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Die
vorliegende Erfindung betrifft neuartige Insertionsstellen, die
für die
Integration exogener DNA-Sequenzen in das MVA-Genom nützlich sind.
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Allgemeiner
Stand der Technik
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Das
modifizierte Vacciniavirus Ankara (MVA) ist Mitglied der Orthopoxvirenfamilie
und wurde durch etwa 570 serielle Passagen auf embryonalen Hühnerfibroblasten
des Ankarastamms des Vacciniavirus (CVA) generiert (für einen Überblick
vergleiche Mayr, A., et al. [1975], Infection 3, 6–14). Als
Folge dieser Passagen enthält
das resultierende MVA-Virus 31 Kilobasen weniger an Genominformation
im Vergleich zu CVA und ist bezüglich
der Wirtzzellen stark restringiert (Meyer, H. et al., J. Gen. Virol.
72, 1031–1038
[1991]). MVA ist durch seine extreme Attenuierung gekennzeichnet,
nämlich
durch eine verringerte Virulenz oder Infektiosität, jedoch bei einer weiterhin
ausgezeichneten Immunogenität.
Bei Tests in zahlreichen Tiermodellen hat MVA bewiesen, dass es
sogar in immunosupprimierten Individuen avirulent ist. Noch wichtiger
ist, dass die ausgezeichneten Eigenschaften des MVA-Stamms in ausführlichen
klinischen Versuchen nachgewiesen wurden (Mayr et al., Zbl. Bakt.
Hyg. I, Abt. Org. B 167, 375–390
[1987]). Im Laufe dieser Studien an über 120.000 Menschen, einschließlich Hochrisikopatienten
wurden keine Nebenwirkungen festgestellt (Stickl et al., Dtsch.
med. Wschr. 99, 2386–2392
[1974]).
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Es
wurde ferner herausgefunden, dass das MVA im späten Stadium des Virusreplikationszyklus
in Säugetierzellen
blockiert ist (Sutter, G. and Moss, B. [1992] Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 89, 10847–10851). Dementsprechend
repliziert das MVA seine DNA vollständig, synthetisiert frühe, intermediäre und späte Genprodukte,
ist jedoch nicht in der Lage, reife infektiöse Virionen zu assemblieren,
die aus einer infizierten Zelle freigesetzt werden könnten. Aus
diesem Grund, nämlich.
aufgrund seiner restringierten Replikation, wurde MVA vorgeschlagen,
um als Genexpressionsvektor zu dienen.
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In
jüngerer
Zeit wurde MVA verwendet, um rekombinante Impfstoffe zu generieren,
die antigene Sequenzen, die entweder an der Stelle des Tymidinkinasegens
(tk)(U.S. Pat. No. 5,185,146) oder an der Stelle einer natürlich auftretenden
Deletion innerhalb des MVA-Genoms inseriert sind (PCT/EP96/02926),
exprimieren.
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Obwohl
der tk-Insertionslocus für
die Generierung rekombinanter Poxviren, insbesondere für die Generierung
rekombinanter Vacciniaviren (Mackett, et al. [1982] P.N.A.S. USA
79, 7415–7419)
häufig
verwendet wird, war diese Technologie für das MVA nicht geeignet. Scheiflinger
et al. haben gezeigt, dass das MVA sehr viel empfindlicher auf Genommodifikationen
reagiert als andere Poxviren, die für die Generierung rekombinanter
Poxviren verwendet werden können.
Scheiflinger et al. haben insbesondere gezeigt, dass eine der am meisten
für die
Integration heterologer DNA in Poxvirengenome verwendeten Stellen,
nämlich
der Thymdinkinasegenlocus (tk), nicht zum Generieren rekombinanter
MVAs verwendet werden kann. Jedes der resultierenden tk(–) rekombinanten
MVAs hat bewiesen, dass es höchst
instabil ist und bei der Reinigung sofort die inserierte DNA zusammen
mit Teilen der Genom-DNA des MVA deletiert (Scheiflinger et al.
[1996], Arch Virol 141: pp 663–669).
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Instabilität und damit
die hohe Wahrscheinlichkeit einer Genomrekombination ist ein bekanntes
Problem in der Pox-Virologie. Tatsächlich wurde das MVA im Laufe
langfristiger Passagen etabliert, wobei die Tatsache ausgenutzt
wurde, das das Virusgenom des CVA instabil ist, wenn es in vitro
in Zellen vermehrt wird, die auf Gewebe kultiviert wurden. Mehrere
tausend Nukleotide (31 kb) wurden aus dem MVA-Genom deletiert, das
daher im Vergleich mit dem ursprünglichen
CVA-Genom durch 6 große
und viele kleine Deletionen gekennzeichnet ist.
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Die
Genomorganisation des MVA-genom wurde unlängst beschrieben (Antoine et
al. [1998), Virology 244, 365–396).
Das 178 kb-Genom des MVA ist dicht gepackt und umfasst 193 individuelle
offene Leseraster (ORFs [open reading frames]), die für Proteine
mit einer Länge
von mindestes 63 Aminosäuren
codieren. Im Vergleich mit dem hochinfektiösen Variolavirus und auch dem
Prototyp des Vacciniavirus, nämlich
dem Copenhagenstamm, ist die Mehrheit der ORFs des MVA fragmentiert
oder trunkiert (Antoine et al. [1998], Virology 244, 365–396). Mit
nur sehr wenigen Ausnahmen werden jedoch alle ORFs, einschließlich der
fragmentierten oder trunkierten ORFs in Proteine transkribiert oder
translatiert. Im Folgenden wird die Nomenklatur von Antoine et al.
verwendet, und – wenn
sie geeignet ist – wird
auch die Nomenklatur, die auf der HindIII-Restriktionsenzymverdauung basiert,
angegeben.
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Bisher
führte
nur die Insertion exogener DNA in die natürlich auftretenden Deletionsstellen
des MVA-Genoms zu stabilen rekombinanten MVAs (PCT/EP96/02926).
Bedauerlicherweise gibt es nur eine beschränkte Anzahl natürlich auftretender
Deletionsstellen im MVA-Genom. Zusätzlich wurde gezeigt, dass
andere Insertionsstellen, wie z. B. der tk-Genlocus kaum für die Generierung
rekombinanter MVAs geeignet sind (Scheiflinger et al. [1996], Arch
Virol 141: pp 663–669).
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Aufgabe der
Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, weitere Insertionsstellen
des MVA-Genoms zu identifizieren und Insertionsvektoren bereitzustellen,
die die Insertion exogener DNA-Sequenzen in die neu identifizierten
Insertionsstellen des MVA-Genoms steuern.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein rekombinantes
MVA bereitzustellen, das exogene DNA-Sequenzen umfasst, die stabil in neue
Insertionsstellen des MVA-Genoms integriert sind.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben neue Stellen für die Insertion
exogener DNA-Sequenzen in das Genom des modifizierten Vacciniavirus
Ankara (MVA) identifiziert. Die neuen Insertionsstellen liegen in
den intergenen Bereichen (IGRs [intergenic regions]) des Virusgenoms,
wobei die IGRs wiederum zwischen zwei benachbarten offenen Leserastern
(ORFs) des MVA-Genoms liegen oder von diesen flankiert werden.
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Dementsprechend
betrifft die vorliegenden Erfindung ein rekombinantes MVA, das eine
heterologe DNA-Sequenz umfasst, die in eine IGR des Virusgenoms
inseriert ist. Gemäß der vorliegenden
Erfindung können
eine oder mehrere exogene DNA-Sequenzen in eine oder mehrere IGRs
inseriert werden.
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Überraschenderweise
wurde herausgefunden, dass exogene DNA-Sequenzen in den IGRs des MVA-Genoms
wirklich stabil inseriert bleiben: Wie oben bereits angegeben wird
das Genom des MVA als ziemlich instabil erachtet. Es scheint, dass
die Gene oder DNA-Sequenzen, die für die Vermehrung des Virus
nicht essentiell sind, deletiert oder fragmentiert sind. Obwohl – ebenfalls überraschenderweise – herausgefunden wurde,
dass stabile rekombinante MVAs erhalten werden, wenn heterologe
DNA-Sequenzen in die natürlich auftretenden
Deletionsstellen des MVA-Genoms inseriert werden (PCT/EP96/02926),
wurde – andererseits – herausgefunden,
dass Wirtsspektrumsgene, wie z. B. der tk-Locus, der häufig für die Generierung
anderer rekombinanter Poxviren verwendet wird, keine passenden Insertionsstellen
im MVA sind. Die Tatsache, dass Vero-MVA eine extra Genomdeletion aufweist
(PCT/EP01/02703), lässt
ebenfalls vermuten, dass das Genom dynamisch ist, in dem Sinne,
dass es leicht Gene deletiert, die für die Vermehrung nicht erforderlich
sind. Daher kann gefolgert werden, dass bei der Insertion heterologer
DNA-Sequenzen, die nicht essentiell für die Virusvermehrung sind,
in die Räume
zwischen den ORFs, damit gerechnet werden müsste, dass sie ebenfalls von dem
Virus deletiert werden würden.
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Während die
Nukleotidsequenz eines ORFs eine Aminosäuresequenz codiert, die ein
Peptid, Polypeptid oder Protein bildet, haben die IGRs zwischen
zwei ORFs keine Codierungsfähigkeit,
können
aber regulatorische Elemente, Bindungsstellen, Promoter- und/oder
Verstärkersequenzen
umfassen, die für
die Transkriptionskontrolle der viralen Genexpression essentiell
oder an ihr beteiligt sind. Somit kann die IGR an der Regulationskontrolle
des viralen Lebenszyklus beteiligt sein. Die Erfinder der vorliegenden
Erfindung haben jedoch ebenfalls gezeigt, dass die neuen Insertionsstellen
den unerwarteten Vorteil haben, dass exogene DNA-Sequenzen stabil
in das MVA-Genom inseriert werden können, ohne die typischen Eigenschaften
und die Genexpression des MVAs zu beeinflussen oder abzuändern. Die
neuen Insertionsstellen sind besonders nützlich, da kein ORF oder codierende
Sequenz des MVA verändert
wird.
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Überdies
wurde überraschenderweise
herausgefunden, dass die Expressionsstärke eines Fremdgens, das in
eine IGR inseriert wurde, höher
ist, als die Expressionsstärke
eines Fremdgens, das in eine Deletionsstelle des MVA-Genoms inseriert
wurde (vgl. auch Beispiel 1).
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Die
Nukleotidsequenz eines ORF beginnt in der Regel mit einem Startcodon
und endet mit einem Stoppcodon. Abhängig von der Orientierung der
zwei benachbarten ORFs der IGR, ist der Bereich zwischen diesen
ORFs entweder von den beiden Stoppcodonen der zwei benachbarten
ORFs flankiert, oder durch die zwei Startcodone der zwei benachbarten
ORFs, oder vom Stoppcodon des ersten ORF und dem Startcodon des
zweiten ORF, oder vom Startcodon des ersten ORF und dem Stoppcodon
des zweiten ORF.
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Dementsprechend
kann die Insertionsstelle für
die exogene DNA-Sequenz in die IGR stromabwärts oder 3' vom Stoppcodon eines ersten ORF liegen.
Falls das benachbarte ORF, auch zweites ORF genannt, die gleiche
Orientierung wie das erste ORF hat, liegt diese Insertionsstelle
stromabwärts
des Stoppcodons des ersten ORF stromaufwärts oder 5' vom Startcodon des zweiten ORF.
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Falls
das zweite ORF eine entgegen gesetzte Orientierung im Verhältnis zum
ersten ORF hat, was bedeutet, dass die Orientierung der zwei benachbarten
ORFs aufeinander zeigt, dann liegt die Insertionsstelle stromabwärts des
Stoppcodons beider ORFs.
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Als
dritte Alternative, falls die zwei benachbarten ORFs in entgegen
gesetzter Richtung lesen, aber die Orientierung der zwei benachbarten
ORFs von einander wegzeigt, was synonym ist mit einer Positionierung, die
dadurch gekennzeichnet ist, dass die Startcodone der beiden ORFs
einander benachbart sind, dann wird die exogene DNA stromaufwärts im Verhältnis zu
beiden Startcodonen inseriert.
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Die
ORFs im MVA-Genom treten in zwei Codierungsrichtungen auf. Folglich
tritt die Polymeraseaktivität
von links nach rechts, d. h., in Vorwärtsrichtung und, entsprechend
von rechts nach links (Rückwärtsrichtung)
auf. Es ist in der Poxvirologie allgemeine Praxis und es wurde zur
Standardklassifikation für
Vacciniaviren, die ORFs über
ihre Orientierung und ihre Position auf den verschiedenen HindIII-Restriktionsverdauungsfragmenten
des Genoms zu identifizieren. Für
die Nomenklatur werden die verschiedenen HindIII-Fragmente über absteigende
Großbuchstaben
benannt, die ihrer absteigenden Größe entsprechen. Das ORF ist
von links nach rechts auf jedem HindIII-Fragment nummeriert und
die Orientierung der ORFs wird durch ein großes L angegeben (das für Transkription
von rechts nach links steht) oder R (das für Transkription von links nach rechts
steht). Zusätzlich
gibt es eine jüngere
Publikation der MVA-Genomstruktur, die eine andere Nomenklatur verwendet,
bei der die ORF einfach vom linken zum rechten Ende des Genoms nummeriert,
und ihre Orientierung mit einem großen L oder R angegeben wird
(Antoine et al. [1998], Virology 244, 365–396). Um ein Beispiel zu nennen:
das I4L ORF nach der alten Nomenklatur entspricht dem 064L ORF nach
Antoine et al. Wenn nichts anderes angegeben ist, verwendet die
vorliegende Erfindung die Nomenklatur nach Antoine et al.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können
heterologe DNA-Sequenzen
in eine oder mehrere IGRs inseriert werden, die zwischen zwei benachbarten
ORFs liegen, ausgewählt
aus der Gruppe, umfassend:
001L–002L, 002L–003L, 005R–006R, 006L–007R, 007R–008L, 008L–009L, 017L–018L, 018L–019L, 019L–020L, 020L–021L, 023L–d24L, 024L–025L, 025L–026L, 028R–029L, 030L–031L, 031L–032L, 032L–033L, 035L–036L, 036L–037L, 037L–038L, 039L–040L, 043L–044L, 044L–045L, 046L–047R, 049L–050L, 050L–051L, 051L–052R, 052R–053R, 053R–054R, 054R–055R, 055R–056L, 061L–062L, 064L–065L, 065L–066L, 066L–067L, 077L–078R, 078R–079R, 080R–081R, 081R–082L, 082L–083R, 085R–086R, 086R–087R, 088R–089L, 089L–090R, 092R–093L, 094L–095R, 096R–097R, 097R–098R, 101R–102R, 103R–104R, 105L–106R, 107R–108L, 108L–109L, 109L–110L, 110L–111L, 113L–114L, 114L–115L, 115L–116R, 117L–118L, 118L–119R, 122R–123L, 123L–124L, 124L–125L, 125L–126L, 133R–134R, 134R–135R, 136L–137L, 137L–138L, 141L–142R, 143L–144R, 144R–145R, 145R–146R, 146R–147R, 147R–148R, 148R–149L, 152R–153L, 153L–154R, 154R–155R, 156R–157L, 157L–158R, 159R–160L, 160L–161R, 162R–163R, 163R–164R, 164R–165R, 165R–166R, 166R–167R, 167R–168R, 170R–171R, 173R–174R, 175R–176R, 176R–177R, 178R–179R, 179R–180R, 180R–181R, 183R–184R, 184R–185L, 185L–186R, 186R–187R, 187R–188R, 188R–189R, 189R–190R, 192R–193R.
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Nach
der alten Nomenklatur entspricht ORF 006L C10L, 019L ist C6L, 020L
ist N1L, 021L ist N2L, 023L ist K2L, 028R ist K7R, 029L ist F1L,
037L ist F8L, 045L ist F15L, 050L ist E3L, 052R ist E5R, 054R ist E7R,
055R ist E8R, 056L ist E9L, 062L ist I1L, 064L ist I4L, 065L ist
I5L, 081R ist L2R, 082L ist L3L, 086R ist J2R, 088R ist J4R, 089L
ist J5L, 092R ist H2R, 095R ist H5R, 107R ist D10R, 108L ist D11L,
122R ist A11R, 123L ist A12L, 125L ist A14L, 126L ist A15L, 135R
ist A24R, 136L ist A25L, 137L ist A26L, 141L ist A30L, 148R ist
A37R, 149L ist A38L, 152R ist A40R, 153L ist A41L, 154R ist A42R,
157L ist A44L, 159R ist A46R, 160L ist A47L, 165R ist A56R, 166R
ist A57R, 167R ist B1R, 170R ist B3R, 176R ist B8R, 180R ist B12R,
184R ist B16R, 185L ist B17L, und 187R ist B19R.
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Vorzugsweise
wird die heterologe Sequenz in eine IGR inseriert, die von zwei
benachbarten ORFs flankiert ist, ausgewählt aus der Gruppe, die 007R–008L, 018L–019L, 044L–045L, 064L–065L, 136L–137L oder
148R–149L
umfasst.
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Heterologe
oder exogene DNA-Sequenzen sind Sequenzen, die in der Natur normalerweise
nicht in Verbindung mit dem Poxvirus gefunden werden, wie er gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird. Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die exogene DNA-Sequenz mindestens
eine codierende Sequenz. Die codierende Sequenz ist operativ an
ein Transkriptionskontrollelement gekoppelt, vorzugsweise an ein
poxvirales Transkriptionskontrollelement. Zusätzlich können auch Kombinationen zwischen
einem poxviralen Transkriptionskontrollelement und, z. B., internen
Ribosomen-Eintrittsstellen verwendet werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
kann die exogene DNA-Sequenz auch zwei oder mehrere codierende Sequenzen
umfassen, die mit einem oder mehreren Transkriptionskontrollelementen
gekoppelt sind. Vorzugsweise codiert die codierende Sequenz ein
oder mehrere Proteine, Polypeptide, Peptide, Fremdantigene oder
antigene Epitope, besonders jene von therapeutisch interessanten
Genen.
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Therapeutisch
interessante Gene gemäß der vorliegenden
Erfindung können
Gene sein, die abgeleitet sind von oder homolog zu Genen pathogener
oder infektiöser
Mikroorganismen, die krankheitserregend sind. Dementsprechend werden
im Kontext der vorliegenden Erfindung solche therapeutisch interessanten
Gene dem Immunsystem eines Organismus präsentiert, um eine spezifische
Immunantwort zu bewirken, vorzugsweise zu induzieren, und dadurch
den Organismus gegen eine Infektion mit dem Mikroorganismus zu impfen oder
prophylaktisch zu schützen.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden die therapeutisch interessanten
Gene ausgewählt
aus Genen infektiöser
Viren, z. B., – aber
nicht beschränkt
auf – Denguevirus,
Japan-Enzephalitis-Virus, Hepatitis-Virus B oder C oder Immunschwächeviren, wie
etwa HIV.
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Gene,
die vom Denguevirus abgeleitet sind, sind bevorzugt NS1- und PrM-Gene,
wobei die Gene von einem, zwei, drei oder vier oder von allen 4
Denguevirus-Serotypen
abgeleitet werden können.
Das NS1-Gen wird vorzugsweise vom Denguevirus-Serotyp 2 abgeleitet
und wird vorzugsweise in die IGR zwischen den ORFs 064L–065L (I4L–I5L) inseriert.
Die PrM-Gene, die vorzugsweise von allen 4 Denguevirus-Serotypen
abgeleitet werden, werden vorzugsweise in die IGRs zwischen den
ORFs inseriert, ausgewählt
aus 007R–008L, 044L–045L, 136L–137L oder
148R–149L.
Mehr bevorzugt wird das PrM-Gen, das das vom Denguevirus-Serotyp
1 (prM1) abgeleitet ist, in die IGR von 148R–149L inseriert, PrM2 in die
IGR 007R–008L,
PrM3 in die IGR der ORFs 044L–045L
und PrM4 in die IGR 136L–137L.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die heterologe DNA-Sequenz vom HIV
abgeleitet und codiert HIV env, wobei das HIV-env-Gen vorzugsweise in die IGR zwischen
007R–008L
inseriert wird.
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Außerdem umfassen
therapeutisch interessante Gene der vorliegenden Erfindung auch
krankheitsbezogene Gene, die eine therapeutische Wirkung auf proliferative
Störung,
Krebs oder Stoffwechselerkrankungen haben. Ein therapeutisch interessantes
Gen im Hinblick auf Krebs könnte
zum Beispiel ein Krebsantigen sein, das die Fähigkeit hat, eine spezifische
Anti-Krebs-Immunreaktion
zu induzieren.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die exogene DNA-Sequenz mindestens
eine codierende Sequenz.
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Selektionsgene
transduzieren eine besondere Resistenz auf eine Zelle, wobei ein
gewisses Selektionsverfahren möglich
wird. Dem Fachmann sind zahlreiche Selektionsgene bekannt, die in
einem poxviralen System verwendet werden können. Dazu gehören zum
Beispiel das Neomycinresistenzgen (NPT) oder das Phosphoribosyl-Transferasegen (gpt).
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Markergene
induzieren eine Farbreaktion in transduzierten Zellen, die verwendet
werden kann, um transduzierte Zellen zu identifizieren. Dem Fachmann
sind zahlreiche Markergene bekannt, die in einem poxviralen System
verwendet werden können.
Dazu gehören
die Gene, die z. B. β-Galactosidase
(β-gal), β-Glucosidase (β-glu), das
grün fluoreszierende
Protein (EGFP) oder das blau fluoreszierende Protein codieren.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die exogene DNA-Sequenz eine
Abstandssequenz, die das poxvirale Transkriptionskontrollelement
und/oder die codierende Sequenz in der exogenen DNA-Sequenz vom
Stoppcodon und/oder Startcodon der benachbarten ORFs separiert.
Diese Abstandssequenz zwischen dem Stopp- bzw. Startcodon des benachbarten
ORF und der inserierten codierenden Sequenz in der exogenen DNA
hat den Vorteil, die inserierte exogene DNA zu stabilisieren, und
somit jeden resultierenden rekombinanten Virus. Die Größe der Abstandssequenz
ist variabel, solange die Sequenz keine eigene codierende oder regulatorische
Funktion hat.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist die Abstandssequenz, die das poxvirale Transkriptionskontrollelement
und/oder die codierende Sequenz in der exogenen DNA-Sequenz vom
Stoppcodon des benachbarten ORF separiert, mindestens ein Nukleotid
lang.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist die Abstandssequenz, die das poxvirale Transkriptionskontrollelement
und/oder die codierende Sequenz in der exogenen DNA-Sequenz vom
Stoppcodon der benachbarten ORF separiert, mindestens ein Nukleotid
lang. Insbesondere in Fällen,
in denen ein typisches Vacciniaviruspromoterelement stromaufwärts eines
Startcodons identifiziert wird, kann die Insertion exogener DNA
das Promoterelement vom Startcodon des benachbarten ORF nicht separieren.
Ein typisches Vacciniapromoterelement kann identifiziert werden,
indem z. B. die Sequenz „TAAAT" auf späte Promoter
gescannt wird (Davison & Moss,
J. Mol. Biol. 1989; 210: 771–784)
und eine A/T-reiche Domäne
auf frühe
Promoter. Eine Abstandssequenz von etwa 30 Nukleotiden ist die bevorzugte
Distanz, um sicherzustellen, dass ein poxviraler Promoter, der stromaufwärts des
Startcodons des ORF liegt, nicht beeinflusst wird. Zusätzlich beträgt, gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform,
die Distanz zwischen der inserierten exogenen DNA und dem Startcodon
des benachbarten ORF etwa 50 Nukleotide und mehr bevorzugt etwa
100 Nukleotide.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die Abstandssequenz ein zusätzliches
poxvirales Transkriptionskontrollelement, das in der Lage ist, die
Transkription des benachbarten ORF zu kontrollieren.
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Ein
typischer MVA-Stamm, der gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Generierung eines rekombinanten MVA verwendet werden
kann, ist MVA-575, der bei der European Collection of Animal Cell
Cultures unter der Hinterlegungsnummer ECACC V00120707 hinterlegt
wurde.
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Ein
anderer bevorzugter MVA-Stamm ist MVA-Vero oder ein Derivat davon.
MVA-Vero-Stämme
wurden bei der European Collection of Animal Cell Cultures unter
den Hinterlegungsnummern ECACC V99101431 und 01021411 hinterlegt.
Die Sicherheit des MVA-Vero wird durch biologische, chemische und
physikalische Eigenschaften reflektiert, wie in der internationalen
Patentanmeldung PCT/EP01/02703 beschrieben sind. Im Vergleich mit
anderen MVA-Stämmen
beinhaltet der Vero-MVA eine zusätzliche
Genomdeletion.
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Ein
weiterer, noch mehr bevorzugter MVA-Stamm ist MVA-BN. MVA-BN wurde
bei der European Collection of Animal Cell Cultures mit der Hinterlegungsnummer
ECACC V00083008 hinterlegt. Der MVA-BN-Virus ist ein extrem attenuierter
Virus, der auch vom modifizierten Vacciniavirus Ankara abgeleitet
ist (vergleiche auch PCT/EP01/13628).
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Der
Begriff „Derivate" eines Virus gemäß der vorliegenden
Erfindung bezieht sich auf die Virusnachkommen, die die gleichen
charakteristischen Merkmale aufweisen wie der Elternvirus, jedoch
Unterschiede in einem oder mehreren Teilen ihres Genoms zeigen.
Der Begriff „Derivat
von MVA" beschreibt
einen Virus, der die im Vergleich mit dem MVA gleichen funktionellen
Eigenschaften hat. Zum Beispiel hat ein Derivat von MVA-BN die gleichen
charakteristischen Merkmale wie MVA-BN. Eine dieser Eigenschaften
von MVA-BN oder Derivaten
davon ist seine Attenuierung und die fehlende Replikation in menschlichen
HaCat-Zellen.
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Das
rekombinante MVA gemäß der vorliegenden
Erfindung ist als Medikament oder Impfung nützlich. Es wird gemäß einer
weiteren Ausführungsform
für die
Einführung
der exogenen codierenden Sequenz in eine Targetzelle verwendet,
wobei diese Sequenz entweder homolog oder heterolog zum Genom der
Targetzelle ist.
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Die
Einführung
einer exogenen codierenden Sequenz in eine Targetzelle kann in vitro
erfolgen, um Proteine, Polypeptide, Peptide, Antigene oder antigene
Epitope zu produzieren. Dieses Verfahren umfasst die Infektion einer
Wirtszelle mit dem rekombinanten MVA gemäß der Erfindung, die Kultivierung
der infizierten Wirtszelle unter geeigneten Bedingungen und die
Isolierung und/oder Anreicherung des von der Wirtszelle produzierten
Polypeptids, Proteins, Peptids, Antigens, Epitops und/oder Virus.
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Außerdem kann
das Verfahren zur Einführung
einer oder mehrerer homologer oder einer oder mehrerer heterologer
Sequenzen in Zellen für
die In-vitro- und die In-vivo-Therapie
angewendet werden. Für
die In-vitro-Therapie werden isolierte Zellen, die zuvor (ex vivo)
mit dem rekombinanten MVA gemäß der Erfindung
infiziert wurden, einem lebenden Tierkörper verabreicht, um eine Immunantwort
zu bewirken, vorzugsweise zu induzieren. Für die In-vivo-Therapie wird
der rekombinante Poxvirus gemäß der Erfindung
dem lebenden Tierkörper
direkt verabreicht, um eine Immunantwort zu bewirken, vorzugsweise
zu induzieren. In diesem Fall werden die Zellen, die die Inokulationsstelle
umgeben, aber auch die Zellen, in die das Virus z. B. über den
Blutstrom, transportiert wird, direkt in vivo mit dem rekombinanten
MVA gemäß der Erfindung
infiziert. Nach der Infektion synthetisieren diese Zellen die Proteine,
Peptide oder antigenen Epitope der therapeutischen Gene, die von
der exogenen codierenden Sequenz codiert werden, und präsentieren
sie, oder Teile davon, anschließend
auf der zellulären
Oberfläche.
Spezialisierte Zellen des Immunsystems erkennen die Präsentation
solcher heterologer Proteine, Peptide oder Epitope und starten eine
spezifische Immunantwort.
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Da
das MVA stark wachstumsrestringiert und somit stark attenuiert ist,
ist es für
die Behandlung eines großen
Spektrums von Säugetieren,
einschließlich
des Menschen, einschließlich
immungeschwächter
Tiere oder Menschen, nützlich.
Die vorliegende Erfindung stellt auch pharmazeutische Zusammensetzungen
und Impfstoffe zur Induzierung einer Immunantwort in einem lebenden
Tierkörper,
einschließlich
des Menschen, bereit.
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Die
pharmazeutische Zusammensetzung kann grundsätzlich einen oder mehrere pharmazeutisch
unbedenkliche und/oder anerkannte Trägermittel, Zusatzmittel, Antibiotika,
Konservierungsstoffe, Adjuvans, Verdünnungsmittel und/oder Stabilisatoren
enthalten.
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Solche
Hilfssubstanzen können
Wasser, Kochsalzlösung,
Glycerol, Ethanol, Benetzungsmittel oder Emulgatoren, pH-Puffersubstanzen
oder ähnliche
sein. Geeignete Trägermittel
sind typischerweise große, langsam
metabolisiserende Moleküle,
wie etwa Proteine, Polysaccharide, polylaktische Säuren, Polyglycolsäuren, polymerische
Aminosäuren,
Aminosäurecopolymere,
Lipidaggregate oder ähnliche.
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Für die Herstellung
von Impfstoffen wird der rekombinante Poxvirus gemäß der Erfindung
in eine physiologisch unbedenkliche Form umgewandelt. Das kann auf
der Basis der Erfahrung bei der Herstellung von Poxvirusimpfstoffen
erfolgen, die für
die Impfung gegen Pocken verwendet wurden (wie von Stickl, H. et
al. [1974] Dtsch. med. Wschr. 99, 2386–2392 beschrieben). Das gereinigte
Virus wird zum Beispiel bei –80°C mit einem
Titer von 5 × 10E8
TCID50/ml gelagert, das in etwa 10 mM Tris,
140 mM NaCl, pH-Wert 7,4, formuliert ist. Für die Herstellung von Impfschüssen werden
z. B. 10E2–10E8-Teilchen
des Virus in 100 ml von phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS)
in Gegenwart von 2% Pepton und 1% menschlichem Albumin in einer
Ampulle, vorzugsweise in einer Glasampulle, lyophilisiert. Alternativ
können
die Impfschüsse
produziert werden, indem das Virus schrittweise in einer Formulierung
gefriergetrocknet wird. Diese Formulierung kann zusätzliche
Zusatzmittel, wie etwa Mannitol, Dextran, Zucker, Glycin, Lactose
oder Polyvinylpyrrolidon oder andere Hilfsstoffe, wie etwa Antioxidanzien
oder Inertgas, Stabilisatoren oder rekombinante Proteine (z. B.
menschliches Serumalbumin) enthalten, die für die Verabreichung in vivo
geeignet sind. Die Glasampulle wird dann versiegelt und kann zwischen
4°C und
Raumtemperatur mehrere Monate lang gelagert werden. Solange jedoch kein
Bedarf besteht, sollte die Ampulle vorzugsweise bei Temperaturen
von unter –20°C gelagert
werden.
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Für die Impfung
oder Therapie kann das Lyophilisat in 0,1 bis 0,5 ml einer wässrigen
Lösung
gelöst werden,
vorzugsweise physiologischer Kochsalzlösung oder Tris-Puffer, und entweder
systemisch oder lokal verabreicht werden, d. h. parenteral, subkutan,
intramuskulär,
durch Hautritzung oder jeden anderen Verabreichungsweg, der dem
Fachmann bekannt ist. Die Art der Verabreichung, die Dosis und die
Anzahl der Verabreichungen kann auf bekannte Weise von Fachleuten
optimiert werden. Im Allgemeinen wird ein Patient jedoch mit einem
zweiten Schuss etwa einen Monat oder sechs Wochen nach dem ersten
Impfschuss geimpft.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner Plasmidvektoren, die verwendet
werden können,
um ein rekombinantes MVA gemäß der vorliegenden
Erfindung zu generieren und betrifft auch bestimmte DNA-Sequenzen:
In
der Regel umfasst die IGR, die zwischen zwei benachbarten ORFs liegt,
oder von diesen flankiert wird, Nukleotidsequenzen, in die die interessierende
exogene DNA-Sequenz inseriert werden kann. Dementsprechend umfasst
der Plasmidvektor gemäß der vorliegenden
Erfindung eine DNA-Sequenz, die homolog zum Genom des MVA oder von
ihm abgeleitet ist, wobei die DNA-Sequenz ein vollständiges oder
teilweises Fragment einer IGR-Sequenz umfasst, das zwischen zwei
benachbarten ORFs des Virusgenoms liegt oder von diesen flankiert
wird. Vorzugsweise umfasst der Plasmidvektor, der in die IGR-abgeleitete
Sequenz inseriert ist, mindestens eine Klonierungsstelle für die Insertion
einer interessierenden exogenen DNA-Sequenz und vorzugsweise für die Insertion
eines poxviralen Transkriptionskontrollelements, das operativ mit
der heterologen DNA-Sequenz gekoppelt ist. Optional umfasst der
Plasmidvektor eine Reporter- und/oder Selektionsgenkassette. Der Plasmidvektor
umfasst vorzugsweise auch Sequenzen von zwei benachbarten ORFs,
die das vollständige oder
teilweise Fragment der IGR- Sequenz
flankieren.
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Es
wurden einige IGRs identifiziert, die keine Nukleotidsequenzen beinhalten.
In diesen Fällen
umfasst der Plasmidvektor DNA-Sequenzen von flankierenden IGR-Sequenzen, d. h.
DNA-Sequenzen der zwei benachbarten ORFs. Vorzugsweise wir die Klonierungsstelle
für die
Insertion der heterologen DNA-Sequenz in die IGR inseriert. Die
DNA der flankierenden IGR-Sequenzen wird verwendet, um die Insertion
der exogenen DNA-Sequenzen in die entsprechende IGR im MVA-Genom
zu steuern. Ein solcher Plasmidvektor kann zusätzlich ein vollständiges oder
teilweises Fragment einer IGR-Sequenz beinhalten, das die Klonierungsstelle für die Insertion
der heterologen DNA-Sequenz umfasst und, optional, die Reporter-
und/oder Selektionsgenkassette.
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Die
IGR-DNA-Sequenzen sowie die flankierenden IGR-Sequenzen der zwei benachbarten ORFs
werden vorzugsweise ausgewählt
aus IGRs bzw. ORFs, die ausgewählt
werden aus der Gruppe, umfassend
001L–002L, 002L–003L, 005R–006R, 006L–007R, 007R–008L, 008L–009L, 017L–018L, 018L–019L, 019L–020L, 024L–021L, 023L–024L, 024L–025L, 025L–026L, 028R–029L, 030L–431L, 031L–032L, 032L–033L, 035L–036L, 036L–037L, 037L–038L, 039L–040L, 043L–044L, 044L–045L, 046L–047R, 049L–050L, 050L–051L, 051L–052R, 052R–053R, 053R–054R, 054R–055R, 055R–056L, 061L–062L, 064L–065L, 065L–066L, 066L–067L, 077L–078R, 078R–079R, 080R–081R, 081R–082L, 082L–083R, 085R–086R, 086R–087R, 088R–089L, 089L–090R, 092R–093L, 094L–095R, 096R–097R, 097R–098R, 101R–102R, 103R–104R, 105L–106R, 107R–108L, 108L–109L, 109L–110L, 110L–111L, 113L–114L, 114L–115L, 115L–116R, 117L–118L, 118L–119R, 122R–123L, 123L–124L, 124L–125L, 125L–126L, 133R–134R, 134R–135R, 136L–137L, 137L–138L, 141L–142R, 143L–144R, 144R–145R, 145R–146R, 146R–147R, 147R–148R, 148R–149L, 152R–153L, 153L–154R, 154R–155R, 156R–157L, 157L–158R, 159R–160L, 160L–161R, 162R–163R, 163R–164R, 164R–165R, 165R–166R, 166R–167R, 167R–168R, 170R–171R, 173R–174R, 175R–176R, 176R–177R, 178R–179R, 179R–180R, 180R–181R, 183R–184R, 184R–185L, 185L–186R, 186R–187R, 187R–188R, 188R–189R, 189R–190R, 192R–193R.
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Die
Sequenzen werden mehr bevorzugt ausgewählt aus IGRs bzw. ORFs, die
ausgewählt
sind aus der Gruppe, die 007R–008L,
018L–019L,
044L–045L,
064L–065L,
136L–137L
oder 148L–149L
umfasst. IGR-abgeleitete Sequenzen werden vorzugsweise ausgewählt aus
der Gruppe, die die folgenden Nukleotidsequenzen umfassen:
Nr.
527-608 der SegID Nr. 32;
Nr. 299-883 der SegID Nr. 33;
Nr.
339-852 der SegID Nr. 34;
Nr. 376-647 der SegID-Nr. 35;
Nr.
597-855 der SegID-Nr. 36;
Nr. 400-607 der SegID-Nr. 37.
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Flankierende
IGR-Sequenzen der zwei benachbarten ORFS werden vorzugsweise ausgewählt aus der
Gruppe, die die folgenden Nukleotidsequenzen umfasst:
Nr. 1-525
und 609-1190 der SegID-Nr. 32;
Nr. 101-298 und 884-1198 der
SegID-Nr. 33;
Nr. 1-338 und 853-1200 der SegID-Nr. 34;
Nr.
1-375 und 648-1200 der SegID-Nr. 35;
Nr. 1-596 und 856-1200
der SegID-Nr. 36;
Nr. 1-399 und 608-1081 der SegID-Nr. 37.
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Die
DNA-Sequenzen werden vorzugsweise vom Genom des MVA abgeleitet,
oder sind homolog zu ihm, das bei der ECACC unter der Hinterlegungsnummer
V00083008 hinterlegt ist.
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Um
einen Plasmidvektor gemäß der vorliegenden
Erfindung zu generieren, werden die Sequenzen isoliert und in einen
Standardklonierungsvektor, wie etwa pBluescript (Stratagene), kloniert,
wobei sie die exogene DNA, die in das MVA-Genom inseriert werden
soll, flankieren. Optional umfasst ein solcher Plasmidvektor eine
Selektions- oder Reportergenkassette, die aus dem endgültigen rekombinanten
Virus deletiert werden kann, aufgrund einer repetitiven Sequenz,
die in dieser Kassette enthalten ist.
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Verfahren
zur Einführung
exogener DNA-Sequenzen durch einen Plasmidvektor in ein MVA-Genom und
Verfahren, um ein rekombinantes MVA zu erhalten, sind dem Fachmann
bekannt und können
zusätzlich aus
den folgenden Quellen hergeleitet werden:
Molecular Cloning,
A laboratory Manual. Second Edition. By J. Sambrook, E. F. Fritsch
and T. Maniatis. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 1989: beschreiben Techniken
und Know-how für
molekularbiologische Standardtechniken, wie etwa Klonieren von DNA,
RNA-Isolierung,
Western-Blot-Analyse, RT-PCR- und PCR-Amplifikationstechniken;
Virology
Methods Manual. Edited by Brian W. J. Mahy and Hillar O Kangro.
Academic Press. 1996: beschreibt Techniken für die Handhabung und Manipulation
von Viren;
Molecular Virology: A Practical Approach. Edited
by A. J. Davison and R. M. Elliott. The Practical Approach Series.
IRL Press at Oxford University Press. Oxford 1993. Chapter 9: Expression
of genes by Vaccinia virus vectors;
Current Protocols in Molecular
Biology. Publisher: John Wiley and Son Inc. 1998. Chapter 16, section
IV: Expression of proteins in mammalian cells using Vaccinia viral
vector: beschreibt Techniken und Knowhow für die Handhabung, Manipulation
und gentechnische Herstellung von MVA.
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Das
MVA gemäß der vorliegenden
Erfindung, vorzugsweise das MVA, das bei der ECACC unter der Hinterlegungsnummer
V00083008 hinterlegt wurde, kann produziert werden, indem eine Zelle
mit einem Plasmidvektor gemäß der vorliegenden
Erfindung transfiziert wird, wobei die transfizierte Zelle mit einem
MVA infiziert wird und indem anschließend die MVA gemäß der Erfindung
identifiziert, isoliert und optional gereinigt wird.
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Die
DNA-Sequenzen gemäß der Erfindung
können
verwendet werden, um das MVA oder dessen Derivate gemäß der Erfindung
und Zellen oder Individuen, die mit einem MVA gemäß der vorliegenden
Erfindung infiziert sind, zu identifizieren oder zu isolieren. Die
DNA-Sequenzen werden z. B. verwendet, um PCR-Primere oder Hybridisierungssonden
zu generieren oder werden in Array-Technologien verwendet.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1: Restriktionskarte der Vektorkonstrukte
pBNX39 (1a), pBNX70 (1b)
und pBN84 (1c), die etwa 600 bp der MVA-Sequenzen
umfassen, die die Insertionsstelle nach dem I4L ORF flankieren.
Die Plasmide umfassen zusätzlich
exogene DNA (Ecogpt bzw. hBFP) unter der Transkriptionskontrolle des
Poxviruspromoters P) zwischen den flankierenden Sequenzen: Flanke
1 (F1 I4L–I5L)
und Flanke 2 (F2 I4L–I5L).
F1rpt steht für
eine repetitive Sequenz von Flanke 1, um die Deletion der Reporterkassette
aus einem resultierenden rekombinanten Virus zu ermöglichen.
pBN84 (1c) codiert zusätzlich für das Denguevirusprotein
NS1 (NS1 DEN). Weitere Abkürzungen:
AmpR = Ampicilinresistenzgen; bps = Basenpaare.
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2: Restriktionskarte der Vektorkonstrukte
pBNX51 (2a), pBNX67 (2b)
und pBN27 (2c), die etwa 600 bp der MVA-Sequenzen
umfassen, die die Insertionsstelle nach ORF 137L flankieren (Flanke
1: F1136–137
entspricht Position 129340 bis 129930 des MVA-Genoms; Flanke 2:
F2136–137
entspricht Position 129931 bis 130540 des MVA-Genoms). Zusätzlich umfasst
der Vektor pBNX67 (2b) exogene DNA (NPTII-Gen =
Neomycinresistenz). unter der Transkriptionskontrolle eines Poxviruspromoters
P) zwischen den flankierenden Sequenzen. F2rpt steht für eine repetitive
Sequenz von Flanke 2, um die Deletion der Reporterkassette aus einem
resultierenden rekombinanten Virus zu ermöglichen. pBN27 (2c)
codiert zusätzlich
für den
Denguevirus PrM4 unter der Kontrolle eines Poxviruspromoters. Weitere
Abkürzungen: AmpR
= Ampicilinresistenzgen; bps = Basenpaare; IRES = Interne Ribosomen-Eintrittsstelle;
EGFP = Gen für das verstärkte grüne fluoreszierende
Protein.
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3: Restriktionskarte der Vektorkonstrukte
pBNX79 (3a), pBNX86 (3b),
pBNX88, (3c), pBN34 (3d)
und pBN56 (3e), die etwa 600 bps der MVA-Sequenzen
umfassen, die die Insertionsstelle zwischen ORF 007R und 008L flankieren
(Flanke 1: F1 IGR 07–08
beginnt bei Position 12200 des MVA-Genoms; Flanke 2: F2 IGR 07–08 stoppt
bei Position 13400 des MVA-Genoms).
F2rpt steht für
eine repetitive Sequenz von Flanke 2, um die Deletion der Reporterkassette
aus einem resultierenden rekombinanten Virus zu ermöglichen.
Zusätzlich
umfassen die Vektoren pBNX88 (3c) und
pBNX86 (3b) exogene DNA (BFP+gpt bzw.
NPT II + EGFP) unter der Transkriptionskontrolle eines Poxviruspromoters
P) zwischen den flankierenden Sequenzen. F2rpt steht für eine repetitive
Sequenz von Flanke 2, um die Deletion der Reporterkassette aus einem
resultierenden rekombinanten Virus zu ermöglichen. PBN56 (3e)
codiert zusätzlich
für das
HIV-1 env Protein und pBN34 (3d) enthält die den
Denguevirus codierende Sequenz PrM2 unter der Kontrolle eines Poxviruspromoters.
Weitere Abkürzungen:
AmpR = Ampicilinresistenzgen; bps = Basenpaare.
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4: Restriktionskarte der Vektorkonstrukte
pBNX80 (4a), pBNX87 (4b)
und pBN47 (4c), die etwa 600/640 bps der
MVA-Sequenzen umfassen, die die Insertionsstelle zwischen ORF 044L und
045L flankieren (Flanke 1: F1 IGR 44–45 beginnt bei Position 36730
des MVA-Genoms; Flanke 2: F2 IGR44–45 stoppt bei Position 37970
des MVA-Genoms). Zusätzlich
umfasst der Vektor pBNX87 (4b) exogene
DNA (NPT II gene + EGFP) unter der Transkriptionskontrolle eines
Poxviruspromoters P) zwischen den flankierenden Sequenzen. F2rpt
steht für
eine repetitive Sequenz von Flanke 2, um die Deletion der Reporterkassette
aus einem resultierenden rekombinanten Virus zu ermöglichen.
PBN47 (4c) codiert zusätzlich für den Denguevirus
PrM3 unter der Kontrolle eines Poxviruspromoters. Weitere Abkürzungen:
AmpR = Ampicilinresistenzgen; bps = Basenpaare.
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5: Restriktionskarte der Vektorkonstrukte
pBNX90 (5a), pBNX92 (5b)
und pBN54 (5c), die etwa 596/604 bps der
MVA-Sequenzen umfassen, die die Insertionsstelle zwischen ORF 148R und
149L flankieren (Flanke 1: F1 IGR 148–149 beginnt bei Position 136900
des MVA-Genoms; Flanke 2: F2 IGR 148–149 stoppt bei Position 138100
des MVA-Genoms). Zusätzlich
umfasst der Vektor pBNX92 (5b) exogene
DNA (gpt + BFP) unter der Transkriptionskontrolle eines Poxviruspromoters
P) zwischen den flankierenden Sequenzen. PBN54 (5c)
codiert zusätzlich
für den
Denguevirus PrM1. F2rpt steht für
eine repetitive Sequenz von Flanke 2, um die Deletion der Reporterkassette
aus einem resultierenden rekombinanten Virus zu ermöglichen.
Weitere Abkürzungen:
AmpR = Ampicilinresistenzgen; bps = Basenpaare.
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6:
Schematische Präsentation
der intergenen Insertionsstellen des MVA (Genbank Ac. U94848).
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7:
PCR-Analyse der IGR I4L–I5L
im rekombinanten MVA, bei dem das Denguevirus NS1 in die IGR I4L–I5L inseriert
ist. Spur „BN" zeigt das PCR-Produkt
unter Verwendung des leeren MVA-BN-Vektors. Unter Verwendung des
NS1-rekombinanten MVA ist ein größeres Fragment
nachweisbar (1, 2, 3, 4; verschiedene DNA-Konzentrationen). M = Molekulargewichtmarker,
H2O Wasser negative Kontrolle.
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8: 8a: Die
PCR-Analyse der IGR 136–137
in der rekombinanten MVA, bei dem das Denguevirus PrM4 in die IGR
136–137
inseriert ist. Spur „BN" zeigt das PCR-Produkt unter Verwendung
des leeren MVA-BN-Vektors. Unter Verwendung des PrM4-rekombinanten
MVA ist ein größeres Fragment
nachweisbar (mBN23, 1/10, 1/100: verschiedene DNA-Konzentrationen).
M = Molekulargewichtmarker, H2O = Wasser
negative Kontrolle, pBN27 = Plasmid positive Kontrolle.
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8b:
Mehrstufige Wachstumskurve für
den leeren MVA-BN-Vektor und das rekombinante MVA, bei dem PrM4
in die IGR 136–137
inseriert ist (MVA-mBN23).
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9: 9a: Die
PCR-Analyse der IGR 07–08
in dem rekombinanten MVA, bei dem das Denguevirus PrM2 in die IGR
07–08
inseriert ist. Spur 3 zeigt das PCR-Produkt unter Verwendung des
leeren MVA-BN-Vektors. Unter Verwendung des PrM2-rekombinanten MVA
ist ein größeres Fragment
nachweisbar (Spur 2). M = Molekulargewichtmarker, Spur 1 = Wasser
negative Kontrolle.
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9b:
Mehrstufige Wachstumskurve für
den leeren MVA-BN-Vektor und das rekombinante MVA, bei dem PrM2
in die IGR 07–08
inseriert ist (MVA-mBN25).
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10:
Die PCR-Analyse der IGR 07–08
in der rekombinanten MVA, bei dem das HIV env in die IGR 07–08 inseriert
ist. Spur BN zeigt das PCR-Produkt unter Verwendung des leeren MVA-BN-Vektors.
Unter Verwendung des PrM2-rekombinanten MVA ist ein größeres Fragment
nachweisbar (Spur 1, 2, 3). M = Molekulargewichtmarker, – = Wasser
negative Kontrolle, + = Plasmid positive Kontrolle.
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11: 11a:
Die PCR-Analyse der IGR 44–45
des rekombinanten MVA, bei dem das Denguevirus PrM3 in die IGR 44–45 inseriert
ist. Spur BN zeigt das PCR-Produkt unter Verwendung des leeren MVA-BN-Vektors.
Unter Verwendung des PrM3-rekombinanten MVA ist ein größeres Fragment
nachweisbar (Spur 1 bis 4, verschiedene DNA-Konzentrationen). M = Molekulargewichtmarker, – = Wasser
negative Kontrolle.
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11b: Mehrstufige Wachstumskurve für den leeren
MVA-BN-Vektor und das rekombinante MVA, bei dem PrM3 in die IGR
44–45
inseriert ist (MVA-mBN28).
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12: 12a:
Die PCR-Analyse der IGR 148–149
des rekombinanten MVA, bei dem das Denguevirus PrM1 in die IGR 148–149 inseriert
ist. Spur BN zeigt das PCR-Produkt
unter Verwendung des leeren MVA-BN-Vektors. Unter Verwendung des
PrM1-rekombinanten MVA ist ein größeres Fragment nachweisbar (Spur
1). M = Molekulargewichtmarker, – = Wasser negative Kontrolle,
+ = Plasmid positive Kontrolle.
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12b: Mehrstufige Wachstumskurve für den leeren
MVA-BN-Vektor und das rekombinante MVA, bei dem PrM1 in die IGR
44–45
inseriert ist (MVA-mBN33).
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Die
folgenden Beispiele werden die vorliegende Erfindung weiter illustrieren.
Jeder Fachmann wird verstehen, dass die bereitgestellten Beispiele
keinesfalls so zu interpretieren sind, dass sie die vorliegende
Erfindung auf diese Beispiele beschränken. Der Umfang der Erfindung
wird nur durch den vollen Umfang der beiliegenden Ansprüche beschränkt.
-
Beispiel 1
-
Insertionsvektoren pBNX39,
pBNX70 und pBN84
-
Für die Insertion
exogener Sequenzen in den intergenen Bereich, der der 065L ORF des
MVA benachbart ist (Die Insertionsstelle ist bei Genomposition 56760.),
wurde ein Vektor konstruiert, der etwa 1200 bp der flankierenden
Sequenzen umfasst, die der Insertionsstelle benachbart sind. Diese
flankierenden Sequenzen werden in zwei Flanken separiert, wobei
eine Flanke etwa 610 bp des 065L ORF (alternative Nomenklatur: I4L ORF)
umfasst, und auf dem anderen Teil etwa 580 bp des intergenen Bereichs
hinter dem 065L ORF, sowie Teile des proximalen ORF. Zwischen diesen
flankierenden Sequenzen liegen ein Ecogpt-Gen (gpt steht für Phosphoribosyl-Transferasegen,
das aus E. coli isoliert ist) bzw. ein BFP (blaues fluoreszierende
Protein), unter der Transkriptionskontrolle eines Poxviruspromoters.
Zusätzlich
gib es mindestens eine Klonierungsstelle für die Insertion zusätzlicher
Gene oder Sequenzen, die in den intergenen Bereich hinter dem I4L
ORF inseriert werden sollen. Beispielhafte Vektorkonstrukte gemäß der vorliegenden
Erfindung werden in 1a) und b)(pBNX39, pBNX70) offenbart.
In Vektor pBN84 (1c) wird der codierende Bereich
für Denguevirus
NS1 in die Klonierungsstelle von pBNX70 (1b) inseriert.
-
Die Generierung
des rekombinanten MVA mittels homologer Rekombination
-
Fremdgene
können
in das MVA-Genom mittels homologer Rekombination inseriert werden.
Zu diesem Zweck wird das interessierende Fremdgen in einen Plasmidvektor
kloniert, wie oben beschrieben. Dieser Vektor wird in MVA-infizierte
Zellen transfiziert. Die Rekombination findet im Zytoplasma der
infizierten und transfizierten Stellen statt. Mit Hilfe der Selektions-
und/oder Reporterkassette, die auch in dem Insertionsvektor enthalten
ist, werden Zellen, die rekombinante Viren umfassen, identifiziert
und isoliert.
-
Für die homologe
Rekombination werden BHK-Zellen (Babyhamsternieren) oder CEF-Zellen
(primäre embryonale
Hühnerfibroblasten)
in Platten mit 6 Vertiefungen gesät unter Verwendung von DMEM
(Dulbecco's Modified
Eagles Medium, Gibco BRL) + 10% fötales Kälberserum (FCS) oder VP-SFM
(Gibco BRL) + 4 Mmol/l L-Glutamin für einen serumfreien Produktionsprozess.
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Die
Zellen müssen
noch in der Wachstumsphase sein und daher sollten sie am Tag der
Transfektion eine Konfluenz von 60 bis 80% erreichen. Die Zellen
werden vor dem Säen
gezählt,
da die Anzahl der Zellen für
die Bestimmung der Infektionsmultiplizität (MOI) für die Infektion bekannt sein
muss.
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Für die Infektion
wird der MVA-Stock in DMEM/FCS oder VP-SFM/L-Glutamin verdünnt, damit
500 μl Verdünnung eine
geeignete Menge an Virus enthalten, was eine MOI von 0,1 bis 1,0
ergibt. Es wird davon ausgegangen, dass die Zellen sich nach der
Saat einmal geteilt haben. Die Zellen werden aus dem Medium entfernt
und die Zellen werden mit 500 μl
des verdünnten
Virus infiziert und 1 Stunde lang bei Raumtemperatur geschüttelt. Das
Inokulum wird entfernt und die Zellen werden mit DMEM/VP-SFM gewaschen.
Die infizierten Zellen werden in 1,6 ml DMEM/FCS bzw. VP-SFM/L-Glutamin
stehen gelassen, während
die Transfektionsreaktion (Qiagen Effectene Kit) eingerichtet wird.
-
Für die Transfektion
wird der „Effectene"-Transfektionskit (Qiagen) verwendet.
Eine Transfektionsmischung wird aus 1 bis 2 μg linearisiertem Insertionsvektor
(Gesamtmenge für
Mehrfachtransfektion) hergestellt, mit dem Puffer EC, um ein Endvolumen
von 100 μl
zu ergeben. Dann werden 3,2 μl
Verstärker
zugegeben, vortexiert und bei Raumtemperatur 5 Min. lang inkubiert.
Dann werden 10 μl
Effectene zugefügt
nachdem das Röhrchen
mit dem Stock vortexiert wurde und die Lösung wird mittels Vortexierung
gründlich
gemischt und bei Raumtemperatur 10 Min. lang inkubiert. 600 μl DMEM/FCS
bzw. VP-SFM/L-Glutamin
werden zugefügt,
gemischt und anschließend
wird die gesamte Transfektionsmischung den Zellen zugefügt, die
bereits mit Medium bedeckt sind. Der Teller wird sanft geschüttelt, um
die Transfektionsreaktion zu mischen. Die Inkubation findet bei
37°C mit
5% CO2 über
Nacht statt. Am nächsten
Tag wird das Medium entfernt und durch frisches DMEM/FCS oder VP-SFM/L-Glutamin
ersetzt. Die Inkubation wird bis zum 3. Tag fortgesetzt.
-
Zur
Ernte werden die Zellen in Medium geschabt, dann wird die Zellsuspension
in ein geeignetes Röhrchen übertragen
und bei –20°C für die kurzfristige
Lagerung und bei –80°C für die langfristige
Lagerung eingefroren.
-
Die Insertion von Ecogpt
in die Insertionsstelle I4L des MVA
-
In
einer ersten Runde werden die Zellen mit MVA gemäß dem oben beschriebenen Protokoll
infiziert, und dann zusätzlich
mit dem Insertionsvektor pBNX39 (1a), der
das Ecogpt-Gen enthält
(Ecogpt, oder abgekürzt
gpt, steht für
Phosphoribosyl-Transferasegen) als Reportergen transfiziert. Die
resultierenden rekombinanten Viren werden mittels 3 Runden Plaquereinigung
unter Phosphribosyl-Transferase-Metabolismus-Selektion
durch die Zugabe von Mycophenolsäure,
Xanthin und Hypoxanthin gereinigt. Mycophenolsäure (MPA) inhibiert Inosinmonophosphat-Dehydrogenase und
resultiert bei den meisten Zelllinien in der Blockierung der Purinsynthese
und der Inhibition der viralen Replikation. Diese Blockierung kann überwunden
werden, indem Ecogpt von einem konstitutiven Promoter exprimiert
wird, und die Substrate Xanthin und Hypoxanthin bereitgestellt werden.
-
Die
resultierenden rekombinanten Viren wurden mittels Standard-PCR-Assays
identifiziert, unter Verwendung eines Primerpaares, das die erwartete
Insertionsstelle selektiv amplifiziert. Um die Insertionsstelle I4L
zu amplifizieren wurde das Primerpaar BN499 (CAA CTC TCT TCT TGA
TTA CC, SEQ ID-Nr.: 1) und BN500 (CGA TCA AAG TCA ATC TAT G, SEQ
ID-Nr.: 2) verwendet. Falls die DNA des leeren Vektorvirus MVA amplifiziert
wird, ist das erwartete PCR-Fragment 328 Nukleotide (nt) lang, falls
ein rekombinantes MVA amplifiziert wird, das eine exogene DNA an
der Insertionsstelle I4L eingebaut hat, ist das Fragment entsprechend größer.
-
Die Insertion von NS1
in die IGR 064L bis 065L (I4L bis I5L) Insertionsstelle des MVA
-
In
einer ersten Runde werden die Zellen mit MVA gemäß dem oben beschriebenen Protokoll
infiziert, und dann zusätzlich
mit dem Insertionsvektor pBN84 (1c), der
das Ecogpt-Gen als Selektionsgen und BFP (blaues fluoreszierendes
Protein) als Reportergen enthält,
transfiziert. Die resultierenden rekombinanten Viren werden mittels
7 Runden Plaquereinigung unter Phosphribosyl-Transferase-Metabolismus-Selektion durch
die Zugabe von Mycophenolsäure,
Xanthin und Hypoxanthin gereinigt. Mycophenolsäure (MPA) inhibiert Inosinmonophosphat-Dehydrogenase
und resultiert bei den meisten Zelllinien in der Blockierung der
Purinsynthese und der Inhibition der viralen Replikation. Diese
Blockierung kann überwunden
werden, indem Ecogpt von einem konstitutiven Promoter exprimiert
wird und die Substrate Xanthin und Hypoxanthin bereitgestellt werden.
-
Die
resultierenden rekombinanten Viren wurden mittels Standard-PCR-Assays
identifiziert, unter Verwendung eines Primerpaares, das die erwartete
Insertionsstelle selektiv amplifiziert. Um die Insertionsstelle I4L
zu amplifizieren wurde das Primerpaar BN499 (CAA CTC TCT TCT TGA
TTA CC, SEQ ID-Nr.: 1) und BN500 (CGA TCA AAG TCA ATC TAT G, SEQ
ID-Nr.: 2) verwendet. Falls die DNA des leeren Vektorvirus MVA amplifiziert
wird, ist das erwartete PCR-Fragment 328 Nukleotide (nt) lang, falls
ein rekombinantes MVA für NS1
amplifiziert wird, das einen den Denguevirus NS1 codierenden Bereich
an der Insertionsstelle I4L eingebaut hat, wird erwartet, dass das
Fragment 1683 bp hat. Die PCR-Ergebnisse aus 7 zeigen
eindeutig die stabile Insertion von NS1 in die Insertionsstelle
I4L nach 17 Runden Virusamplifikation.
-
In-vitro-Test des recMVA,
das NS1 beinhaltet (MVA-BN22)
-
Ein
T25-Kolben mit etwa 80% konfluenten Monolayern von BHK-Zellen wurde
mit 100 μl
des Virusstocks inokuliert, auf 1 × 107 in
MEMα mit
1% FCS verdünnt,
und bei Raumtemperatur 30 Minuten lang geschüttelt. 5 ml MEMα mit 3% FCS
wurde in jeden Kolben zugefügt
und bei 30°C
in einem CO2-Inkubator inkubiert. Der Kolben
wurde nach 48 Stunden geerntet. Der Überstand wurde aus dem Kolben
entfernt und bei 260 g 10 Minuten lang bei 4°C geschleudert. Die Überstände wurde
in Aliquots bei –80°C gelagert.
Das Pellet wurde mit 5 ml von 1 × PBS zweimal gewaschen und
dann in 1 ml hypotonischem Douncing-Puffer mit 1% TX100 resuspendiert.
Die Zelllysate wurden geerntet und 5 Minuten lang bei 16.000 g geschleudert
und die Überstände wurden
in einer Mikrozentrifugenröhre
bei –80°C gelagert.
-
Die
Kolben wurden mit MVA einschließlich
GFP, MVA einschließlich
des NS1-Gens in einer Deletionsstelle (MVA-BN07) inokuiert, und
Mock-infizierte Kolben wurden auch auf die gleiche Weise wie oben
beschrieben behandelt.
-
Das
Zell- bzw. Viruslysat und der Überstand
wurden in nicht reduzierendem bzw. reduzierendem Probenpuffer unter
nicht erwärmten
bzw. erwärmten
Bedingungen behandelt. Die Proteine wurden auf 10% SDS PAGE separiert
und auf Nitrocellulosemembranen übertragen.
Die Blots wurden über
Nacht mit Rekonvaleszentenseren aus einem Pool (PPCS) bei einer
1:500 Verdünnung
untersucht. Nach 3 Mal Waschen mit 1 × PBS wurden die Blots mit
anti-humanem IgG-HRP (DAKO) 2 Stunden lang bei Raumtemperatur inkubiert. Nachdem
die Blots wie zuvor beschrieben gewaschen worden waren, wurde die
Farbe unter Verwendung von 4-Chloro-1-naphtol entwickelt.
-
Die
Western-Blot-Ergebnisse zeigten, dass NS1 in MVA-BN22 in großen Mengen exprimiert ist.
NS1 wurde in der richtigen Konfirmation exprimiert, als Dimer unter
nicht erwärmten
Bedingungen und als Monomer unter erwärmten Bedingungen.
-
Die
NS1-Expression wurde sowohl im MVA-BN22 als auch im MVA-BN07 verglichen.
Die BHK-Zellen wurden mit der gleichen PFU inokuliert und nach 48
Stunden geerntet. Die Ergebnisse zeigten, dass die Expression von
NS1 in BN22 sehr viel höher
war als in BN07. Die Western-Blot-Ergebnisse zeigten auch, dass beim BN22-Konstrukt
im Vergleich zu BN07 mehr NS1 in den Überstand sekretierte.
-
Die
Ergebnisse zeigten auch, dass NS1, das in Zellen exprimiert ist,
die mit BN22 infiziert wurden, antigen ist, und von Rekonvaleszentenseren
aus einem Pool erkannt wurde.
-
Zusammenfassend
lässt sich
sagen, dass NS1 in großen
Mengen und in der richtigen Konfirmation in den BHK-Zellen, die mit BN22
infiziert sind, exprimiert wird. Sowohl das Dimer als auch das Monomer
sind antigen und werden von Rekonvaleszentenseren aus einem Pool
erkannt.
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Beispiel 2
-
Insertionsvektor pBNX67
und pBN27
-
Die
MVA-Sequenzen, die zur neuen Insertionsstelle (an Genomposition
129940) zwischen ORF 136L und 137L benachbart liegen, wurden mittels
Standard-PCR-Amplifikation
der interessierenden Sequenz isoliert, unter Verwendung der folgenden
Primere:
oBN543 (TCCCCGCGGAGAGGCGTAAAAGTTAAATTAGAT; SEQ ID-Nr.:
3) und oBN544 (TGATCTAGAATCGCTCGTAAAAACTGCGGAG GT; SEQ ID Nr.: 4)
für die
isolierende Flanke 1;
oBN578 (CCGCTCGAGTTCACGTTCAGCCTTCATGC;
SEQ ID Nr.: 5) und oBN579 (CGGGGGCCCTATTTTGTATAATATCTGGTAAG; SEQ
ID Nr.: 6) für
die isolierende Flanke 2.
-
Das
PCR-Fragment, das die Flanke 1 umfasst, wurde mit dem Restriktionsenzymen
SacII und XbaI behandelt und an einem SacII/XbaI-verdauten und dephosphorylierten
Basisvektor, wie etwa pBluescript (Stratagene) ligiert.
-
Das
resultierende Plasmid wurde XhoI/ApaI-verdaut, dephosphoryliert
und an das XhoI/ApaI-verdaute PCR-Fragment ligiert, das Flanke 2 umfasst.
-
Optional
wurde eine repetitive Sequenz von Flanke 2, die mittels PCR isoliert
worden war, unter Verwendung der Primere oBN545 (CGGCTGCAGGGTACCTTCACGTTCAGCCTTCATGC;
SEQ ID Nr.: 7) und oBN546 (CGGAAGCTTTATATGGTTTAGGATATTCTGTTTT; SEQ
ID Nr.: 8) und die HindIII/PstI-verdaut wurde, in die HindIII/PstI-Stelle des resultierenden
Vektors inseriert. 2a) zeigt den Vektor (pBNX51).
-
Eine
Reporterkassette, die einen synthetischen Promoter umfasst, wurde
NPTII-Gen (Neomycinresistenz), poly-A-Bereich, IRES, EGFP-Gene (Ps-NPTII-polyA-IRES-EGFP)
Ec1136II/XhoI-verdaut und in die HindIII/XhoI-Stelle des Insertionsvektors
inseriert, wobei die HindIII-Stelle
ein glattes Ende hatte mit T4 DNA Polymerase (Roche). Eine Restriktionskarte
eines beispielhaften Vektorkonstrukts gemäß diesem Beispiel ist in 2b)
offenbart (pBNX67).
-
Für die Konstruktion
von pBN27 (2c) wurde der Denguevirus PrM
vom Serotyp 4 in die einfache PacI-Stelle von pBNX67 inseriert.
-
Die Generierung
des rekombinanten MVA mittels homologer Rekombination
-
Der
Vektor pBNX67 (2b) kann verwendet werden, um
ein rekombinantes MVA zu generieren, unter Verwendung des oben genannten
Protokolls – z.
B. unter Verwendung von pBN27 (2c) für homologe Rekombinationsergebnisse
in einem rekombinanten MVA, der das Denguevirus PrM4 im intergenen
Bereich zwischen zwei benachbarten ORFs trägt.
-
Die Insertion von PrM4
in die Insertionsstelle IGR 136–137
des MVA
-
In
einer ersten Runde wurden die Zellen mit MVA gemäß dem oben beschriebenen Protokoll
infiziert, und dann zusätzlich
mit dem Insertionsvektor pBN27 (2c), der
das NPT-Gen als Selektionsgen und das EGFP (verstärktes grünes fluoreszierendes
Protein) als Reportergen enthält,
transfiziert. Die resultierenden rekombinanten Viren wurden mittels
4 Runden Plaquereinigung unter G418-Selektion gereinigt.
-
Die
resultierenden rekombinanten Viren wurden mittels Standard-PCR-Assays
identifiziert, unter Verwendung eines Primerpaares, das die erwartete
Insertionsstelle selektiv amplifiziert. Um die Insertionsstelle IGR
136–137
zu amplifizieren wurde das Primerpaar BN900 (cgttcgcatgggttacctcc,
SEQ ID Nr.: 9) und BN901 (gacgcatgaaggctgaac, SEQ ID Nr.: 10) verwendet.
Falls die DNA des leeren Vektorvirus MVA amplifiziert wird, ist
das erwartete PCR-Fragment 88 Nukleotide (nt) lang, falls ein rekombinantes
MVA für
PrM4 amplifiziert wird, das einen den Denguevirus PrM4 codierende
Bereich an der Insertionsstelle IGR 136–137 eingebaut hat, wird erwartet,
dass das Fragment 880 bp hat. Die PCR-Ergebnisse aus 8a) zeigen
eindeutig die stabile Insertion von PrM4 in die Insertionsstelle
IGR 136–137
nach 22 Runden Virusamplifikation. Die rekombinante MVA zeigt noch
immer die gleichen Wachstumseigenschaften wie MVA-BN. Es repliziert
in embryonalen Hühnerfibroblasten
(CEF-Zellen) und wächst
attenuiert in Säugetierzellen
(8b).
-
Beispiel 3
-
Die Insertionsvektoren
pBNX79, pBNX86, pBNX88, pBN34 und pBN56
-
Die
MVA-Sequenzen, die zur neuen Insertionsstelle (an Genomposition
12800) zwischen ORF 007R und 008L benachbart liegen, wurden mittels
Standard-PCR-Amplifikation
der interessierenden Sequenz isoliert, unter Verwendung der folgenden
Primere:
IGR 07/08 F1up (CGCGAGCTCAATAAAAAAAAGTTTTAC; SEQ ID
Nr.: 11) und IGR 07/08 F1end (AGGCCGCGGATGCATGTTATGCAAAATAT; SEQ
ID Nr.: 12) für
die isolierende Flanke 1;
IGR 07/08 F2up (CCGCTCGAGCGCGGATCCCAATATA
TGGCATAGAAC; SEQ ID Nr.: 13) und IGR 07/08 F2end (CAGGGCCCTCTCATCGCTTTCATG;
SEQ ID Nr.: 14) für
die isolierende Flanke 2.
-
Das
PCR-Fragment, das die Flanke 1 umfasst, wurde mit den Restriktionsenzymen
SacII und SacI behandelt und an einem SacII/SacI-verdauten und dephosphorylierten
Basisvektor, wie etwa pBluescript (Stratagene) ligiert.
-
Das
resultierende Plasmid wurde XhoI/ApaI-verdaut, dephosphoryliert
und an das XhoI/ApaI-verdaute PCR-Fragment ligiert, das Flanke 2 umfasst.
-
Optional
wurde eine repetitive Sequenz von Flanke 2, die mittels PCR isoliert
worden war, unter Verwendung der Primere IGR 07/08 F2up (CCGCTCGAGCGCGGATCCCAATATATGGCATAGAAC;
SEQ ID Nr.: 13) und IGR 07/08 F2mid (TTTCTGCAGTGATATTTATCCA ATACTA;
SEQ ID Nr.: 15) und die BamHI/PstI-verdaut wurde, in die BamHI/PstI-Stelle
des resultierenden Vektors inseriert.
-
Jedes
Reportergen oder therapeutische Gen, das eine Kassette umfasst,
mit z. B. einem poxviralen Promoter, einem Markergen, einem Poly-A-Bereich
und optional einem IRES-Element, einem weiteren Gen, das z. B. eine
therapeutisch aktive Substanz oder ein Genprodukt exprimiert, kann
ein stumpfes Ende mit T4 DNA Polymerase (Roche) nach einer Restriktionsverdauung
haben und in eine geeignete Klonierungsstelle des Plasmidvektors
inseriert werden. Eine Restriktionskarte eines beispielhaften Vektorkonstrukts
gemäß diesem
Beispiel ist in 3a) offenbart (pBNX79). Die
Insertion der NPT/EGFP-Selektionskassette resultiert in Vektor pBNX86
(3b) bzw. Insertion der gpt/BFP-Selektionskassette in Vektor pBNX88
(3c). Wird eine Expressionseinheit für ein therapeutisches
Gen betrachtet, das ein therapeutisches Gen und einen operabel gekoppelten
Promoter umfasst, wird diese Expressionseinheit in die PacI-Stelle
inseriert. Zur Konstruktion von pBN34 (3d) wurde
der Denguevirus PrM2 in pBNX88 cloniert (3c) und
für die
Synthese von pBN56 (3e) wurde der HIV-env-codierende
Bereich PacI-cloniert in pBNX86 (3b).
-
Die Generierung
des rekombinanten MVA mittels homologer Rekombination
-
Die
Vektoren pBNX86 (3b) bzw. pBNX88 (3c),
können
verwendet werden, um ein rekombinantes MVA unter Verwendung des
oben genannten Protokolls zu generieren. Die Verwendung von pBN34 (3d)
für homologe
Rekombination resultiert in einem rekombinanten MVA, das das Denguevirus
PrM2 in den intergenen Bereich zwischen zwei benachbarten ORFs trägt. Die
Rekombination von pBN56 (3e) mit dem
MVA-BN-Genom resultiert in einem rekombinanten MVA, das das HIV-env-Gen in den entsprechenden IGR
enthält.
-
Die Insertion von PrM2
in die Insertionsstelle IGR 07–08
des MVA
-
In
einer ersten Runde werden die Zellen mit MVA gemäß dem oben beschriebenen Protokoll
infiziert, und dann zusätzlich
mit dem Insertionsvektor pBN34 (1c), der
das gpt-Gen als Selektionsgen und BFP als Reportergen enthält, transfiziert.
Die resultierenden rekombinanten Viren wurden gereinigt mittels
3 Runden Plaquereinigung unter Selektion durch Mycophenolsäure wie
oben in Beispiel 1 beschrieben.
-
Die
resultierenden rekombinanten Viren wurden mittels Standard-PCR-Assays
identifiziert, unter Verwendung eines Primerpaares, das die erwartete
Insertionsstelle selektiv amplifiziert. Um die Insertionsstelle IGR
07–08
zu amplifizieren, wurde das Primerpaar BN902 (ctggataaatacgaggacgtg,
SEQ ID Nr.: 16) und BN903 (gacaattatccgacgcaccg, SEQ ID Nr.: 17)
verwendet. Falls die DNA des leeren Vektorvirus MVA amplifiziert
wird, ist das erwartete PCR-Fragment 190 Nukleotide (nt) lang, falls
ein rekombinantes MVA für
PrM2 amplifiziert wird, das einen den Denguevirus PrM2 codierender
Bereich an der Insertionsstelle IGR 07–08 eingebaut hat, wird erwartet,
dass das Fragment 950 bp hat. Die PCR-Ergebnisse aus 9a) zeigen
eindeutig die stabile Insertion von PrM2 in die Insertionsstelle
IGR 07–08
nach 20 Runden Virusamplifikation. Die rekombinante MVA zeigt noch
immer die gleichen Wachstumseigenschaften wie MVA-BN. Es repliziert
in embryonalen Hühnerfibroblasten
(CEF-Zellen) und wächst
attenuiert in Säugetierzellen
(9b).
-
Die Insertion von HIV
env in die Insertionsstelle IGR 07–08 des MVA
-
In
einer ersten Runde werden die Zellen mit MVA gemäß dem oben beschriebenen Protokoll
infiziert, und dann zusätzlich
mit dem Insertionsvektor pBN56 (3e),
der das NPT-Gen als Selektionsgen und EGFP als Reportergen enthält, transfiziert.
Die resultierenden rekombinanten Viren wurden mittels 6 Runden Plaquereinigung
unter G418-Selektion gereinigt.
-
Die
resultierenden rekombinanten Viren wurden mittels Standard-PCR-Assays
identifiziert, unter Verwendung eines Primerpaares, das die erwartete
Insertionsstelle selektiv amplifiziert. Um die Insertionsstelle IGR
07–08
zu amplifizieren wurde das Primerpaar BN902 ctggataaatacgaggacgtg,
SEQ ID Nr.: 16) und BN903 (gacaattatccgacgcaccg, SEQ ID Nr.: 17)
verwendet. Falls die DNA des leeren Vektorvirus MVA amplifiziert wird,
ist das erwartete PCR-Fragment 190 Nukleotide (nt) lang, falls ein
rekombinantes MVA für
env amplifiziert wird, das einen den HIV env codierender Bereich
an der Insertionsstelle IGR 07–08
eingebaut hat, wird erwartet, dass das Fragment 2,6 bp hat. Die
PCR-Ergebnisse aus 10 zeigen eindeutig die stabile
Insertion von env in die Insertionsstelle IGR 07–08 nach 20 Runden Virusamplifikation.
-
Beispiel 4
-
Die Insertionsvektoren
pBNX80, pBNX87 und pBN47
-
Die
MVA-Sequenzen, die zur neuen Insertionsstelle (an Genomposition
37330) zwischen ORF 044L und 045L benachbart liegen, wurden mittels
Standard-PCR-Amplifikation
der interessierenden Sequenz isoliert, unter Verwendung der folgenden
Primere:
IGR 44/45 F1up (CGCGAGCTCATTTCTTAGCTAGAGTGATA; SEQ
ID Nr.: 18) und IGR 44/45 F1end (AGGCCGCGGAGTGAAAGCTAGAGAGGG; SEQ
ID NO.: 19) für
die isolierende Flanke 1;
IGR 44/45 F2up (CCGCTCGAGCGCGGATCCTAAACTGTATCGATT
ATT; SEQ ID Nr.: 20) und IGR 44/45 F2end (CAGGGCCCCTAAATGCGCTTCTCAAT;
SEQ ID Nr.: 21) für
die isolierende Flanke 2.
-
Das
PCR-Fragment, das die Flanke 1 umfasst, wurde mit den Restriktionsenzymen
SacII und SacI behandelt und an einem SacII/SacI-verdauten und dephosphorylierten Basisvektor,
wie etwa pBluescript (Stratagene) ligiert.
-
Das
resultierende Plasmid wurde XhoI/ApaI-verdaut, dephosphoryliert
und an das XhoI/ApaI-verdaute PCR-Fragment ligiert, das Flanke 2 umfasst.
-
Optional
wurde eine repetitive Sequenz von Flanke 2, die mittels PCR isoliert
worden war, unter Verwendung der Primere IGR 44/45 F2up (CCGCTCGAGCGCGGATCCTAAACTGTATCGATTATT;
SEQ ID Nr.: 20) und IGR 44/45 F2mid (TTTCTGCAGCCTTCCTGGGTTTGTAT
TAACG; SEQ ID Nr.: 22) und die BamHI/PstI-verdaut wurde, in die
BamHI/PstI-Stelle des resultierenden Vektors inseriert.
-
Jedes
Reportergen oder therapeutische Gen, das eine Kassette umfasst,
mit z. B. einem poxviralen Promoter, einem Markergen, einem Poly-A-Bereich
und optional einem IRES-Element, einem weiteren Gen, das z. B. eine
therapeutisch aktive Substanz oder ein Genprodukt exprimiert, kann
ein stumpfes Ende mit T4 DNA Polymerase (Roche) nach einer Restriktionsverdauung
haben und in eine geeignete Klonierungsstelle des Plasmidvektors
inseriert werden. Wird eine Reportergenkassette der PstI, EcoRI,
EcoRV, HindIII, AvaI oder XhoI-Restriktionsenzymstelle zwischen
Flanke 2 und der Flanke-2-Repetition wird als Klonierungsstelle bevorzugt.
Für die
Konstruktion von pBNX87 (4b) wurde
die NPT/EGFP-Selektionskassette wurde in pBNX80 (4a)
inseriert.
-
Wird
eine Expressionseinheit für
ein therapeutisches Gen betrachtet, das ein therapeutisches Gen
und einen operabel gekoppelten Promoter umfasst, wird diese Expressionseinheit
in die PacI-Stelle inseriert.
-
Eine
Restriktionskarte von beispielhaften Vektorkonstrukten gemäß diesem
Beispiel ist in 4a) und b) offenbart (pBNX80,
pBNX87).
-
Der
Vektor kann verwendet werden, um einen rekombinanten MVA zu generieren – gemäß dem oben erwähnten Protokoll – der eine
exogene Sequenz im intergenen Bereich zwischen den zwei benachbarten ORFs
trägt.
Für die
Konstruktion von pBN47 (4c) wurde
das PrM des Denguevirus Serotyp 3 in pBNX87 kloniert (4b).
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Die Insertion von PrM3
in die Insertionsstelle IGR 44–45
des MVA
-
In
einer ersten Runde werden die Zellen mit MVA gemäß dem oben beschriebenen Protokoll
infiziert, und dann zusätzlich
mit dem Insertionsvektor pBN47 (4c), der
das NPT-Gen als Selektionsgen und EGFP als Reportergen enthält, transfiziert.
Die resultierenden rekombinanten Viren wurden mittels 3 Runden Plaquereinigung
unter G418-Selektion gereinigt.
-
Die
resultierenden rekombinanten Viren wurden mittels Standard-PCR-Assays
identifiziert, unter Verwendung eines Primerpaares, das die erwartete
Insertionsstelle selektiv amplifiziert. Um die Insertionsstelle IGR
44–45
zu amplifizieren wurde das Primerpaar BN904 (cgttagacaacacaccgacgatgg,
SEQ ID Nr.: 23) und BN905 (cggatgaaaaatttttggaag, SEQ ID Nr.: 24)
verwendet. Falls die DNA des leeren Vektorvirus MVA amplifiziert
wird, ist das erwartete PCR-Fragment 185 Nukleotide (nt) lang, falls
ein rekombinantes MVA für
PrM3 amplifiziert wird, das einen den Denguevirus PrM3 codierenden
Bereich an der Insertionsstelle IGR 44–45 eingebaut hat, wird erwartet,
dass das Fragment 850 bp hat. Die PCR-Ergebnisse aus 11a) zeigen eindeutig die stabile Insertion von
PrM3 in die Insertionsstelle IGR 44–45 nach 19 Runden Virusamplifikation.
Die rekombinante MVA zeigt noch immer die gleichen Wachstumseigenschaften
wie MVA-BN. Es repliziert in embryonalen Hühnerfibroblasten (CEF-Zellen)
und wächst
attenuiert in Säugetierzellen
(11b).
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Beispiele 5
-
Die Insertionsvektoren
pBNX90, pBNX92 und pBN54
-
Die
MVA-Sequenzen, die zur neuen Insertionsstelle (an Genomposition
137496) zwischen ORF 148R und 149L benachbart liegen, wurden mittels
Standard-PCR-Amplifikation
der interessierenden Sequenz isoliert, unter Verwendung der folgenden
Primere:
IGR 148/149 F1up (TCCCCGCGGGGACTCATAGATTATCGACG; SEQ
ID Nr.: 25) und IGR 148/149 F1end (CTAGTCTAGACTAGTCTATTAATCCACAGAAATAC;
SEQ ID Nr.: 26) für
die isolierende Flanke 1; IGR 148/149 F2up (CCCAAGCTTGGGCGGGATCCCGTTTCTAGTATGGGGATC;
SEQ ID Nr.: 27) und IGR 148/149 F2end (TAGGGCCCGTTATTGCCATGATAGAG;
SEQ ID Nr.: 28) für
die isolierende Flanke 2.
-
Das
PCR-Fragment, das die Flanke 1 umfasst, wurde mit den Restriktionsenzymen
SacII und XbaI behandelt und an einem SacII/XbaI-verdauten und dephosphorylierten
Basisvektor, wie etwa pBluescript (Stratagene) ligiert.
-
Das
resultierende Plasmid wurde HindIII/ApaI-verdaut, dephosphoryliert
und an das HindIII/ApaI-verdaute PCR-Fragment ligiert, das Flanke 2 umfasst.
-
Optional
wurde eine repetitive Sequenz von Flanke 2, die mittels PCR isoliert
worden war, unter Verwendung der Primere IGR 148/149 F2up (CCCAAGCTTGGGCGGGATCCCGTTTCTAGTATGGGGATC;
SEQ ID-Nr.: 27) und IGR 148/149 F2mid (TTTCTGCAGTGTATAATACCACGAGC;
SEQ ID Nr.: 29) und die BamHI/PstI-verdaut wurde, in die BamHI/PstI-Stelle
des resultierenden Vektors inseriert.
-
Jedes
Reportergen oder therapeutische Gen, das eine Kassette umfasst,
mit z. B. einem poxviralen Promoter, einem Markergen, einem Poly-A-Bereich
und optional einem IRES-Element, einem weiteren Gen, das z. B. eine
therapeutisch aktive Substanz oder ein Genprodukt exprimiert, kann
ein stumpfes Ende mit T4 DNA Polymerase (Roche) nach einer Restriktionsverdauung
haben und in eine geeignete Klonierungsstelle des Plasmidvektors
inseriert werden. Für
die Konstruktion von pBNX92 (5b) wurde
die gpt/BFP-Expressionskassette
in diese Klonierungsstelle inseriert. Eine Reportergenkassette der
PstI, EcoRI, EcoRV, HindIII Restriktionsenzymstelle zwischen Flanke
2 und der Flanke-2-Repetition wird als Klonierungsstelle bevorzugt. Wird
eine Expressionseinheit für
ein therapeutisches Gen betrachtet, das ein therapeutisches Gen
und einen operabel gekoppelten Promoter umfasst, wird diese Expressionseinheit
in die PacI-Stelle inseriert. Für
die Konstruktion von pBN54 (5c) wurde
der Denguevirus PrM1 in diese PacI-Stelle inseriert.
-
Eine
Restriktionskarte eines beispielhaften Vektorkonstrukts gemäß diesem
Beispiel ist in 5a) und b) offenbart (pBNX90,
pBNX92).
-
Der
Vektor kann verwendet werden, um einen rekombinanten MVA zu generieren – gemäß dem oben erwähnten Protokoll – der eine
exogene Sequenz im intergenen Bereich zwischen den zwei benachbarten ORFs
trägt.
Für die
Generation eines rekombinanten MVA, das das Denguevirus PrM1 pBN54
(5c) exprimiert, wurde für eine homologe Rekombination
verwendet.
-
Die Insertion von PrM1
in die Insertionsstelle IGR 148–149
des MVA
-
In
einer ersten Runde werden die Zellen mit MVA gemäß dem oben beschriebenen Protokoll
infiziert, und dann zusätzlich
mit dem Insertionsvektor pBN54 (5c), der
das gpt-Gen für
das Selektionsgen und BFP als Reportergen enthält, transfiziert. Die resultierenden rekombinanten
Viren wurden mittels 3 Runden Plaquereinigung unter Selektion mit
Mycophenolsäure
gereinigt.
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Die
resultierenden rekombinanten Viren wurden mittels Standard-PCR-Assays
identifiziert, unter Verwendung eines Primerpaares, das die erwartete
Insertionsstelle selektiv amplifiziert. Um die Insertionsstelle IGR
148–149
zu amplifizieren wurde das Primerpaar BN960 (ctgtataggtatgtcctctgcc,
SEQ ID Nr.: 30) und BN961 (gctagtagacgtggaaga, SEQ ID Nr.: 31) verwendet.
Falls die DNA des leeren Vektorvirus MVA amplifiziert wird, ist
das erwartete PCR-Fragment 450 Nukleotide (nt) lang, falls ein rekombinantes
MVA für
PrM1 amplifiziert wird, das einen den Denguevirus PrM1 codierenden
Bereich an der Insertionsstelle IGR 148–149 eingebaut hat, wird erwartet,
dass das Fragment 1200 bp hat. Die PCR-Ergebnisse aus 12a) zeigen eindeutig die stabile Insertion von
PrM1 in die Insertionsstelle IGR 148–149 nach 23 Runden Virusamplifikation.
Die rekombinante MVA zeigt noch immer die gleichen Wachstumseigenschaften
wie MVA-BN. Es repliziert in embryonalen Hühnerfibroblasten (CEF-Zellen)
und wächst
attenuiert in Säugetierzellen
(12b).
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