genetischen Material der Wirtszelle stabil integriert oder der erfindungsgemäße Vek­ tor enthält geeignete regulatorische Bereiche zur Replikation, Transkription und/oder Translation in vivo und/oder in vitro, d. h. auch im zellfreien System.Another object of the present invention is a Host cell which the nucleic acid according to the invention or the contains vector according to the invention. Suitable host cells are  for example prokaryotes such as E. coli or eukaryotic Host cells such as cos or CHO. In principle, anything can be found in the trade use available pro- or eukaryotic expression system be det. For a sufficient expression rate, the nucleic acid according to the invention either in the genetic material the host cell stably integrated or the Vek according to the invention tor contains suitable regulatory areas for replication, Transcription and / or translation in vivo and / or in vitro, d. H. also in the cell-free system.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist das Polypeptid selbst, das von der vorstehend definierten Nukleinsäuresequenz kodiert wird, wobei die Nukleinsäuresequenz entsprechend dem genetischen Code degeneriert sein kann. Das erfindungsgemäße Polypeptid kann durch post-translationale Reaktionen in vivo oder durch im Stand der Technik bekannte chemische und/oder en­ zymatische Methoden in vitro modifiziert sein. In einer be­ vorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt das Polypeptid die in Fig. 2 gezeigte Aminosäuresequenz oder Ab­ schnitte bzw. Fragmente davon, beispielsweise das vom Se­ quenzabschnitt 1110-2206 der in Fig. 1 gezeigten Nukleinsäure­ sequenz kodierte Expressionsprodukt.Another object of the invention is the polypeptide itself, which is encoded by the nucleic acid sequence defined above, it being possible for the nucleic acid sequence to be degenerate in accordance with the genetic code. The polypeptide according to the invention can be modified by post-translational reactions in vivo or by chemical and / or enzymatic methods known in the art in vitro. In a preferred embodiment of the present invention, the polypeptide comprises the amino acid sequence shown in FIG. 2 or sections or fragments thereof, for example the expression product encoded by the sequence section 1110-2206 of the nucleic acid sequence shown in FIG. 1.

Die erfindungsgemäße Nukleinsäuresequenz, der erfindungsgemäße Vektor sowie das erfindungsgemäße Polypeptid können durch im Stand der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden (vgl. Ausubel et al., 1991, Current Protocols in Molecular Biology, Wiley Interscience, New York, N.Y.).The nucleic acid sequence according to the invention, the one according to the invention Vector and the polypeptide according to the invention can by im Methods known in the art can be produced (cf. Ausubel et al., 1991, Current Protocols in Molecular Biology, Wiley Interscience, New York, N.Y.).

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein po­ lyklonaler, vorzugsweise monospezifischer, oder monoklonaler Antikörper, der gegen das vorstehend definierte Polypeptid ge­ richtet ist. Der erfindungsgemäße Antikörper kann durch im Stand der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden (vgl. Coligan et al., 1993, Current Protocols in Immunology, Wiley Interscience, New York, N.Y.). Another object of the present invention is a po lyclonal, preferably monospecific, or monoclonal Antibody against the polypeptide defined above is aimed. The antibody of the invention can by Methods known in the art can be produced (cf. Coligan et al., 1993, Current Protocols in Immunology, Wiley Interscience, New York, N.Y.).  

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweis von Autoimmunkrankheiten, insbesondere von rheumatoider Arthritis (RA) und anderer autoimmuner Arthri­ tisformen wie SLE (Systemischer Lupus Erythematodes), MCTD (Mischkollagenose) und PSS (Progressive Sklerodermie), worin entweder das vorstehend definierte Polypeptid oder der vorste­ hend definierte Antikörper mit Serum eines Säugers einem Enzym­ immunoassay, vorzugsweise einem ELISA, unterworfen werden.Another object of the present invention relates to a Methods for the detection of autoimmune diseases, in particular from rheumatoid arthritis (RA) and other autoimmune arthri Forms such as SLE (Systemic Lupus Erythematosus), MCTD (Mixed collagenosis) and PSS (progressive scleroderma), wherein either the polypeptide defined above or the first Antibodies defined with a mammalian serum an enzyme immunoassay, preferably an ELISA.

Beispielsweise hat der Nachweis von Autoantikörpern gegen Me­ tallproteasen im ELISA gegenüber anderen Diagnoseverfahren bei rheumatoider Arthritis, wie Röntgenuntersuchung oder Gelenk­ punktion, die Vorteile, nicht-invasiv und erheblich kostengün­ stiger zu sein. Außerdem können Autoantikörper aufgrund der Empfindlichkeit des Immunsystems auf bereits geringe Mengen Au­ toantigen schon nachweisbar sein, wenn bildgebende Verfahren noch keine Beschädigung des Gelenkes anzeigen. Es ist auch mög­ lich, daß spezifische Inhibitoren der Metallprotease in pharma­ zeutischen Formulierungen zur Therapie im Gelenk eines Rheuma­ patienten verwendet werden können.For example, the detection of autoantibodies against Me tall proteases in ELISA compared to other diagnostic methods rheumatoid arthritis, such as X-ray examination or joint puncture, the advantages, non-invasive and considerably inexpensive to be stiger. In addition, autoantibodies due to Immune system sensitivity to even small amounts of Au toantigen already be detectable when imaging show no damage to the joint yet. It is also possible Lich that specific inhibitors of the metal protease in pharma formulations for therapy in the joint of a rheumatism patients can be used.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein dia­ gnostischer Kit zum Nachweis einer Autoimmunkrankheit, der mindestens entweder das vorstehend definierte Polypeptid oder den vorstehend definierten Antikörper enthält.Another object of the present invention is a slide Gnostic kit for the detection of an autoimmune disease, the at least either the polypeptide defined above or contains the antibody defined above.

Fig. 1 zeigt die 3222 bp lange DNA-Sequenz, die für die Me­ tallprotease MPRS aus der Synovialmembran eines Rheumapatienten kodiert (Herkunft: Synovialmembran eines RA-Patienten; Eigen­ schaften der Sequenz: Translationsstart ATG an pos. 82 mit charakteristischer eukaryontischer Startsequenz, Translations­ stop TGA an pos. 1606, autoantigener Bereich zwischen pos. 1110 und pos. 2206 (kursiv); 88% Identität zur repetitiven alu J-Subfamilie im untranslatierten Bereich von pos. 1480-1590). Fig. 1 shows the 3222 bp long DNA sequence which codes for the metal protease MPRS from the synovial membrane of a rheumatism patient (origin: synovial membrane of an RA patient; properties of the sequence: translation start ATG at pos. 82 with characteristic eukaryotic start sequence, translations stop TGA at item 1606, autoantigenic area between item 1110 and item 2206 (italics); 88% identity to the repetitive alu J subfamily in the untranslated area from item 1480-1590).

Fig. 2 (A) ist die 508 AS lange Primärsequenz der Metallpro­ tease MPRS, die von der in Fig. 1 gezeigten DNA-Sequenz ko­ diert wird (Molekulargewicht, errechnet aus cDNA-Sequenz: 57,4 kDa). Fig. 2 (B) zeigt strukturelle Eigenschaften dieser Me­ tallprotease. Fig. 2 (A) is the 508 aa long primary sequence of the metal protease MPRS, which is encoded by the DNA sequence shown in Fig. 1 (molecular weight, calculated from the cDNA sequence: 57.4 kDa). Fig. 2 (B) shows structural properties of this metal protease.

Fig. 3 ist ein Coomassie Blau-gefärbtes SDS-Polyacrylamidgel mit aus mononucleären Blutzellen isolierter rekombinanter MPRS und ihrem RASED-Fragment, das von einer RA-Patientin stammt. Figure 3 is a Coomassie blue stained SDS polyacrylamide gel with recombinant MPRS isolated from mononuclear blood cells and its RASED fragment derived from an RA patient.

Fig. 4 zeigt das Ergebnis einer Immunpräzipitation der zell­ frei translatierten MPRS durch Seren von Patienten (RA = Rheumatoide Arthritis, Patientenserum; c = Kontroll-Xeno­ serum; N1, N2 = "Normalserum", human, als Kontrolle; MCTD = Mischkollagenose, Patientenserum; SLE = Systemischer Lu­ pus Erythematodes, Patientenserum). Fig. 4 shows the result of immunoprecipitation of the cell-free translated MPRS by sera from patients (RA = rheumatoid arthritis patient serum; c = control Xeno serum; N1, N2 = "normal serum", human, as a control; MCTD = mixed connective tissue disease, patient serum ; SLE = Systemic Lu pus Erythematosus, Patient Serum).

Fig. 5 zeigt einen Homologie-Vergleich der erfindungsgemäßen, in Fig. 2 gezeigten Metallprotease mit bisher bekannten Me­ tallproteasen. Fett hervorgehobene Aminosäuren markieren stark konservierte Bereiche. Die für Metallproteasen typischen Domä­ nen (hydrophobes Signalpeptid, abspaltbares Propeptid, kataly­ tische Domäne mit Zn2+-Bindestelle, "Hinge"Region und Hemopexin ähnliche Domäne) sind aus der Abbildung zu entnehmen (vgl. Bir­ kedal-Hansen, H. et al. (1993) Crit. Rev. Oral. Biol. Med.). Die MTMMP-Sequenz stammt aus der "genbank"-Datenbank (NCBI, USA), alle anderen Sequenzen sind aus der Proteindatenbank "Swissprot" entnommen (STRO1 = Stromyelisin-1 Precursor (MMP- 3); STRO2 = Stromyelisin-2 Precursor (MMP-10); STRO3 = Stromyelisin-3 Precursor (MMP-11); 92KD = 92 kD Type IV Collagenase Precursor (MMP-9); 72KD = 72 kD Type IV Collagenase Precursor (MMP-2); MME = Macrophage Metalloelastase Precursor (MMP-12); NEUCOLL = Neutrophil Collagenase Precursor (MMP-8); INTCOLL = Interstital Collagenase Precursor (MMP-1); PUMP- 1 = Matrylisin Precursor (MMP-7); MTMMP-1 = Membrane Type Ma­ trix Metalloproteinase). Fig. 5 shows a homology comparison of the inventive metal protease shown in Fig. 2 with previously known metal proteases. Amino acids highlighted in bold mark highly conserved areas. The domains typical for metal proteases (hydrophobic signal peptide, cleavable propeptide, catalytic domain with Zn 2+ binding site, "hinge" region and hemopexin-like domain) can be seen in the figure (cf. Bir kedal-Hansen, H. et al (1993) Crit. Rev. Oral. Biol. Med.). The MTMMP sequence comes from the "genbank" database (NCBI, USA), all other sequences are taken from the "Swissprot" protein database (STRO1 = Stromyelisin-1 Precursor (MMP-3); STRO2 = Stromyelisin-2 Precursor (MMP -10); STRO3 = Stromyelisin-3 Precursor (MMP-11); 92KD = 92 kD Type IV Collagenase Precursor (MMP-9); 72KD = 72 kD Type IV Collagenase Precursor (MMP-2); MME = Macrophage Metalloelastase Precursor ( MMP-12); NEUCOLL = Neutrophil Collagenase Precursor (MMP-8); INTCOLL = Interstital Collagenase Precursor (MMP-1); PUMP-1 = Matrylisin Precursor (MMP-7); MTMMP-1 = Membrane Type Ma trix Metalloproteinase).

Durch das nachfolgende Beispiel wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.The present invention is illustrated by the following example explained in more detail.

1. Isolierung einer für eine autoantigene Determinante kodie­ rende Nukleinsäuresequenz (RASED)1. Isolation of a code for an autoantigenic determinant nucleic acid sequence (RASED)

Die Isolation von mRNA aus Synovialmembran-Zellen einer RA- Patient in erfolgt nach im Stand der Technik bekannten Ver­ fahren und eine Expressions-cDNA-Bank wird mit dem Expressi­ onsvektor lambda Zap II (Fa. Stratagene) hergestellt. Das Absuchen ("Screening") der cDNA-Bank wird mit gereinigtem Immunglobulin G der RA-Patientin durchgeführt.Isolation of mRNA from synovial membrane cells of an RA Patient in takes place according to Ver known in the prior art drive and an expression cDNA bank with the Expressi onsvektor lambda Zap II (from Stratagene). The Screening of the cDNA bank is carried out with purified Immunoglobulin G performed by the RA patient.

Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren wurde ein primä­ rer Klon "Rased", der ein Fragment von 1106 bp der Metall­ protease (MPRS)-mRNA umfaßt, aus der cDNA-Bank (3×10⁵ Klone/µg mRNA) erhalten, wobei dieses Fragment aufgrund des Screenings mit Immunglobulin G der RA-Patientin ein autoan­ tigenes Epitop enthält.With the method described above, a primary rer clone "Rased", which is a fragment of 1106 bp of metal protease (MPRS) mRNA comprises, from the cDNA library (3 × 10⁵ Clones / µg mRNA) obtained, this fragment due to the Screenings with immunoglobulin G of the RA patient an autoan tigenic epitope contains.

2. Isolierung und Charakterisierung einer für eine als Autoan­ tigen wirkenden Meteallprotease (MPRS) kodierende Nuklein­ säuresequenz2. Isolation and characterization of one for one as an autoan nuclei encoding active metal protease (MPRS) acid sequence

MPRS-mRNA wird in peripheren mononucleären Blutzellen über reverse Transkription/Polymerasekettenreaktion nachgewiesen. Die Isolation der mRNA aus peripheren mononucleären Blutzel­ len und die Herstellung einer cDNA-Bank mit lambda Zap II wird wie vorstehend beschrieben durchgeführt. Das Screening der cDNA-Bank wird mit einer markierten, auf dem RASED-Klon basierenden DNA-Sonde durchgeführt.MPRS mRNA is expressed in peripheral blood mononuclear cells reverse transcription / polymerase chain reaction detected. Isolation of mRNA from peripheral mononuclear blood cells len and the production of a cDNA bank with lambda Zap II is carried out as described above. The screening The cDNA library is marked with a, on the RASED clone based DNA probe.

Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren wurde ein des vollständiger cDNA-Klon der MPRS erhalten, dessen vollstän­ dige Sequenzierung die in Fig. 1 gezeigte DNA-Sequenz und die davon abgeleitete, in Fig. 2 gezeigte Aminosäuresequenz ergab.With the method described above, one of the complete cDNA clone of the MPRS was obtained, the full sequencing of which gave the DNA sequence shown in FIG. 1 and the derived amino acid sequence shown in FIG. 2.

Der in Fig. 5 gezeigte Datenbankvergleich zeigt auf Pro­ teinebene zwischen 30 und 35% Identität (bei einer Ähnlich­ keit von über 50%) zu bekannten Metallproteasen, wobei die katalytische Domäne sowie die für Metallproteasen typische Domänenstruktur vorhanden sind.The database comparison shown in FIG. 5 shows, at protein level, between 30 and 35% identity (with a similarity of over 50%) to known metal proteases, the catalytic domain and the domain structure typical of metal proteases being present.

3. Gelchromatographische Analyse der Metallprotease MPRS und deren Fragment RASED3. Gel chromatographic analysis of the metal protease MPRS and whose fragment RASED

Die Expression und Reinigung von MPRS aus E. coli wird mit pET24 und mit N-terminalem oligo-Histidin-"tag" durchge­ führt. Die Expression und Reinigung von RASED aus E. coli wird mit pGEX 1 als Fusionsprotein mit Glutamin-S-Trans­ ferase durchgeführt. Die so erhaltenen Peptidkonstrukte wur­ den über ein SDS-Polyacrylamidgel elektrophoretisch aufge­ trennt und die aufgetrennten Peptidkonstrukte durch Coomas­ sie Blau-Färbung des SDS-Polyacrylamidgels nachgewiesen; vgl. Fig. 3.The expression and purification of MPRS from E. coli is carried out with pET24 and with N-terminal oligo-histidine "tag". The expression and purification of RASED from E. coli is carried out with pGEX 1 as a fusion protein with glutamine-S-transferase. The peptide constructs obtained in this way were electrophoretically separated on an SDS polyacrylamide gel and the separated peptide constructs were detected by Coomas blue staining of the SDS polyacrylamide gel; see. Fig. 3.

4. Immunologische Analyse der Metallprotease MPRS mittels Im­ munpräzipitation4. Immunological analysis of the metal protease MPRS using Im munoprecipitation

Die zellfreie Transkription/Translation von MPRS erfolgt in Retikulozytenlysaten. Die Immunpräzipitation der zellfrei translatierten MPRS wird mit Seren von Patienten durchge­ führt; vgl. Fig. 4.Cell-free transcription / translation of MPRS takes place in reticulocyte lysates. The immunoprecipitation of the cell-free translated MPRS is carried out with patient sera; see. Fig. 4.

Das in Fig. 4 zusammengefaßte Ergebnis zeigt deutlich, daß MPRS als starkes Autoantigen bei Patienten mit rheumatoider Arthritis und Systemischer Lupus Erythematodes wirkt.The result summarized in Fig. 4 clearly shows that MPRS acts as a strong autoantigen in patients with rheumatoid arthritis and systemic lupus erythematosus.

Claims (14)

1. Nukleinsäure, enthaltend mindestens eine für ein Polypeptid kodierende Nukleinsäuresequenz, wobei das Polypeptid minde­ stens eine aus einer Metallprotease stammende autoantigene Determinante umfaßt.1. Nucleic acid containing at least one for a polypeptide coding nucleic acid sequence, wherein the polypeptide min at least one autoantigen derived from a metal protease Includes determinant. 2. Nukleinsäure nach Anspruch 1, wobei die Metallprotease ein Membranprotein ist.2. The nucleic acid of claim 1, wherein the metal protease Is membrane protein. 3. Nukleinsäure nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Me­ tallprotease aus der Gelenkinnenhaut von Säugern stammt.3. Nucleic acid according to claim 1 or 2, wherein the Me tall protease originates from the inner skin of mammals. 4. Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend die in Fig. 1 gezeigte Nukleinsäuresequenz oder Abschnitte davon.4. Nucleic acid according to one of claims 1 to 3, comprising the nucleic acid sequence shown in FIG. 1 or sections thereof. 5. Vektor, enthaltend die Nukleinsäure von einem der Ansprüche 1 bis 4.5. Vector containing the nucleic acid of one of the claims 1 to 4. 6. Wirtszelle, enthaltend die Nukleinsäure von einem der An­ sprüche 1 bis 4 oder den Vektor von Anspruch 5.6. Host cell containing the nucleic acid from one of the species sayings 1 to 4 or the vector of claim 5. 7. Polypeptid, enthaltend mindestens eine aus einer Metall­ protease stammende autoantigene Determinante.7. Polypeptide containing at least one of a metal protease-derived autoantigenic determinant. 8. Polypeptid nach Anspruch 7, umfassend die in Fig. 2 ge­ zeigte Aminosäuresequenz oder Abschnitte davon.8. A polypeptide according to claim 7, comprising the amino acid sequence shown in Fig. 2 or portions thereof. 9. Antikörper, der gegen das Polypeptid von Anspruch 7 oder 8 gerichtet ist. 9. Antibody which is against the polypeptide of claim 7 or 8 is directed.   10. Verfahren zum Nachweis einer Autoimmunkrankheit, worin
  • (a) das Polypeptid von Anspruch 7 oder 8, oder
  • (b) der Antikörper von Anspruch 9
10. A method for detecting an autoimmune disease, wherein
  • (a) the polypeptide of claim 7 or 8, or
  • (b) the antibody of claim 9
mit Serum eines Säugers einem Enzymimmunoassay unterworfen wird.subjected to an enzyme immunoassay with serum from a mammal becomes. 11. Kit zum Nachweis einer Autoimmunkrankheit, enthaltend
  • (a) das Polypeptid von Anspruch 7 oder 8, oder
  • (b) den Antikörper von Anspruch 9.
11. Kit for the detection of an autoimmune disease containing
  • (a) the polypeptide of claim 7 or 8, or
  • (b) the antibody of claim 9.
12. Verwendung des Polypeptids von Anspruch 7 oder 8 oder des Antikörpers von Anspruch 9 zum Nachweis von Au­ toimmunkrankheiten.12. Use of the polypeptide of claim 7 or 8 or of Antibody of claim 9 for the detection of Au immune disorders. 13. Verwendung nach Anspruch 12, wobei die Autoimmunkrankheiten rheumatoide Arthritis, Systemische Lupus Erythematosus, Mischkollagenose und Progressive Sklerodermie umfassen.13. Use according to claim 12, wherein the autoimmune diseases rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, Mixed collagenosis and progressive scleroderma include.
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