ES2264563T3 - Particulas semejantes al virus del papiloma, proteinas de fusion y procedimiento para su preparacion. - Google Patents
Particulas semejantes al virus del papiloma, proteinas de fusion y procedimiento para su preparacion.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UNAS PARTICULAS RECOMBINANTES SIMILARES AL VIRUS DEL PAPILOMA OBTENIDAS MEDIANTE EXPRESION DE LAS PROTEINAS ESTRUCTURALES VIRALES L1 Y/O L2 CON DELECION DE UNA O VARIAS SECCIONES DE LA PROTEINA L1 Y/O L2 SIENDO LA CAPACIDAD PARA FORMAR PARTICULAS SIMILARES AL VIRUS COMO MINIMO IGUAL, PREFERIBLEMENTE MAYOR, QUE LA DE LA REPRODUCCION NATIVA Y/O PRODUCCION IN VITRO.
Description
Partículas semejantes al virus del papiloma,
proteínas de fusión y procedimiento para su preparación.
La invención se refiere a partículas semejantes
al virus del papiloma, proteínas, proteínas de fusión preparadas por
vía recombinante, así como a procedimientos para la creación y
purificación de estas partículas, proteínas y proteínas de
fusión.
Las infecciones por determinados tipos ("de
alto riesgo") de virus del papiloma genital humano (HPV), por
ejemplo, HPV 16, 18 ó 45, constituyen un factor de riesgo importante
para la formación de tumores malignos del tracto
ano-genital, de los cuales el cáncer del cuello de
útero (cáncer cervical) es, con diferencia, el más frecuente. Según
estimaciones de la OMS, aparecen anualmente en todo el mundo medio
millón de nuevos casos de esta enfermedad. Debido a esta incidencia,
se ha investigado exhaustivamente la relación entre infección por
HPV y el cáncer cervical:
- a)
- Las lesiones precursoras del cáncer cervical (neoplasias intraepiteliales cervicales: CIN) tienen como causa la infección por el virus del papiloma.
- b)
- Los genomas de determinados tipos de HPV (por ejemplo, 16, 18, 33, 35, 45) se detectan en más de 95% de las biopsias tumorales, así como en las líneas celulares derivadas de las mismas. En función del origen geográfico de los tumores, entre 50 y 70% de los mismos contienen HPV 16.
- c)
- En todos los casos investigados en este sentido, se trascriben los marcos de lectura E6 y E7 (Wettstein et al., en Pfister H. (ed.): Papillomaviruses and human cancer, pág.155 a 179, Boca Ratón, 1990).
- d)
- Las proteínas E6 y E7 se detectan en todas las líneas celulares de carcinoma cervical, así como en queratinocitos humanos transformados in vitro, y la mayoría de las pacientes con carcinoma cervical exhibe anticuerpos específicos contra E6 o E7.
- e)
- La expresión constitutiva de las proteínas E6/E7 es necesaria para la conservación del estado transformado de tumores HPV-positivos.
- f)
- Los genes E6 y E7 de HPV 16 y HPV 18 son biológicamente activos en los siguientes sistemas experimentales:
- -
- Inducción de la síntesis de ADN celular en células humanas;
- -
- Transformación de queratinocitos humanos y otras células en cultivo;
- -
- Formación de tumores en ratones transgénicos.
Otros tipos de HPV (en primer lugar, HPV 6 y 11)
originan verrugas genitales benignas (condilomas acuminados) y se
asocian con tumores malignos en casos extremadamente escasos (tipos
"de bajo riesgo").
Los virus del papiloma genitales del ser humano
se transmiten normalmente por las relaciones sexuales y, en la
mayoría de los casos, conducen a una infección persistente de la
mucosa ano-genital. De aquí se ha deducido que las
infecciones primarias inducen tan sólo una inmunorrespuesta
insuficiente, o que el virus ha desarrollado posibilidades de
escapar a la vigilancia inmunológica en las células infectadas. Por
otra parte, existen buenos indicios de que el sistema inmunológico
interviene en la manifestación primaria o en la progresión maligna
de las infecciones por el virus del papiloma (véase, por ejemplo,
Altmann et al. (1994), en Minson A., Neil J., McCrae M:
(eds.): Viruses and Cancer, Cambridge University Press, pág.
71 a 80).
- a)
- En los virus del papiloma animales (virus del papiloma de conejo y virus del papiloma bovino), se puede impedir la manifestación clínica de las infecciones primarias mediante vacunación con proteínas estructurales del virus, o con extractos de verrugas ("vacunas autólogas").
- b)
- Los roedores se protegen mediante vacunación con recombinantes vacunales positivos para HPV 16 E6 o E7, o con péptidos sintéticos, antes de la formación del tumor, tras la inoculación de células autólogas transformadas con HPV 16.
- c)
- La regresión de las verrugas es, a menudo, sistémica y se induce, en el caso de los virus del papiloma animales, por la transferencia de linfocitos de animales "en regresión".
- d)
- En pacientes con supresión inmunológica (por ejemplo, pacientes con trasplante renal o con infección por VIH), aumenta la incidencia de verrugas genitales, CIN y cánceres ano-genitales.
De aquí se ha deducido que debería ser posible
desarrollar vacunas específicas contra el virus del papiloma, con el
objetivo de impedir la infección primaria y la formación de cánceres
genitales.
- 1.
- La prevención de infecciones por HPV mediante la vacunación con proteínas estructurales del virus del papiloma L1 y L2 (vacunación profiláctica) es apropiada.
Dado que el virus del papiloma no se multiplica
en cultivos celulares u otros sistemas experimentales hasta alcanzar
títulos suficientes, las proteínas virales se pueden preparar sólo
con ayuda de vectores recombinantes. Recientemente, se han descrito
partículas semejantes al virus (VLP), que se forman tras la
expresión de las proteínas estructurales virales L1 y L2 (o L1
solamente) en recombinantes vacunales o baculovirus. La purificación
de las VLP se puede llevar a cabo de manera muy sencilla mediante
centrifugación en gradientes de CsCl o de sacarosa.
El documento WO 93/02184 describe un método que
pone a disposición "Papilloma virus like particles"
(VLP's, partículas semejantes al virus del papiloma), que se
utilizan en aplicaciones diagnósticas o como vacunas contra
infecciones originadas por el virus del papiloma. El documento WO
94/20137 enseña que sólo se necesita la proteína L1 pa-
ra la preparación de VLP. Ésta se puede expresar de forma potenciada tras una mutación en la región 3' no traducida.
ra la preparación de VLP. Ésta se puede expresar de forma potenciada tras una mutación en la región 3' no traducida.
El documento WO 94/00152 describe una proteína
capsídica principal L1, producida de forma recombinante, que imita
el epitopo neutralizante conformacional sobre viriones de papiloma
humanos y animales. Estas proteínas recombinantes se pueden utilizar
como vacunas que protegen contra infecciones causadas por el virus
del papiloma. El documento WO 93/00436 describe una proteína de
fusión, que comprende la proteína L2 o fragmentos de la misma, para
la vacunación.
- 2.
- Tratamiento de carcinomas cervicales o lesiones precursoras, por inmunoterapia con ayuda de proteínas precoces del virus del papiloma (en primer lugar, E6 ó E7), que se expresan en las células infectadas de manera persistente (vacunación terapéutica).
Se acepta que, por medio de esta inoculación, se
activan células T citotóxicas contra lesiones genitales con
infección persistente. La población diana está constituida por
pacientes con lesiones genitales pre-malignas o
malignas asociadas con el HPV.
Las proteínas precoces de HPV se preparan por
expresión en E. coli o vectores eucarióticos (por ejemplo,
baculovirus o levaduras). La purificación se ve dificultada, sin
embargo, por la escasa solubilidad y exige, por lo general, una
combinación de cromatografía de intercambio iónico, filtración sobre
gel y cromatografía de afinidad.
En la solicitud de PCT WO 93/20844 se expone que
la proteína E7 del virus del papiloma de HPB o BPV es
terapéuticamente eficaz en la regresión (aunque no en la prevención)
de tumores por el virus del papiloma en mamíferos. Adicionalmente,
se describen también secuencias de fragmentos de proteínas antígenas
preferidas.
Sin embargo, hasta la fecha no se han descrito
VLP que sean adecuadas para la vacunación tanto profiláctica como
terapéutica. En el procedimiento mencionado en último lugar, el
hecho de que, por ejemplo, las proteínas precoces de HPV sólo se
puedan purificar de manera compleja debido a su reducida
solubilidad, representa un inconveniente.
Resultaría especialmente deseable, sobre todo en
lo que se refiere a una vacuna para la vacunación profiláctica y
terapéutica, lograr una elevada producción de partículas.
En los procedimientos descritos hasta la fecha
es una desventaja que no sea posible la preparación de VLP tras la
expresión de L1 en E. coli.
La misión de la presente invención es, por lo
tanto, poner a disposición tanto proteínas como VLP preparadas de
forma recombinante que sean apropiadas para la vacunación
profiláctica y terapéutica, así como procedimientos para la
preparación de estas proteínas y VLP. Del mismo modo, debe
posibilitarse una purificación sencilla de las proteínas
recombinantes obtenidas. Igualmente, debería ser posible la
preparación de VLP tras la expresión de L1 en E. coli.
La presente invención resuelve esta tarea de
acuerdo con las presentes reivindicaciones independientes.
Desarrollos, aspectos y detalles preferidos y adicionales de la
invención se describen en las reivindicaciones dependientes de la
descripción, así como en las formas de realización preferidas.
De acuerdo con la presente invención, se
preparan VLP formadas por proteínas de fusión de proteínas HPV
tardías y precoces (o fragmentos de las mismas) ("HVLP"), y que
se pueden utilizar para la vacunación profiláctica o terapéutica.
Una vacuna de estas características posee, con respecto a las
preparaciones convencionales, las ventajas que se describen a
continuación:
- a)
- En caso de vacunación profiláctica, las HVLP impiden mediante la inducción de anticuerpos específicos para L1/L2, no sólo la entrada del virus en las células, sino que eliminan las células ya infectadas (por inducción de células T citotóxicas) en caso que se haya producido anteriormente una infección, o que la inmunorrespuesta no fuera suficiente.
- b)
- En el caso de vacunación terapéutica, las HVLP eliminan las células infectadas de forma persistente (por ejemplo, en pacientes con CIN o carcinoma cervical), y evitan, sobre todo en pacientes con lesiones CIN, una reinfección.
- c)
- La purificación de las HVLP es igual de sencilla que la de las VLP sin proteínas HPV precoces.
Según la presente invención, se pueden preparar
VLP a partir del virus del papiloma bovino (BVP) Tipo 1, y de los
virus del papiloma humanos 11 y 16 tras la expresión de L1 más L2 o
L1 sola en vacunas o baculovirus. Los experimentos demuestran que se
pueden delecionar partes de la proteína L1 (secuencias de
aminoácidos 311-351, 331-371,
391-431 de BPV 1; 306-315 de HPV
16), sin que se pierda la capacidad para formar VLP. Estas regiones
existen en las proteínas L1 de todos los virus del papiloma, de modo
que la región delecionada de L1 se puede sustituir por otras
proteínas (de virus del papiloma o de otro origen), siendo posible,
de esta forma, preparar partículas híbridas semejantes al virus.
Proteínas de fusión, compuestas por proteína L1
delecionada de diferentes tipo de HPV (en primer lugar, HPV 6, 11,
16, 18, 33, 35, 45), y las correspondientes proteínas precoces E1,
E2, E4, E5, E6, E7 (o partes de las mismas) se preparan por
expresión en recombinantes vacunales que se pueden construir el
períodos muy cortos de tiempo. La formación de VLP compuestas por
una proteína de fusión L1 se comprueba por microscopia electrónica,
y la presencia de la proteína precoz de HPV se ensaya por análisis
de transferencia de western con ayuda de antisueros específicos.
Para la producción de HPLV a gran escala, la expresión de las
proteínas se lleva a cabo en sistemas virales o eucarióticos,
preferentemente en baculovirus o en levaduras.
Experimentos correspondientes para la
preparación de proteínas de fusión se pueden llevar a cabo con
proteínas de otros orígenes.
En la presente invención resultan esenciales las
partículas semejantes a virus, preparadas de forma recombinante
(virus like particles, VLP) que se forman tras la expresión
de las proteínas estructurales virales L1 y/o L2, en donde se
delecionan secciones de la proteína L1, sin que se pierda la
capacidad para formar VLP.
Según la presente invención, las regiones
delecionadas de la proteína L1 del virus del papiloma bovino Tipo 1
se refieren a las secuencias de aminoácidos 311-351.
331-371, 391-431. En el caso de las
proteínas L1 del virus del papiloma humano 16, se trata,
convenientemente, de la secuencia de aminoácidos
306-315.
En un desarrollo preferido de la presente
invención, la región delecionada de las proteínas L1 está sustituida
por otras proteínas o fragmentos de proteínas, obteniéndose en este
caso proteínas de fusión. La fracción de proteína L1 asciende, de
manera conveniente, a aprox. 50 hasta 99%, preferentemente aprox. 60
hasta 90% y, de forma especialmente preferida, aprox. 80%.
Sin embargo, según la presente invención, aun
cuando no se mencione de forma explícita en lo sucesivo, se debe
delecionar también más de una región de la proteína L1, que han de
estar sustituidas, preferentemente, por otras proteínas o fragmentos
de proteínas.
De manera especialmente preferida, la región
delecionada en la proteína L1 está sustituida por otras proteínas de
los virus del papiloma y/o proteínas de otro origen, siendo posible
preparar, de esta forma, partículas híbridas semejantes al virus
(HVLP).
De acuerdo con la presente invención, se ha
demostrado especialmente conveniente llevar a cabo la formación de
las VLP a partir de una proteína de fusión L1.
Las proteínas de fusión, en particular para la
formación de partículas híbridas semejantes al virus, según un
desarrollo adicional de la presente invención, están compuestas
convenientemente por una proteína L1 delecionada de diferentes tipos
de HPV (virus del papiloma humano), de forma especialmente preferida
HPV 6, 11, 16, 18, 33, 35 y 45, y otras proteínas o fragmentos de
proteínas. Preferentemente, estas otras proteínas o fragmentos de
proteínas son las correspondientes proteínas precoces, o sus
fragmentos tales como, por ejemplo, las proteínas precoces E1, E2,
E4, E5, E6 y/o E7.
Según el procedimiento según la invención, la
expresión de las proteínas de fusión y de las proteínas se lleva a
cabo en vectores virales o eucarióticos y, de forma muy
especialmente preferida, en baculovirus o en levaduras.
De acuerdo con un desarrollo adicional del
procedimiento según la invención, las proteínas de fusión se
preparan por expresión en recombinantes vacunales.
El empleo de las proteínas de fusión o de las
partículas híbridas semejantes al virus para la preparación de una
vacuna profiláctica y terapéutica tiene lugar, según la presente
invención, preferentemente tras la adición de otros componentes.
Hasta ahora, para la preparación de VLP tales
como, por ejemplo, de VLP de HPV 16, se ha expresado el marco de
lectura abierto (ORF) L1 con ayuda de vectores eucarióticos tales
como, por ejemplo, baculovirus. La formación de VLP
("ensamblaje") tiene lugar en el núcleo celular de células
infectadas.
Para la presente invención resultan esenciales,
por lo tanto, especialmente las partículas semejantes al virus del
papiloma preparadas por vía recombinante, que se forman tras la
expresión de las proteínas estructurales L1 y/o L2, en las que se ha
delecionado una o múltiples secciones de la proteína L1, en donde la
capacidad para la formación de partículas semejantes al virus se
encuentra elevada en comparación con la formación nativa y/o la
producción in vitro.
Según la presente invención, al menos una de las
regiones delecionadas en la proteína L1 de un virus del papiloma, se
refiere a una deleción, de manera conveniente, en la secuencia de
aminoácidos C-terminal, preferentemente con una
longitud de alrededor de 1 hasta 34 aminoácidos (AS),
preferentemente de 1 hasta 26 aminoácidos (AS) y, en especial, de 26
AS.
Convenientemente, tras la introducción de la
deleción C-terminal en la proteína L1, la producción
de VLP se incrementa múltiples veces, preferentemente en al menos 10
veces y, en especial, alrededor de 10 a 100 veces.
En un desarrollo preferido de la presente
invención, las regiones delecionadas de la proteína L1,
especialmente del virus del papiloma bovino, se refiere a 26
aminoácidos C-terminales. De forma especialmente
preferida, la deleción C-terminal de 26 AS de
longitud
(Gly-Ala-Gly-Cys-Ser-Thr-Val-Arg-Lys-Arg-Arg-Ile-Ser-Gln-Lys-Thr-Ser-Ser-Lys-Pro-Ala-Lys-Lys-Lys-Lys-Lys),
correspondiente a la posición de nucleótidos 7016 hasta 7093 GGGG
CAGGAT GTT
CAACTGT GAGAAAACGA AGAAT TAGCC AAAAAACTTC CAGTAAGCCT GCAAAAAAAA AAAAAAAA, se introduce en el ORF L1 del virus del papiloma bovino Tipo 1 (BPV 1). De manera conveniente, tras la introducción de la deleción C-terminal en la proteína L1, la producción de VLP aumenta en al menos 10 veces.
CAACTGT GAGAAAACGA AGAAT TAGCC AAAAAACTTC CAGTAAGCCT GCAAAAAAAA AAAAAAAA, se introduce en el ORF L1 del virus del papiloma bovino Tipo 1 (BPV 1). De manera conveniente, tras la introducción de la deleción C-terminal en la proteína L1, la producción de VLP aumenta en al menos 10 veces.
Según un desarrollo adicional de la presente
invención, la al menos una deleción en la proteína L1, se refiere a
una secuencia de aminoácidos homólogos del virus del papiloma humano
15, u otros virus del papiloma.
Según un desarrollo preferido adicional, las
regiones delecionadas en la proteína L1 se refieren a 34 aminoácidos
C-terminales del virus del papiloma humano Tipo 16
(HPV 16), preferentemente la secuencia de AS
Ala-Gly-Leu-Lys-Ala-Lys-Pro-Lys-Phe-Thr-Leu-Gly-Lys-Arg-Lys-Ala-Thr-Pro-Thr-Thr-Ser-Ser-Thr-Ser-Thr-Thr-Ala-Lys-Arg-Lys-
Lys-Arg-Lys-Leu, correspondiente a la posición de nucleótidos 7052 hasta 7153 GCAGGATTGA AGGCCAAACC AAAATTTACA TTAGGAAAAC GAAAAGCTAC ACCCACCACC TCATCTACCT CTACAACTGC TAAACGCA
AA AAACGTAAGC TG, que se introduce en el ORF L1 del HPV 16.
Lys-Arg-Lys-Leu, correspondiente a la posición de nucleótidos 7052 hasta 7153 GCAGGATTGA AGGCCAAACC AAAATTTACA TTAGGAAAAC GAAAAGCTAC ACCCACCACC TCATCTACCT CTACAACTGC TAAACGCA
AA AAACGTAAGC TG, que se introduce en el ORF L1 del HPV 16.
De forma especialmente preferida, la deleción de
la proteína L1 comprende la señal de localización nuclear (NLS). La
producción de partículas a partir de las proteínas L1 o de las
proteínas L1 y de las proteínas L2 tiene lugar especialmente en el
citoplasma. Preferentemente, las partículas se segregan en el
sobrenadante, siendo especialmente preferida una secreción de
aproximadamente 5 hasta 10% de las partículas.
La expresión de proteínas L1 o proteínas L1 y
proteínas L2 en E. coli se produce según una forma de
realización preferida adicional. En este caso, en la deleción
C-terminal en la proteína L1 están incluidas, en
particular, 6 histidinas adicionales. De manera conveniente, la
preparación de VLP tras la expresión de proteínas L1 o de proteínas
L1 y L2 tiene lugar en E. coli.
De acuerdo con la presente invención, las
regiones delecionadas adicionales en la proteína L1 del virus del
papiloma bovino Tipo 1 son, preferentemente, las secuencias de
aminoácidos 311-351, 331-371,
391-431. En el caso de las proteínas L1 del virus
del papiloma humano 16, se trata convenientemente de la secuencia de
aminoácidos 306-
315.
315.
En un desarrollo preferido de la presente
invención, la región adicionalmente delecionada de las proteínas L1
está sustituida por otras proteínas o fragmentos de proteínas, en
donde se obtienen proteínas que se designan, en lo sucesivo, como
proteínas de fusión. La fracción de proteína L1 asciende, de manera
conveniente, a aprox. 50 hasta 99%, preferentemente aprox. 60 hasta
90% y, de forma especialmente preferida, a aprox. 80%.
Sin embargo, según la presente invención, y aun
cuando no se mencione explícitamente en lo sucesivo, se debe
delecionar también más de una región adicional de la proteína L1,
que, preferentemente, está sustituida por otras proteínas o
fragmentos de proteínas.
De forma especialmente preferida, la región
delecionada de la proteína L1 está sustituida por otras proteínas de
virus del papiloma y/o proteínas de otro origen, siendo posible
preparar, de este modo, partículas híbridas semejantes al virus
(HVLP).
De acuerdo con la presente invención, se ha
demostrado especialmente ventajoso que la formación de las VLP tenga
lugar a partir de una proteína L1, una proteína de fusión L1, una
proteína L1 y una proteína L2, una proteína de fusión L1 y una
proteína L2, una proteína L1 y una proteína de fusión L2, o de la
proteína de fusión L1 y una proteína de fusión L2, en donde se
produce la deleción de muchas más secciones de la proteína L1. Según
un desarrollo adicional de la presente invención, al menos una de
las regiones delecionadas en la proteína L1 de un virus del papiloma
corresponde a una secuencia de aminoácidos
N-terminal.
Según la presente invención, en una forma de
realización adicional, al menos una de las regiones delecionadas de
la proteína L1 de un virus del papiloma corresponde a secuencias de
aminoácidos en la región central de la proteína.
También esenciales para la invención son
proteínas, especialmente para la formación de partículas híbridas
semejantes al virus, en las que una o múltiples secciones de la
proteína L1 han sido delecionadas. Al menos una de las regiones
delecionadas en la proteína L1 se refiere a una deleción de una
secuencia de aminoácidos C-terminal.
Las proteínas de fusión, especialmente para la
formación de partículas híbridas semejantes al virus según un
desarrollo adicional de la presente invención, están compuestas
convenientemente por una proteína L1 delecionada de diversos virus
del papiloma, de forma especialmente preferida de HPV 6, 11, 16, 18,
31, 33, 35 y 45, y otras proteínas o fragmentos de proteínas de
virus del papiloma o de otro origen. De manera preferente, estas
otras proteínas o fragmentos de proteínas son las correspondientes
proteínas o fragmentos precoces de virus del papiloma tales como,
por ejemplo, las proteínas precoces E1, E2, E4, E5, E6 y/o E7.
De acuerdo con el procedimiento según la
invención, la expresión de las proteínas y/o de las proteínas de
fusión, y la producción de partículas semejantes al virus del
papiloma se lleva a cabo en vectores virales, eucarióticos o
procarióticos, de forma muy especialmente preferida en recombinantes
vacunales, en baculovirus, en levaduras o en bacterias,
especialmente en E. coli.
Preferentemente, la producción de partículas se
lleva a cabo en el citoplasma. Las partículas se segregan de forma
especialmente preferida en el sobrenadante y, de manera muy
especialmente preferida, se segregan aproximadamente 5 hasta 10% de
las partículas en el sobrenadante.
De acuerdo con la presente invención, mediante
la introducción de una deleción C-terminal de 26
aminoácidos (AS) de longitud en la posición de nucleótidos
7016-7093 en el ORF L1 del virus del papiloma bovino
Tipo 1 (BPV 1), se incrementa especialmente la producción de VLP en
más de 10 veces. De este modo, con idéntica cantidad de proteína L1,
tal como se demuestra por ejemplo en una transferencia de western,
se pone de manifiesto por microscopia electrónica un incremento del
número de partículas. Dado que la deleción comprende,
preferentemente, la señal de localización nuclear (NLS), la
producción de partículas tiene lugar en el citoplasma y una parte
considerable de las partículas se segrega en el sobrenadante. Esto
resulta especialmente ventajoso, ya que la purificación se facilita
de forma importante.
Las proteínas, preferentemente con la mencionada
deleción con 6 histidinas adicionales (proteínas
His-L1), se expresan según la presente invención en
E. coli. Las proteínas, en particular las proteínas
His-L1, se purifican preferentemente por
cromatografía de afinidad sobre Ni, en donde las proteínas, de
acuerdo con una forma de realización ventajosa, se encuentran
presentes, en ese momento, en un tampón de desnaturalización, por
ejemplo, hidrocloruro de guanidina 6M. La renaturalización tiene
lugar, por ejemplo, en NaCl 150 mM, CaCl_{2} 1 mM,
Triton-X 100 al 0,01%, Hepes 10 mM (ácido
N-2-hidroxietil-piperazina-N'-2-etanosulfónico),
pH 7,4.
La producción (ensamblaje) de VLP se efectúa,
según un desarrollo preferido de la presente invención, tras la
diálisis de las proteínas, convenientemente tras la diálisis contra
NaCl 150 mM, Ca^{2+} 25 mM, DMSO (dimetilsulfóxido) al 10%,
Triton-X 100 al 0,1%, ácido tris
[tris-(hidroximetil)amino-metano] acético, a
un valor de pH de 5,0.
La deleción de secuencias en la proteína L1 de
todos los virus del papiloma, que impide el ensamblaje prematuro de
las VLP, conduce a un rendimiento mayor en la producción de VLP.
Si en estos casos está implicada la NLS L1, el
ensamblaje tiene lugar en el citoplasma. De esta forma, es posible
llevar a cabo la purificación de las VLP, según la invención, en el
citoplasma en lugar de, como se hacía hasta la fecha, en el núcleo
celular. De acuerdo con la invención, son posibles también
deleciones más cortas. Según la presente invención, se llevan a cabo
deleciones de hasta un aminoácido y/o sustituciones de hasta un
aminoácido. En este caso, se demuestra conveniente que ante
deleciones o sustituciones cortas de uno a pocos aminoácidos, las
propiedades antígenas de las proteínas y de las VLP formadas a
partir de las mismas se modifiquen en el menor grado posible con
respecto a las propiedades antígenas nativas de las proteínas o
VLP.
La introducción de una deleción
C-terminal o sustitución, como las anteriormente
mencionadas, en las proteínas de fusión L1 conduce también a un
incremento de la producción de VLP híbridas. En este caso, se deben
incluir también las VLP que contienen solamente proteínas de fusión
L1, así como VLP híbridas, que contienen una proteína de fusión L1 y
una proteína L2 o L1.
Para ello, se preparan VLP compuestas por
proteínas de fusión de proteínas de HPV precoces o tardías (o
fragmentos de las mismas) ("HVLP"), y que se pueden utilizar
para la vacunación profiláctica o terapéutica. Una vacuna de este
tipo posee, con respecto a los preparados convencionales, las
ventajas que se describen a continuación:
- a)
- En caso de vacunación profiláctica, las HVLP impiden, mediante la inducción de anticuerpos específicos L1/L2, no sólo la entrada del virus en las células, sino que eliminan las células ya infectadas (por la inducción de células T citotóxicas), en caso que se haya producido previamente una infección, o si la inmunorrespuesta humoral no fue suficiente.
- b)
- En caso de vacunación terapéutica, las HVLP eliminan las células infectadas de forma persistente (por ejemplo, en pacientes con CIN o carcinoma cervical), e impiden, sobre todo en pacientes con lesiones CIN, una reinfección.
- c)
- La purificación de las HVLP es igual de sencilla que la de las VLP sin proteínas HPV precoces.
Las VLP del virus del papiloma bovino (BPV) Tipo
1 y de los virus del papiloma humanos 11 y 16 se pueden preparar
tras la expresión de L1 más L2, o de L1 sola en vacunas o
baculovirus. Los experimentos demuestran que se pueden delecionar
partes de la proteína L1 (secuencias de aminoácidos
311-351, 331-371,
391-431 de BPV; 306-315 de HPV 16),
sin que se pierda la capacidad para formar VLP. Estas regiones
existen en las proteínas L1 de todos los virus del papiloma, de modo
que la región delecionada de L1 se puede sustituir por otras
proteínas (de virus del papiloma o de otro origen), y que, de esta
forma, se pueden preparar partículas híbridas semejantes al
virus.
Las proteínas de fusión, compuestas por una
proteína L1 delecionada de diversos tipos de HPV (en primer lugar,
HPV 6, 11, 16, 18, 33, 35, 45) y las correspondientes proteínas
precoces E1, E2, E4, E5, E6, E7 (o partes de las mismas), se
preparan mediante expresión en recombinantes vacunales, que se
pueden construir en un período muy corto de tiempo. La formación de
VLP, compuestas por una proteína de fusión L1, se comprueba por
microscopia electrónica, y la presencia de la proteína HPV precoz se
ensaya por análisis de transferencia de western con ayuda de
antisueros específicos. Para la producción a gran escala de HPLV, la
expresión de las proteínas se lleva a cabo en sistemas virales,
eucarióticos o procarióticos, preferentemente en baculovirus, en
levaduras, o en E. coli.
El uso de las proteínas de fusión o de las
partículas híbridas semejantes al virus para la preparación de una
vacuna profiláctica o terapéutica se efectúa, de acuerdo con la
presente invención, tras la adición de otros componentes.
Los correspondientes experimentos para la
preparación de proteínas de fusión se pueden llevar a cabo con
proteínas de otros orígenes.
Claims (46)
1. Partículas semejantes al virus del papiloma,
preparadas por vía recombinante, que se forman tras la expresión de
las proteínas estructurales L1 o L1 y L2 virales,
caracterizadas porque se deleciona una o múltiples regiones
de la proteína L1, conservándose la capacidad para formar partículas
semejantes al virus.
2. Partículas semejantes al virus según la
reivindicación 1, caracterizadas porque las regiones
delecionadas en la proteína L1 se refieren a las secuencias de
aminoácidos 311-351, 331-371,
391-431 del virus del papiloma bovino de Tipo 1.
3. Partículas semejantes al virus según la
reivindicación 1, caracterizadas porque las regiones
delecionadas en la proteína L1 se refieren a la secuencia de
aminoácidos 306-315 del virus del papiloma humano
16.
4. Partículas semejantes al virus del papiloma,
preparadas por vía recombinante, formadas tras la expresión de las
proteínas estructurales L1 o L1 y L2 virales, caracterizadas
porque se delecionan una o múltiples regiones de la proteína L1, en
donde se incrementa la capacidad para formar partículas semejantes
al virus en comparación con la formación nativa y/o la producción
in vitro.
5. Partículas semejantes al virus según la
reivindicación 4, caracterizadas porque al menos una de las
regiones delecionadas en la proteína L1 de un virus del papiloma se
refiere a secuencias de aminoácidos
C-terminales.
6. Partículas semejantes al virus según la
reivindicación 5, caracterizadas porque la al menos una
sección delecionada en la región C-terminal en la
proteína L1 se refiere a una secuencia de aminoácidos con una
longitud de aproximadamente 1 hasta 34 aminoácidos, preferentemente
1 hasta 26 aminoácidos, de un virus del papiloma.
7. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 4 a 6, caracterizadas porque tras la
inserción de, especialmente, la deleción C-terminal
en la proteína L1, la producción de VLP se incrementa de manera
múltiple, preferentemente en al menos 10 veces y, de forma
especialmente preferida, en alrededor de 10 hasta 100 veces.
8. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 4 a 7, caracterizadas porque las
regiones delecionadas en la proteína L1 se refieren a 26 aminoácidos
C-terminales del virus del papiloma bovino.
9. Partículas semejantes al virus según la
reivindicación 8, caracterizadas porque la deleción
C-terminal de 26 AS de longitud
(Gly-Ala-Gly-Cys-Ser-Thr-Val-Arg-Lys-Arg-Arg-Ile-Ser-Gln-Lys-Thr-Ser-Ser-Lys-Pro-Ala-Lys-Lys-Lys-Lys-Lys),
correspondiente a la posición de nucleótidos 7016 hasta 7093
GGGGCAGGAT GTTCAACTGT GA
GAAAACGA AGAATTAGCC AAAAAACTTC CAGTAAGCCT GCAAAAAAAA AAAAAAAA, se introduce en el ORF L1 del virus del papiloma bovino de Tipo 1.
GAAAACGA AGAATTAGCC AAAAAACTTC CAGTAAGCCT GCAAAAAAAA AAAAAAAA, se introduce en el ORF L1 del virus del papiloma bovino de Tipo 1.
10. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 4 a 7, caracterizadas porque las
regiones delecionadas en la proteína L1 se refieren a 34 aminoácidos
C-terminales del virus del papiloma humano del Tipo
16 (HPV 16).
11. Partículas semejantes al virus según la
reivindicación 10, caracterizadas porque la deleción
C-terminal, de 34 AS de longitud
(Ala-Gly-Leu-Lys-Pro-Lys-Phe-Thr-Leu-Gly-Lys-Arg-Lys-Ala-Thr-Pro-Thr-Thr-Ser-Ser-Thr-Ser-Thr-Thr-Ala-Lys-Arg-Lys-Lys-Arg-Lys-Leu),
correspondiente a la posición de nucleótidos 7052 hasta 7153
GCAG
GATTGA AGGCCAAACC AAAATTTACA TTAGGAAAAC GAAAAGCTAC ACCCACCACC TCATCTACCT
CTACAACTGCATAAACGCAAA AAACGTAAGC, se introduce en el ORF L1 del virus del papiloma humano del Tipo 16 (HPV 16).
GATTGA AGGCCAAACC AAAATTTACA TTAGGAAAAC GAAAAGCTAC ACCCACCACC TCATCTACCT
CTACAACTGCATAAACGCAAA AAACGTAAGC, se introduce en el ORF L1 del virus del papiloma humano del Tipo 16 (HPV 16).
12. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 5 a 7, caracterizadas porque la al menos
una deleción en la región C-terminal en la proteína
L1 se refiere a una secuencia de aminoácidos homólogos del virus del
papiloma humano 16 o de otros virus del papiloma.
13. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 4 a 12, caracterizadas porque la
deleción de la proteína L1 comprende la señal de localización
nuclear (NLS).
14. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 4 a 13, caracterizadas porque la
producción de partículas a partir de las proteínas L1 o las
proteínas L1 y L2 tiene lugar en el citoplasma.
15. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 4 a 14, caracterizadas porque las
partículas se segregan en el sobrenadante.
16. Partículas semejantes al virus según la
reivindicación 15, caracterizadas porque aprox. 5 hasta 10%
de las partículas se segrega en el sobrenadante.
17. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 4 a 16, caracterizadas porque la
expresión de las proteínas L1 o de las proteínas L1 y L2 se lleva a
cabo en E. coli.
18. Partículas semejantes al virus según la
reivindicación 17, caracterizadas porque en la deleción
C-terminal en la proteína L1 se introducen 6
histidinas.
19. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 17 a 18, caracterizadas porque la
preparación de VLP se lleva a cabo tras la expresión de proteínas L1
o de proteínas L1 y L2 en E. coli.
20. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 4 a 19, caracterizadas porque las
restantes regiones delecionadas en la proteína L1 se refieren a las
secuencias de aminoácidos 311-351,
331-371, 391-431 del virus del
papiloma bovino del Tipo 1.
21. Partículas semejantes al virus según la
reivindicación 20, caracterizadas porque las restantes
deleciones en la proteína L1 se refieren a la secuencia de
aminoácidos 306-315 del virus del papiloma humano
16.
22. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 1 a 21, caracterizadas porque la región
delecionada de proteínas L1 está sustituida por otras proteínas o
fragmentos de proteínas, para obtener una proteína de fusión.
23. Partículas semejantes al virus según la
reivindicación 22, caracterizadas porque la fracción de
proteína L1 asciende aprox. a 50-99%,
preferentemente aprox. a 60 hasta 90% y, de forma especialmente
preferida, a aprox. 80% de la proteína de fusión.
24. Partículas semejantes al virus según las
reivindicaciones 22 y 23, caracterizadas porque la región
delecionada en la proteína L1 está sustituida por otras proteínas de
virus del papiloma y/o proteínas de otro origen, a través de lo cual
se pueden preparar partículas híbridas semejantes al virus.
25. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 1 a 24, caracterizadas porque la
formación de las partículas semejantes al virus se lleva a cabo a
partir de una proteína L1, una proteína de fusión L1, una proteína
L1 y una proteína L2, una proteína de fusión L1 y una proteína L2,
una proteína L1 y una proteína de fusión L2, o de una proteína de
fusión L1 y una proteína de fusión L2.
26. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 4 a 25, caracterizadas porque al menos
una de las regiones delecionadas en la proteína L1 de un virus del
papiloma se refiere a secuencias de aminoácidos
N-terminales.
27. Partículas semejantes al virus según una de
las reivindicaciones 4 a 26, caracterizadas porque al menos
una de las regiones delecionadas en la proteína L1 de un virus del
papiloma se refiere a secuencias de aminoácidos de la región central
de la proteína.
28. Proteínas de fusión para la formación de
partículas híbridas semejantes al virus del papiloma, según una de
las reivindicaciones 22 a 25, caracterizadas porque las
proteínas de fusión contienen proteínas L1 delecionadas de
diferentes virus del papiloma, y otras proteínas o fragmentos de
virus del papiloma o de otro origen.
29. Proteínas de fusión para la formación de
partículas híbridas semejantes al virus del papiloma, según una de
las reivindicaciones 22 a 25, en donde las proteínas de fusión
contienen proteínas L1 delecionadas de diferentes virus del papiloma
y otras proteínas o fragmentos de virus del papiloma o de otro
origen, caracterizadas porque las otras proteínas o
fragmentos son proteínas precoces de virus del papiloma o fragmentos
de las mismas.
30. Proteína de fusión según la reivindicación
28 ó 29, caracterizada porque se refiere a proteínas precoces
E1, E2, E4, E5, E6, E7, o fragmentos de las mismas.
31. Proteínas de fusión según una de las
reivindicaciones 28 a 30, caracterizadas porque se refieren a
proteínas L1 delecionadas de diferentes tipos de HPV tales como HPV
6, 11, 16, 18, 31, 33, 35, 45.
32. Procedimiento para la expresión de las
proteínas de fusión, según una de las reivindicaciones 28 a 31,
caracterizado porque la expresión de las proteínas y
proteínas de fusión se lleva a cabo en vectores virales o
eucarióticos.
33. Procedimiento para la expresión de las
proteínas de fusión y la producción de partículas semejantes al
virus del papiloma, según una de las reivindicaciones 4 a 31,
caracterizado porque la expresión de las proteínas L1 y/o L2
y de las proteínas de fusión se lleva a cabo en vectores virales,
eucarióticos o procarióticos.
34. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 32 ó 33, caracterizado porque las proteínas
L1 y/o L2 o las proteínas de fusión se preparan por expresión en
recombinantes vacunales.
35. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 32 ó 33, caracterizado porque la expresión
de las proteínas L1 y/o L2 y de las proteínas de fusión se lleva a
cabo en baculovirus o en levaduras.
36. Procedimiento según la reivindicación 33,
caracterizado porque la expresión de las proteínas L1 y/o L2
y de las proteínas de fusión se lleva a cabo en E. coli.
37. Procedimiento según la reivindicación 36,
caracterizado porque la purificación, especialmente de las
proteínas L1, tiene lugar mediante cromatografía de afinidad sobre
Ni y renaturalización, preferentemente en NaCl 150 mM, CaCl_{2} 1
mM, Triton-X 100 al 0,01%, Hepes 10 mM a pH 7,4.
38. Procedimiento según la reivindicación 37,
caracterizado porque las proteínas, en el momento de la
purificación, están presentes en tampón de desnaturalización.
39. Procedimiento según la reivindicación 38,
caracterizado porque el tampón de desnaturalización es
hidrocloruro de guanidina 6M.
40. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 33 a 39, caracterizado porque el ensamblaje
de las VLP se produce después de la diálisis.
41. Procedimiento según la reivindicación 40,
caracterizado porque la diálisis se lleva a cabo contra NaCl
150 mM, Ca^{2+} 25 mM, DMSO 10 mM, Triton-X 100 al
0,1% y ácido Tris acético 10 mM, a pH = 5,0.
42. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 33 a 41, caracterizado porque la producción
de partículas tiene lugar en el citoplasma.
43. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 33 a 42, caracterizado porque las partículas
se segregan en el sobrenadante.
44. Procedimiento según la reivindicación 43,
caracterizado porque aproximadamente 5 hasta 10% de las
partículas se segregan en el sobrenadante.
45. Uso de las proteínas de fusión según una de
las reivindicaciones 28 a 31 para la preparación de una vacuna para
la vacunación profiláctica y/o terapéutica, preferentemente tras la
adición de otros componentes.
46. Uso de las partículas híbridas semejantes al
virus, según una de las reivindicaciones 1 a 27, para la preparación
de una vacuna para la vacunación profiláctica y/o terapéutica,
preferentemente tras la adición de otros componentes.
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