WO2007057617A1 - Proteine chimere lectine-defensine - Google Patents

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WO2007057617A1
WO2007057617A1 PCT/FR2006/051193 FR2006051193W WO2007057617A1 WO 2007057617 A1 WO2007057617 A1 WO 2007057617A1 FR 2006051193 W FR2006051193 W FR 2006051193W WO 2007057617 A1 WO2007057617 A1 WO 2007057617A1
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WO
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protein
sequence
domain
seq
def
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Application number
PCT/FR2006/051193
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Inventor
Jean-Claude Lefebvre
Original Assignee
Centre Hospitalier Universitaire De Nice
Universite De Nice - Sophia Antipolis
Association Pour Le Developpement Du Diagnostic Des Maladies Virales
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Publication date
Application filed by Centre Hospitalier Universitaire De Nice, Universite De Nice - Sophia Antipolis, Association Pour Le Developpement Du Diagnostic Des Maladies Virales filed Critical Centre Hospitalier Universitaire De Nice
Publication of WO2007057617A1 publication Critical patent/WO2007057617A1/fr

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/62—DNA sequences coding for fusion proteins
    • C12N15/625—DNA sequences coding for fusion proteins containing a sequence coding for a signal sequence
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61P31/14—Antivirals for RNA viruses
    • A61P31/18—Antivirals for RNA viruses for HIV
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/62—DNA sequences coding for fusion proteins

Definitions

  • the present invention relates to a chimeric lectin-defensin protein, useful in particular in antiviral or antitumor therapy.
  • Innate immunity operates through soluble cells or molecules that pre-exist any infection, whether bacterial, viral, or parasitic.
  • acquired immunity that requires a maturation period of several days to produce antibodies and effector cells
  • the innate immunity components are immediately available to the host undergoing infection.
  • the many lectins of innate immunity have the advantage of a much wider recognition than antibodies or effector lymphocytes of acquired immunity, specialized against restricted epitopes.
  • a particular lectin recognizes one or more types of oligosaccharides carried by all variants of several families of viruses or several types of tumors.
  • the lectin DC-SIGN recognizes the type oligosaccharides mannan found several families of enveloped viruses, as well as fucosylated chains such as Lewis x and Lewis are carried by tumor antigens (Soilleux, EJ 2003. Van Kooyk and Geijtenbeek, 2003, van Gisbergen, et al 2005).
  • lectins of innate immunity The broad recognition of lectins of innate immunity is explained by the nature of the (oligosaccharide) motifs to which they bind. Oligosaccharide residues carried by glycoconjugates are grafted by glycosyltransferases, cell enzymes extremely well preserved genetically. The oligosaccharides of the viral envelopes are of cellular origin and do not therefore vary according to the viral mutations. This explains the recognition of all the viral variants of one or more viral families by the same lectin.
  • the tumor cells may carry specific surface oligosaccharides, recognized by certain lectins including DC-SIGN (van Gisbergen, et al 2005), by modulating the expression of certain glycosyltransferases.
  • defensins grouped into alpha, beta and theta families (Kagan, et al 1994, CoIe and Lehrer, 2003, Chang and Klotman, 2004, Wang, et al, 2004), are constituted by short peptides, capable of intercalate into membranes of the 'punch 1 and cause permeability disorders leading to lysis (Lehrer et al, 1993; Risso, 2000; Yeaman and Yount, 2003; Yount and Yeaman, 2005). They are synthesized as a propeptide and activated by cleavage of the species (Valore, et al, 1996). Stored in granules inside specialized cells, or secreted, they are delivered to the places of infection.
  • Lectins and defensins are ancestral molecules, found even in the plant world. They are mostly expressed by different cell types: myeloid cells evolving towards granulocyte differentiation or Paneth cells for defensins; dentritic, endothelial and placental cells, and hepatocytes for lectins. Lectins and defensins possess, for the most part, a specificity of tissue and particular modes of activity, which do not lead them to cooperate.
  • lectins and defensins In order to potentiate the properties of lectins and defensins, it is now proposed to associate them, preferably by genetic engineering.
  • a lectin domain capable of recognizing oligosaccharides present on infectious agents, such as the envelope of several viruses, present on the surface of the cells which express these viruses, also present on the surface of cells which harbor the HIV-HIV provirus, is used. 1 latently, as well as on the surface of certain tumor cells.
  • a propeptide domain of a defensin fused to the lectin domain is used.
  • the propeptide activation site is advantageously modified to become activatable by the targeted elements themselves: cells or pathogens (viruses, bacteria, etc.), by means of their specific protease, by releasing the active, virucidal peptide and or cytolytic.
  • An object of the invention is thus a chimeric protein comprising (i) a domain, designated "Lee”, cell binding of a lectin and (ii) a domain of a defensin, designated "Def”, activatable, causing the membrane lysis cellular or infectious agents.
  • this protein is designated "Lec-Def” or "Def-Lec", depending on the orientation of the construct.
  • the chimeric protein further comprises a cell internalization sequence inserted into said protein.
  • Another object of the invention is an isolated nucleic acid encoding this protein.
  • the "Lec-Def” or "Def-Lec” proteins of the invention may be produced in vitro by a eukaryotic or prokaryotic host cell transfected with the nucleic acid encoding the protein. They can also be expressed in vivo, either after administration of the nucleic acid, naked or vectorized, or after administration of (preferably autologous) host cells transfected ex vivo with the nucleic acid encoding the protein.
  • the "Lec-Def” or “Def-Lec” proteins of the invention are useful for the treatment of infections, especially viral infections, and for the treatment of tumors.
  • the chimeric protein of the invention comprises a domain derived from a lectin. It can be any lectin, preferably human. However, DC-SIGN human lectin is preferred because of a broad spectrum of recognition of infectious agents or tumor cells. This lectin is expressed, as well as its isoform DC-SIGNR, by the dentritic, endothelial and placental cells. This lectin recognizes several types of viruses, including HIV-1,
  • DC-SIGN Hepatitis C (HCV), Ebola, Dengue, and Cytomegalovirus.
  • HCV Hepatitis C
  • Ebola Ebola
  • Dengue and Cytomegalovirus.
  • DC-SIGN also recognizes several types of tumor cells, including melanoma, myxofibrosarcoma, breast cancer and colorectal cancer.
  • DC-SIGN functions as a receptor capable of internalizing the recognized infectious agent and enabling the carrier cell to present it to lymphocytes.
  • Each DC-SIGN molecule comprises, from the N-terminus: an intracytoplasmic domain (with motif of intemalisation), a transmembrane domain, followed by an extracellular domain comprising a coiled-coil region followed by a lectin sequence. type C. Thanks to its leucine-zipper coiled-coil supercoiled domain, DC-SIGN is oligomerized into tetramers, which gives it a very high affinity for mannose-rich oligosaccharides (Feinberg et al., 2001). ).
  • DC-SIGN also recognizes some fucosylated chains (Lewis x and Lewis y ). These two types of link are provided by different regions of the DC-SIGN (van Die, et al, 2003).
  • Other lectins are usable, such as Mannose Binding Lectin (MBL) (Ji, et al, 2005, Hart, et al 2002), High mannose glycans and sialic acid on), CD94 / NKG2A (De Maria and Moretta, 2000). ), or LSLCL (Bannwarth et al, 1998).
  • MBL Mannose Binding Lectin
  • MBL Mannose Binding Lectin
  • CD94 / NKG2A De Maria and Moretta, 2000
  • LSLCL Longwarth et al, 1998.
  • the chimeric protein comprises the extracellular domain alone of DC-SIGN (type C lectin + coiled-coil). It is thus possible to keep only the recognition function of the DC-SIGN.
  • DC-SIGN type C lectin + coiled-coil
  • a sequence of DC-SIGN is presented in the appendix (SEQ ID NO: 1 for cDNA, and SEQ ID NO: 2 for protein, the extracellular domain ranging from amino acids 63 to 404).
  • the inventors have included in the chimeric protein an internalization sequence, which is preferably inserted into the cell binding domain of the lectin.
  • the intemalisation sequence is thus advantageously inserted into the "Lee" domain at a position chosen so that the protein can be exteriorized during a conformational change occurring during the Lec-Mannan or Lec-Lewis link. This avoids the stochastic internalisation of Lec-Def (or Def-
  • said internalisation sequence is a peptide of 7 to
  • essentially basic is meant that the peptide comprises at least 70%, preferably at least 80% of basic amino acids (lysine or arginine).
  • said internalization sequence is the sequence RKKRRQRRR (SEQ ID NO: 3).
  • This polybasic sequence of the Tat protein is known for its ability to induce the internalization of the molecule that carries it (Silhol, et al, 2002).
  • CQNRYTDLVAIQNKNE (SEQ ID NO: 4) after Ca ++ ion fixation, during GMP-140 / target binding. This area is contiguous with the first cysteine of the Lee domain proper. The precise site of peptide insertion
  • RKKRRQRRR is located between the 2 alpha helices: WHDSITACKE (SEQ ID NO: 5) and EEQNFLQLQSSRS (SEQ ID NO: 6) (Feinberg, et al, 2001), (NCBI, 3D structure references of the DC-SIGN: 1SL5, 1SL4 , 1 K9I), present at this level.
  • the chimeric protein of the invention comprises a domain derived from a defensin. It can be any defensin, preferably human. However alpha 3 human defensin is preferred.
  • alpha 3 defensin sequence is shown in the appendix (SEQ ID NO: 7 for cDNA, and SEQ ID NO: 8 for protein).
  • the complete sequence is called preprodéfensine.
  • the prefix 'pre' corresponds to the signal peptide (amino acids 1 to 20) and the 'pro' segment to the protective domain (amino acids 21 to 64).
  • the defensin peptide itself (acids amino 65 to 94) must be released by a cellular endopeptidase that recognizes the natural cleavage site at amino acids 64-65.
  • the natural cleavage site of the prodecensin is advantageously replaced by a sequence specifically cleavable by the target that recognizes the chimeric protein "Lec-Def” or "Def-Lec".
  • the lysis domain of Def thus advantageously comprises a cleavage sequence recognized (a) by a viral protease, which makes the lysis domain activatable by said viral protease, or (b) by a metalloprotease overexpressed by the tumor cells, which makes the lysis domain activatable by said metalloprotease.
  • the cleavage sequence recognized by a viral protease or by a metalloprotease replaces the natural cleavage sequence which allows the maturation of defensin during granulocyte differentiation, namely the field of prodfensin which makes it possible to generate the active peptide (amino acids 65-94).
  • the cleavage sequence recognized by a viral protease may be a sequence recognized by a protease selected from an HIV protease, in particular HIV-1, of HCV, or of the Dengue virus. It may in particular be a cleavage sequence recognized by the protease of HIV-1, such as the sequences SEQ ID NO: 9 to SEQ ID NO: 22.
  • This protease is present not only in the infected cell but also in the virion whose maturation is completed in extracellular situation.
  • the site RKVLFLD (SEQ ID NO: 9) (RTp66 / INT) was chosen because it was advantageous to insert the amino acids (aa) VLFL between the aa R 6 1K 6 2 and D 65 of the HNP3 by eliminating the aa N 63 M 64 at the original cleavage site:
  • VSQNY / PIVQN (SEQ ID NO: 11), XXAIM / MQKSN, (SEQ ID NO: 12), RPGNF / LQSRP, (SEQ ID NO: 13), ENLAF / XQGEA, (SEQ ID NO: 14), CTLNF / PISPI, (SEQ ID NO: 15), IRKVL / FLDGI, (SEQ ID NO: 16), KARVL / AEAMS, (SEQ ID NO: 17), ERQAN / FLGKI, (SEQ ID NO: 18) ERQAN / FLREN, (SEQ ID NO: 19), XSFXF / PQITC, (SEQ ID NO: 20), GAETF / YVDGA, (SEQ ID NO: 21), XDCAW / LEAQE, ( SEQ ID NO: 22).
  • HCV NS3 such as SEQ ID NO: 23 to SEQ ID NO: 27.
  • HCV a virus belonging to the Flaviviridae family
  • NS3 a cellular loprotease metal and the viral serine protease NS3 (Penin et al, 2004).
  • the viral protease has been the subject of much work. It cleaves the sub-peptides NS4A, NSAB, NS5A and
  • NS5B The different cleavage sites recognized by NS3 make it possible to define the consensus sequence: (D / E) XXXXC (A / S), (Urbani, et al, 1997).
  • NS3 / NS4A DLEVVI STWV (SEQ ID NO: 24) NS4A / NS4B DEMEE ⁇ ASHL (SEQ ID NO: 25) NS4B / NS5A DCSTPG SGSW (SEQ ID NO: 26) NS5A / NS5B EDVVCC SMSY (SEQ ID NO: 27)
  • cleavage sequence recognized by the Dengue virus NS3 protease such as the sequences SEQ ID NO: 28 to SEQ ID NO: 45.
  • the Dengue virus also belongs to the family Flaviviridae. Based on the work of several teams about the sites cleavage recognized specifically by the NS3 protease of this virus (Chanprapaph, et al 2005, Li, et al, 2005), a consensus site giving the best parameters Km and Vm comprises in P1, P2 and P3 a basic amino acid (Lys or Arg preferred), and P'1 a weakly polar amino acid (Ser, Glu or Ala). The best retained sequence (SEQ ID NO: 28) to modify the cleavage site of Def was:
  • cleavage sites are SEQ ID NO: 29 to SEQ ID NO: 44 (Li, et al, 2005):
  • the lysis domain of defensin may comprise a metalloprotease-recognized cleavage sequence, overexpressed, for example, in the case of colorectal cancer or breast cancer (Duffy and McCarthy 1998, Bini et al., 1999). ).
  • MMP-3, MMP-7 and MMP-1 are most often involved. Two cleavage sites are common to them: Thr / Leu and Asn / Val (Bini, et al, 1999). The sequence chosen to modify the cleavage site of Def was:
  • RKTLDCYC SEQ ID NO: 47
  • RKELADCYC SEQ ID NO: 48
  • RKPLGLGLDCYC SEQ ID NO: 49
  • the "Lee” and “Def” domains are associated, typically in the form of a fusion protein.
  • the "Def” domain is in the N-terminal position and the "Lee” domain is in the C-terminal position, an activation sequence of the "Def” domain separating the two "Def” and “Lee” domains.
  • the reverse position (the "Def” domain in the C-terminal position and the "Lee” domain in the N-terminal position) is also possible.
  • the activation sequence is advantageously a cleavage sequence recognized (a) by a viral protease, which renders the lysis domain activatable by said viral protease, or (b) by a metalloprotease overexpressed by the cells. tumor, which makes the lysis domain activatable by said metalloprotease.
  • the protein sequences resulting from the merger between Lee and Def are themselves fused to N-terminal routing sequences. It can be the SiHi sequence of the LSLCL containing the signal peptide and the hinge region of the LSLCL. A FLAG can be inserted into the SiHi. It may also be the HA sequence signal peptide of a viral hemagglutinin in which a 6xHis tag can be inserted.
  • a protein of interest comprises, for example, the sequence SEQ ID NO: 51 (complete sequence of the recombinant SiHi-Def-Lec protein).
  • the isolated nucleic acid encoding the chimeric protein of interest is also part of the invention, as is any host cell in which said nucleic acid is stably or transiently transfected.
  • the invention relates to a nucleic acid which comprises the sequence SEQ ID NO: 50 (complete sequence of the SiHi-Def-Lec cDNA).
  • SEQ ID NO: 50 complete sequence of the SiHi-Def-Lec cDNA.
  • this sequence we identify the following nucleotides: nt 1-75 signal peptide LSLCL nt 76-99 Flag Sigma nt 100-342 hinge domain LSLCL nt 343-573 prodfensin alpha3
  • the present invention also encompasses expression cassettes, wherein a nucleic acid molecule encoding a chimeric protein of the invention is associated with appropriate transcriptional control elements (including promoter, and possibly terminator) and optionally translation, as well as the recombinant vectors into which said nucleic acid molecule is inserted.
  • the invention also relates to the cloning and / or expression vectors, which contain a nucleic acid encoding the chimeric protein of interest.
  • the vectors according to the invention preferably comprise elements which allow the expression and / or the secretion of the nucleotide sequences in a specific host cell.
  • the vector must then include a promoter, translation initiation and termination signals, as well as appropriate transcriptional regulatory regions. Preferred promoters are described below.
  • the vector is preferably stably maintained in the host cell and may optionally have particular signals that specify the secretion of the translated protein.
  • These different elements are chosen and optimized by those skilled in the art depending on the cellular host used.
  • the nucleotide sequences can be inserted into autonomously replicating vectors within the chosen host, or be integrative vectors of the chosen host.
  • Such vectors are prepared by methods commonly used by those skilled in the art, and the resulting clones can be introduced into a suitable host by standard methods, such as lipofection, electroporation, heat shock, or chemical methods. .
  • the vectors according to the invention are for example vectors of plasmid or viral origin. They are useful for transforming host cells to clone or express the selected nucleotide sequences.
  • the invention also comprises the host cells transformed with a vector according to the invention.
  • the cellular host may be chosen from prokaryotic or eukaryotic systems, for example bacterial cells, but also yeast cells or animal cells, in particular mammalian cells. Insect cells or plant cells can also be used.
  • the preferred host cells according to the invention are in particular prokaryotic cells, preferably bacteria such as E. coli.
  • In vitro methods of recombinantly producing a chimeric protein typically include transfection of a host cell with a nucleic acid (in vector form), encoding the protein, under conditions that allow expression of the protein. The recombinant protein thus produced is then recovered. If necessary, the protein may then be purified by conventional procedures, known in themselves to those skilled in the art, for example by fractional precipitation, in particular ammonium sulfate precipitation, electrophoresis, gel filtration, chromatography and the like. affinity, etc.
  • the proteins according to the invention can also be prepared by chemical synthesis. Such a preparation method is also an object of the invention.
  • the sequence encoding the "Lee” and "Def” domains is under the control of an inducible or tissue-specific promoter.
  • the promoter used may be inducible by HIV-1 Tat protein and / or tetracycline.
  • the chosen promoter may be tissue-specific such as that of anti-thrombin III, which makes it possible to target hepatocytes infected with HCV.
  • the selected promoter can be tumor-inducible as pNeu, particularly advantageous for targeting tumors likely to overexpress c-erbB-2 such as breast cancer or cancers of the gastrointestinal tract.
  • a particular promoter, inducible by the Tat protein of the HIV-1 virus comprises the following elements, from 5 'to 3': 3 elements NF-KB, optionally a PEA3 element, 3 elements SP1, 3 elements TAR.
  • the advantages of this type of promoter are: (i) the very strong expression induced in or in contact with cells expressing the Tat protein, as well as (ii) the loss of evolution towards the transcriptional "silencing", which ensures the long-term maintenance of the ability to respond to induction.
  • the chimeric protein described above preferably produced by genetic recombination, is useful for the manufacture of a medicament for the treatment of infection by a pathogen, including a viral infection or treatment of a tumor.
  • the lectin domain of the protein allows the targeting of infectious agents
  • the Lec-Def proteins of the invention may be particularly useful for the detection and elimination of HIV + cells in latency in subjects previously tested for significant expression of the epitope
  • Lewis y is significantly found on the peripheral blood mononuclear cells of certain HIV + subjects (Adachi, et al, 1988, Kashiwagi, et al, 1994).
  • the target infectious agent is preferably a virus, but it can also be a bacterium or a parasitic infestation.
  • the targeted viral infection may be more generally an infection with a retrovirus, preferably the HIV virus, the HCV virus or the Dengue virus, or any other virus that is recognized by a human lectin such as DC-SIGN.
  • the recognition test can be performed on cells infected with the candidate virus using the molecule Lee bearing the 6xHIS tag, described in the present invention.
  • the secondary revelation can then be performed by an anti 6xHIS antibody.
  • the target tumor may be cancerous. It may for example be a melanoma, myxofibrosarcoma, breast cancer or colorectal cancer, or any other tumor expressing the Lewis marker y and / or Lewis x .
  • the preliminary determination of the markers can be carried out on a biopsy using specific antibodies such as clone F3 (Calbiochem).
  • the nucleic acid encoding a chimeric protein may also be used for the manufacture of a medicament for treating a viral infection or a tumor. It is typically administered in the form of a naked expression vector (see EP 465,529). Techniques of microinjection, electroporation, formulations using nanocapsules or liposomes are other techniques available.
  • the expression vector may also be in the form of a recombinant virus.
  • the viral vector may for example be chosen from an adenovirus, a retrovirus, in particular a lentivirus, as well as an adeno-associated virus (AAV), a herpes virus (HSV), a cytomegalovirus (CMV), a virus vaccinia, etc.
  • the recombinant virus is a defective virus.
  • the chimeric protein may be further produced in vivo by administering cells, preferably from or derived from the patient's cells, previously transfected ex vivo with a nucleic acid or a vector encoding said protein.
  • GACGTCCCCAGCTCCATAAGTCAGGAACAATCC SEQ ID NO: 52
  • Aatll site underlined
  • the cDNA here called DC- ⁇ N-Term, was cloned into pCRII-Topo and sequenced (see SEQ ID NO: 54).
  • the nonapeptide was inserted into the original DC-SIGN sequence by removing an alanine (between the 2 helices of the lectin domain), downstream of a glycine and inserting 2 prolines downstream of the nonapeptide itself, so as to restore the environment of the nonapeptide present in the Tat protein.
  • Pr ime PoIyB DC ⁇ S T ⁇ ⁇ CTI L ⁇ C CCG TCC -JC TTC GCC TC ⁇ G 1 1 C GC I GCJ D - b ' ⁇ G ⁇ C ⁇ L- LG ⁇ CG ⁇ ⁇ G ⁇ CC_ CLT C ⁇ G ClL G_C C-1 ⁇ Prmer tolyj JC S
  • the two primers PoIyB-DC defined below, partially hybridize with each other, and both with the connection sequences of the DC-SIGN, according to the above representation.
  • the three-dimensional structure of the lectin domain of DC-SIGN defined by X-ray diffraction was available (Feinberg et al, 2001).
  • the Genbank 1 K9I file recreates the 3D image of this domain.
  • the deformation provided by the nonapeptide on the lectin domain was studied using the Modeller.Model4.top software.
  • This protein is ligated into the self-inactivating retroviral vector pcSinU3-R-tetO (pcSin-2xlnd).
  • the U3 domain of the 3 'LTR of this murine vector has been completely deleted and replaced by an original U3-R sequence of HIV-1.
  • This comprises 3 NF-KB motifs and 3 complete TAR sequences in tandem, followed by a domain 7xtet ⁇ 2.
  • the set U3-R-7xtet ⁇ 2 is followed by a multiple cloning site.
  • This vector has been shown to be inducible by both the HIV-1 Tat protein and the tetracycline.
  • the Tat protein is necessary to obtain the elongation of the transcription initiated in the U3 domain.
  • the vector pSHT kindly provided by Philip Bird (Madison, and Bird, 1992), makes it possible to obtain the cellular secretion of proteins of interest thanks to the N-terminal fusion of the HA signal peptide (MAIIYLILLFTAVRGiD, cleavage site of the arrow-labeled peptidase signal) of influenza A / JAPAN / 305/57 (H3N2) influenza hemagglutinin, particularly favorable for secretion (Bird, et al, 1987).
  • Step 2 In order to allow ligation of the truncated DC-SIGN in pSHT downstream of the HA + 6xHis sequence, a SpeI site was inserted into the cloning vector pZERO-Blunt, between NotI and AatII through the polylinker:
  • Step 3 The Lee is then excised from pZERO-Blunt by Spel and EcoRI and inserted into the pSHT-6xHis previously constructed between the same sites.
  • Example 2 Cloning of the Def 2.1 Domain. Modification of the cleavage site of defensin by one of those recognized by the protease of HIV-1:
  • HNP3 Defensin human alpha 3
  • the 4 amino acids VLFL are inserted by overlap PCR.
  • Two initial PCRs are performed separately on a Defensin-alpha 3 clone obtained previously, with the two pairs of Def3-S + Def-prot-AS and Def-prot-S + Def3-AS primers.
  • the two types of amplicons obtained were fused during a third PCR carried out
  • HCV Hepatitis C virus
  • HCV The genome of HCV, a virus belonging to the family Flaviviridae,
  • NS3 viral serine protease (Penin, et al, 2004).
  • the viral protease has been many works, it cleaves the sub-peptides NS4A, NSAB, NS5A and NS5B.
  • the different cleavage sites recognized by NS3 make it possible to define the consensus sequence: (D / E) XXXXC (A / S), (Urbani, et al, 1997).
  • the Def domain modified by the RKVLFLD site, cleavable by the HIV-1 protease was transfected into the EMC cells for testing.
  • the Defensin alpha3 protein is detected in the GP2-293-Def + permeabilized cells using the monoclonal antibody Def-3 (BMA Biomedicals AG, Augst, Switzerland).
  • the GP2-293-Def + cells thus controlled do not show any cytopathic effect (CPE), proof of the absence of cleavage of the modified alpha3 proDefensin in the parental cells.
  • CPE cytopathic effect
  • the GP2-293-Def + cells are supertransfected by the infectious HIV-1 pLN4.3 molecular clone. After 3 days of subculturing, lysis ranges are observed.
  • the GP2-293-Def + cells are transtransfected, transiently, by a plasmid capable of expressing the VSV-G glycoprotein, in order to obtain supernatants containing the pseudotypes capable of infecting CEM T cells to obtain the CEMs.
  • -def +. 5 CEM-Def + are selected by puromycin; 5 clones are selected and subjected to HIV-1 infection with the supernatant of the chronically producing line CEM LAI .
  • Parental CEM cells not transfected with Def are also infected.
  • the CEM line shows no PCE with the HIV-1 LAI strain and the viral production is chronically maintained by the periodic addition (twice a week) of fresh CEM cells.
  • Example 3 Lec-Def Constructions According to the scheme of the appended figure, the modified Lee and Def domains are fused, Lee in the C-terminal position, Def in N-terminal, and separated from Lee by the cleavage peptide sensitive to protease involved in the intended targeting.
  • the set is preceded by the signal peptide + hinge (SiHi) cassette of the LSLCL (aa 1-106), (Bannwarth, et al, 1998).
  • This cassette gives Lec-Def the dual property of LSLCL: a protein that is both secreted and accumulated in the cytoplasm.
  • a FLAG (Sigma) sequence is inserted between aa 24 and 25 of the SiHi cassette.
  • An example of binding between the Def and Lee domains is that carried out for the Lec-Def anti-HIV chimera using a peptide linker described below to bind the RKVLFL site between the Def-Fspl C-terminal sites. Aatll N- terminal of Lee.
  • 1 st step insertion of the FLAG in the SiHi by means of PCR by overlapping and using two oligonucleotides LSFIag-int-S and LSFIag-int- AS.
  • LSFIag-int-S oligonucleotides
  • CCTGAGTGCGCAGACGTCTCGAG (SEQ ID NO: 67) GGACTCACGCGTCTGCAGAGCTC Bsu361 Fspl AatII Xho I using Bs-Xho-S Oligonucleotides (TGAGGACGTCGATATC, SEQ ID NO: 68) and Bs-Xho-AS (TCG AG ATATCG ACGTCC, SEQ ID NO: 69), to obtain the linker: TGAGGACGTCGATATC 10 CCTGCAGCTATAGAGCT
  • ProDef3-S (CCTGAGGACGAGCCACTCCAGGCAAGAGCT, SEQ ID NO: 70, underlined site Bsu361) and ProDef3-As (TGCGCAGCAAAATGCCCAGAGTCT, SEQ ID NO: 71, underlined Fspl site)
  • Step 4 Insertion of the linker RKVLFL peptide (SEQ ID NO: 72), described below between Fsp I and Aat II in order to ensure the proper fusion between Def areas and Lee via a site recognized by the protease of HIV-1
  • SiHi-Def-Lec is sequenced in both directions on a complete AbiPrism 3100 (Applied Biosystems) (SEQ ID NO: 50).
  • the SiHi-Def-Lec construct is inserted into the pMSCV (Clontech) retroviral vector between the BgIII and XhoI sites (pM-SiHi-Def-Lec) by making use of the residual BamHI site 5 'of SiHi-Def-Lec, compatible with BglII, and XhoI, residual at 3'.
  • HEK-293 cells are transfected with pM-SiHi-Def-Lec.
  • the SiHi-Def-Lec protein (55 kD) is identified in the supernatants of these cells by Westem-blot.
  • the 55 kD protein is immunoprecipitated using "Protein A-agarose” beads (Sigma) sensitized by the polyclonal LeukC antibody prepared against the peptide ARGAEREWEGGWGGAQEE (Bannwarth, et al, 1998), present in the field SiHi. After elution, electrophoresis in a denaturing gel and Membott membrane transfer (Applied Biosystems), the 55kD protein is revealed using the anti-FLAG monoclonal antibody (Sigma). The supernatants are incubated with chronically producing CEM cells of HIV-1. A significant number of cells are lysed compared to parental CEM cells.
  • MMP-3 stromelysin 1
  • MMP-7 matrilysin
  • MT1-MMP membrane type 1 matrix metalloproteinase
  • Leukocyte antimicrobial peptides multifunctional effector molecules of innate immunity. J. Leukoc. Biol. 68: 785-792.
  • DC-SIGN dendritic cell-specific ICAM-non-integrin grabbing
  • DC-SIGNR DC-SIGN-related
  • the dendritic cell-specific C-type lectin DC-SIGN is a receptor for Schistosoma mansoni egg antigens and the antigen glycan Lewis Lewis. Glycobiology 13: 471-478.
  • Dendritic cells recognize tumor-specific glycosylation of carcinoembryonic antigen on colorectal cancer cells through dendritic cell- specifies intercellular adhesion molecule-3-nonintegrin grafting. Cancer Res. 65: 5935-5944. van Kooyk, Y., and TB Geijtenbeek. 2003.
  • DC-SIGN escape mechanism for pathogens. Nat. Rev. Immunol. 3: 697-709.

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Abstract

L'invention concerne une protéine chimère comprenant (i) un domaine, désigné « Lec », de liaison cellulaire d'une lectine et (ii) un domaine d'une défensine, désigné « Def », activable, de lyse des membranes cellulaires ou des agents infectieux, et l'utilisation de cette protéine en thérapie antivirale ou antitumorale.

Description

Protéine chimère lectine-défensine
La présente invention a trait à une protéine chimère lectine-défensine, utile notamment en thérapie antivirale ou antitumorale.
L'immunité innée exerce ses activités par l'intermédiaire de cellules ou de molécules solubles préexistantes à toute infection, qu'elle soit bactérienne, virale ou parasitaire. Contrairement à l'immunité acquise qui exige une période de maturation de plusieurs jours pour produire anticorps et cellules effectrices, les éléments de l'immunité innée sont immédiatement disponibles pour l'hôte soumis à une infection. Les nombreuses lectines de l'immunité innée possèdent l'avantage d'une reconnaissance beaucoup plus large que les anticorps ou les lymphocytes effecteurs de l'immunité acquise, spécialisés, eux, contre des épitopes restreints. Une lectine déterminée reconnaît un ou plusieurs types d'oligosaccharides portés par tous les variants de plusieurs familles de virus ou plusieurs types de tumeurs. La lectine DC-SIGN, par exemple, reconnaît les oligosaccharides de type mannane trouvés sur plusieurs familles de virus enveloppés, ainsi que des chaînes fucosylées telles que Lewisx et Lewisy portées par des antigènes tumoraux (Soilleux, EJ. 2003 ; van Kooyk et Geijtenbeek, 2003; van Gisbergen, et al 2005).
La large reconnaissance des lectines de l'immunité innée s'explique par la nature des motifs (oligosaccharidiques) auxquels elles se lient. Les résidus oligosaccharidiques portés par les glycoconjugués sont greffés par des glycosyltransférases, enzymes cellulaires extrêmement bien conservées génétiquement. Les oligosaccharides des enveloppes virales sont d'origine cellulaire et ne varient donc pas en fonction des mutations virales. Ceci explique la reconnaissance de tous les variants viraux d'une ou plusieurs familles virales par une même lectine. Les cellules tumorales peuvent porter des oligosaccharides de surface spécifiques, reconnus par certaines lectines dont la DC-SIGN (van Gisbergen, et al 2005), en modulant l'expression de certaines glycosyltransférases. Les nombreuses défensines, regroupées en familles alpha, béta et thêta (Kagan, et al 1994 ; CoIe et Lehrer, 2003 ; Chang et Klotman. 2004; Wang, et al, 2004), sont constituées par de courts peptides, capables de s'intercaler dans les membranes, de les 'perforer1 et de provoquer des désordres de perméabilité aboutissant à la lyse (Lehrer, et al, 1993; Risso, 2000; Yeaman et Yount, 2003; Yount et Yeaman, 2005). Elles sont synthétisées sous forme de propeptide et activées par clivage de la propièce (Valore, et al, 1996). Stockées dans des granules à l'intérieur de cellules spécialisées, ou sécrétées, elles sont délivrées sur les lieux de l'infection. Lectines et défensines sont des molécules ancestrales, retrouvées jusque dans le monde végétal. Elles sont pour la plupart exprimées par des types cellulaires différents: cellules myéloïdes évoluant vers la différenciation granulocytaire ou cellules de Paneth pour les défensines; cellules dentritiques, endothéliales et placentaires, et hépatocytes pour les lectines. Lectines et défensines possèdent, pour la plupart, une spécificité de tissu et des modes d'activité particuliers, qui ne les amènent pas à coopérer.
De manière à potentialiser les propriétés des lectines et défensines, il est maintenant proposé de les associer, de préférence par génie génétique. Pour cela on utilise un domaine lectine capable de reconnaître des oligosaccharides présents sur des agents infectieux, comme l'enveloppe de plusieurs virus, présents à la surface des cellules qui expriment ces virus, présents également à la surface de cellules qui hébergent le provirus HIV-1 de façon latente, ainsi qu'à la surface de certaines cellules tumorales. On utilise en outre un domaine propeptide d'une défensine, fusionné au domaine lectine. Le site d'activation du propeptide est avantageusement modifié pour devenir activable par les éléments ciblés eux-mêmes: cellules ou pathogènes (virus, bactéries...), par l'intermédiaire de leur protéase spécifique, en libérant le peptide actif, virucide et/ou cytolytique. Un objet de l'invention est ainsi une protéine chimère comprenant (i) un domaine, désigné « Lee », de liaison cellulaire d'une lectine et (ii) un domaine d'une défensine, désigné « Def », activable, provoquant la lyse des membranes cellulaires ou agents infectieux. Dans le contexte de la présente invention, cette protéine est désignée « Lec-Def » ou « Def-Lec », selon l'orientation de la construction.
De préférence, la protéine chimère comprend en outre une séquence d'internalisation cellulaire, insérée dans ladite protéine.
Un autre objet de l'invention est un acide nucléique isolé codant pour cette protéine.
Les protéines « Lec-Def » ou « Def-Lec » de l'invention peuvent être produites in vitro, par une cellule hôte, eucaryote ou procaryote, transfectée avec l'acide nucléique codant pour la protéine. Elles peuvent être également exprimées in vivo, soit après administration de l'acide nucléique, nu ou vectorisé, soit après administration de cellules hôtes (de préférence autologues) transfectées ex vivo avec l'acide nucléique codant pour la protéine.
Les protéines « Lec-Def » ou « Def-Lec » de l'invention sont utiles pour le traitement d'infections, notamment d'infections virales, et pour le traitement de tumeurs.
Domaine « Lee »
La protéine chimère de l'invention comprend un domaine dérivé d'une lectine. Il peut s'agir de n'importe quelle lectine, de préférence humaine. Toutefois la lectine humaine DC-SIGN est préférée, en raison d'un large spectre de reconnaissance d'agents infectieux ou de cellules tumorales. Cette lectine est exprimée, ainsi que son isoforme DC-SIGNR, par les cellules dentritiques, endothéliales et placentaires. Cette lectine reconnaît plusieurs types de virus, parmi lesquels HIV-1 ,
Hépatite C (HCV), Ebola, Dengue, et Cytomegalovirus. La DC-SIGN reconnaît également plusieurs types de cellules tumorales, parmi lesquels le mélanome, le myxofibrosarcome, le cancer du sein et le cancer colorectal.
Molécule transmembranaire des cellules dentritiques, la DC-SIGN fonctionne en tant que récepteur capable d'intemaliser l'agent infectieux reconnu et permettre à la cellule porteuse de le présenter aux lymphocytes.
C'est également par l'intermédiaire de la DC-SIGN que les cellules dentritiques s'accumulent au sein de certaines tumeurs. Chaque molécule DC-SIGN comporte à partir de l'extrémité N-terminale: un domaine intracytoplasmique (avec motif d'intemalisation), un domaine transmembranaire, suivi d'un domaine extracellulaire comportant une région coiled-coil suivie d'une séquence lectine de type C. Grâce à son domaine superenroulé « coiled-coil » de type leucine-zipper, la DC-SIGN s'oligomérise en tétramères, ce qui lui confère une très forte affinité pour les oligosaccharides riche en mannose (Feinberg, et al, 2001 ). Il a été démontré que la DC-SIGN reconnaissait également certaines chaînes fucosylées (Lewisx et Lewisy). Ces deux types de liaison sont assurées par des régions différentes de la DC-SIGN (van Die, et al, 2003). D'autres lectines sont utilisables, telles que la Mannose Binding Lectin (MBL) (Ji, et al, 2005 ; Hart, et al 2002), High mannose glycans and sialic acid on), CD94/NKG2A (De Maria et Moretta, 2000), ou la LSLCL (Bannwarth et al, 1998). Dans le cadre de la présente invention, on peut utiliser la lectine entière ou au moins son domaine de liaison cellulaire, à savoir généralement son domaine extracellulaire.
Selon un mode de réalisation préféré, la protéine chimère comprend le domaine extracellulaire seul de la DC-SIGN (lectine de type C + coiled-coil). Il est ainsi possible de ne conserver que la fonction de reconnaissance de la DC- SIGN.
Une séquence de la DC-SIGN est présentée en annexe (SEQ ID NO :1 pour l'ADNc, et SEQ ID NO :2 pour la protéine, le domaine extracellulaire allant des acides aminés 63 à 404). Afin de permettre l'entrée de la protéine à l'intérieur des cellules ciblées ou des particules virales, les inventeurs ont inclus dans la protéine chimère une séquence d'intemalisation, qui est de préférence insérée dans le domaine de liaison cellulaire de la lectine. La séquence d'intemalisation est ainsi avantageusement insérée dans le domaine « Lee » à une position choisie pour que la protéine puisse être extériorisée à l'occasion d'un changement conformationnel intervenant lors de la liaison Lec-Mannan ou Lec-Lewis. Ceci permet d'éviter l'intemalisation stochastique des molécules Lec-Def (ou Def-
Lec).
De préférence ladite séquence d'internalisation est un peptide de 7 à
12 acides aminés, essentiellement basiques. Par « essentiellement basiques », on entend que le peptide comprend au moins 70%, de préférence au moins 80% d'acides aminés basiques (lysine ou arginine).
Selon un mode de réalisation préféré, ladite séquence d'internalisation est la séquence RKKRRQRRR (SEQ ID NO : 3). Cette séquence polybasique de la protéine Tat est connue pour sa capacité à provoquer l'intemalisation de la molécule qui en est porteuse (Silhol, et al, 2002).
Le site préférentiel d'insertion du peptide RKKRRQRRR a été défini en fonction des travaux de Geng et al. (1991 ) sur GMP-140 (lectine de type C), démontrant un changement de conformation de la région
CQNRYTDLVAIQNKNE (SEQ ID NO : 4) après fixation des ions Ca++, au cours de la liaison GMP-140/cible . Cette région est contiguë à la première cystéine du domaine Lee proprement dit. Le site précis d'insertion du peptide
RKKRRQRRR se situe entre les 2 hélices alpha: WHDSITACKE (SEQ ID NO : 5) et EEQNFLQLQSSRS (SEQ ID NO : 6) (Feinberg, et al, 2001 ), (NCBI, références structure 3D de la DC-SIGN: 1SL5, 1SL4, 1 K9I), présentes à ce niveau.
Domaine « Def» La protéine chimère de l'invention comprend un domaine dérivé d'une défensine. Il peut s'agir de n'importe quelle défensine, de préférence humaine. Toutefois la défensine humaine alpha 3 est préférée.
Une séquence de la défensine alpha 3 est présentée en annexe (SEQ ID NO :7 pour l'ADNc, et SEQ ID NO :8 pour la protéine). La séquence complète est appelée préprodéfensine. Le préfixe 'pré' correspond au peptide signal (acides aminés 1 à 20) et le segment 'pro' au domaine protecteur (acides aminés 21 à 64). Pour être actif, le peptide défensine proprement dit (acides aminés 65 à 94) doit être libéré par une endopeptidase cellulaire qui reconnaît le site naturel de clivage au niveau des acides aminés 64-65.
Dans l'invention, le site naturel de clivage de la prodéfensine est, de manière avantageuse, remplacé par une séquence spécifiquement clivable par la cible que reconnaît la protéine chimère « Lec-Def » ou « Def-Lec ».
Le domaine de lyse de Def comprend ainsi avantageusement une séquence de clivage reconnue (a) par une protéase virale, ce qui rend le domaine de lyse activable par ladite protéase virale, ou (b) par une métalloprotéase surexprimée par les cellules tumorales, ce qui rend le domaine de lyse activable par ladite métalloprotéase.
En d'autres termes, la séquence de clivage reconnue par une protéase virale ou par une métalloprotéase remplace la séquence naturelle de clivage qui permet la maturation de la défensine au cours de la différenciation granulocytaire, à savoir le domaine de la prodéfensine qui permet de générer le peptide actif (acides aminés 65-94).
A titre d'exemples, la séquence de clivage reconnue par une protéase virale peut être une séquence reconnue par une protéase choisie parmi une protéase de HIV, notamment HIV-1 , de HCV, ou du virus de la Dengue. II peut s'agir notamment d'une séquence de clivage reconnue par la protéase de HIV-1 , telle que les séquences SEQ ID NO : 9 à SEQ ID NO : 22.
Cette protéase est présente non seulement dans la cellule infectée mais également dans le virion dont la maturation est achevée en situation extracellulaire. Le site RKVLFLD (SEQ ID NO : 9) (RTp66/INT) a été choisi car il était avantageux d'insérer les acides aminés (aa) VLFL entre les aa R61K62 et D65 de la HNP3 en éliminant les aa N63M64 au niveau du site de clivage originel:
RKNMD_(SEQ ID NO : 10) → RICVLFLD originale → modifiée
D'autres sites de clivage sont:
VSQNY/PIVQN (SEQ ID NO :11 ), XXAIM/MQKSN, (SEQ ID NO :12), RPGNF/LQSRP, (SEQ ID NO :13), ENLAF/XQGEA, (SEQ ID NO :14), CTLNF/PISPI, (SEQ ID NO :15), IRKVL/FLDGI, (SEQ ID NO :16), KARVL/AEAMS, (SEQ ID NO :17), ERQAN/FLGKI, (SEQ ID NO:18) ERQAN/FLREN, (SEQ ID NO :19), XSFXF/PQITC, (SEQ ID NO :20), GAETF/YVDGA, (SEQ ID NO :21 ), XDCAW/LEAQE, (SEQ ID NO :22).
II peut s'agir aussi d'une séquence de clivage reconnue par la protéase
NS3 de HCV, telle que les séquences SEQ ID NO : 23 à SEQ ID NO : 27.
Le génome du HCV, virus appartenant à la famille des Flaviviridae, est entièrement transcrit en un seul ARN messager puis traduit en une polyprotéine qui est ensuite découpée par une métal loprotéase cellulaire et la serine protéase virale NS3 (Penin et al, 2004). La protéase virale a fait l'objet de nombreux travaux. Elle clive les sous-peptides NS4A, NSAB, NS5A et
NS5B. Les différents sites de clivage reconnus par NS3 permettent de définir la séquence consensus: (D/E)XXXXC(A/S), (Urbani, et al, 1997).
La séquence préférée retenue (SEQ ID NO :23) pour modifier le site de clivage de la défensine selon la stratégie ci-dessus a été:
P6 _J ' l ï I
KXMKDÇYÇ → RKEDV V CCSMC-U-: î les aα soulignés ssnt conservés 1 . C ÎT 1 C[I HcLl 6 — > nod il lée î les aa requis sont représentés er_ caractères gras :
D'autres sites de clivage sont :
NS3/NS4A DLEVVI STWV (SEQ ID NO:24) NS4A/NS4B DEMEEÇ ASHL (SEQ ID NO:25) NS4B/NS5A DCSTPÇ SGSW (SEQ ID NO:26) NS5A/NS5B EDVVCÇ SMSY (SEQ ID NO:27)
On peut également utiliser une séquence de clivage reconnue par la protéase NS3 du virus de la Dengue, telle que les séquences SEQ ID NO : 28 à SEQ ID NO : 45.
Le virus de la Dengue appartient également à la famille des Flaviviridae. En fonction des travaux de plusieurs équipes à propos des sites de clivage reconnus spécifiquement par la protéase NS3 de ce virus (Chanprapaph, et al 2005, Li, et al, 2005), un site consensus donnant les meilleurs paramètres Km et Vm comporte en P1 , P2 et P3 un acide aminé basique (Lys ou Arg préférés), et en P'1 un acide aminé faiblement polaire (Ser, Glu ou AIa). La meilleure séquence retenue (SEQ ID NO :28) pour modifier le site de clivage de Def a été:
P3 P 1 F ' 1 i 4-4-
K-HSIPO-)C Y C → RKRSVSGJCYC ( les aa soulignes sont conserv es) originale — » ncdif iëe ( lus aa essentiels sont représentes en caractères gras. )
D'autres sites de clivage sont SEQ ID NO:29 à SEQ ID NO:44 (Li, et al, 2005):
Dcnguc 1 Dcnguc 2 Dcnguc 3 Dengue 4
NS2A/2B K_fιG« K/ S rtPLNL' .-il SKiCK Z-W1P-Nt: ϋrl__<Kk/ ^W_J_Mh' KGΛSkk/ SW_JL_N^
NS2B/3 QKKKQU /SGVLWJ I-V KKOK /ΛC- V_WD QKQ I1OK/ SL- V_ WD QViCL1QK/ SGΛLrfD
NS3 /4A tAΛGKH / SVSGD- FΛΛGKiC/ SLi1I -NL. FΛAGKK/ S _Λ_DL -ΛSGKK/ S 1TLDI
NS4B/5 LGGGRH /G1JGAQS 1I 1I K TKK /G1I L-MG VGTG-IK /L-1I GSOS ΛQ I1I- KK /C-TG I1I1G
Alternativement le domaine de lyse de la défensine peut comprendre une séquence de clivage reconnue par une métalloprotéase, surexprimée par exemple dans le cas d'un cancer colorectal ou d'un cancer du sein (Duffy et McCarthy, 1998 ; Bini, ét al, 1999).
Les métalloprotéases MMP-3, MMP-7 et MMP-1 sont les plus souvent impliquées. Deux sites de clivage leur sont communs: Thr/Leu et Asn/Val (Bini, et al, 1999). La séquence retenue pour modifier le site de clivage de Def a été:
RKNMDCYC (SEQ ID NO:45) → RKNVDCYC (SEQ ID NO:46) originale modifiée
(Les acides aminés soulignés sont conservés. Les acides aminés essentiels sont représentés en caractères gras).
D'autres sites de clivage d'intérêt sont cités ci-après : RKTLDCYC (SEQ ID NO :47) RKELADCYC (SEQ ID NO :48) RKPLGLGLDCYC (SEQ ID NO :49)
Constructions « Lec-Def» ou « Def-Lec » Les domaines « Lee » et « Def » sont associés, typiquement sous la forme d'une protéine de fusion. De préférence, le domaine « Def » est en position N-terminale et le domaine « Lee » est en position C-terminale, une séquence d'activation du domaine « Def » séparant les deux domaines « Def » et « Lee ». La position inverse (le domaine « Def » en position C-terminale et le domaine « Lee » est en position N-terminale) est également possible. Comme décrit ci-dessus, la séquence d'activation est avantageusement une séquence de clivage reconnue (a) par une protéase virale, ce qui rend le domaine de lyse activable par ladite protéase virale, ou (b) par une métalloprotéase surexprimée par les cellules tumorales, ce qui rend le domaine de lyse activable par ladite métalloprotéase. Les séquences protéiques résultant de la fusion entre Lee et Def sont elles-mêmes fusionnées à des séquences de routage en position N- terminale. Il peut s'agir de la séquence SiHi de la LSLCL contenant le peptide signal et la région charnière de la LSLCL. Un FLAG peut être inséré dans le SiHi. Il peut s'agir également de la séquence HA, peptide signal d'une hémagglutinine virale dans lequel une étiquette 6xHis pourra être insérée.
Une protéine d'intérêt comprend par exemple la séquence SEQ ID NO :51 (séquence complète de la protéine recombinante SiHi-Def-Lec).
L'acide nucléique isolé codant pour la protéine chimère d'intérêt fait également partie de l'invention, de même que toute cellule hôte dans laquelle ledit acide nucléique est transfecté de manière stable ou transitoire.
Plus particulièrement l'invention vise un acide nucléique qui comprend la séquence SEQ ID NO :50 (séquence complète de l'ADNc de SiHi-Def-Lec). Dans cette séquence on repère les les nucléotides (nt) suivants : nt 1-75 peptide signal LSLCL nt 76-99 Flag Sigma nt 100-342 domaine charnière LSLCL nt 343-573 prodéfensine alpha3
(nt 466-486: site de clivage modifié) nt 574-597 pièce de jonction = site de clivage nt 598-1653 DC-SIGN domaine extracellulaire
(nt 1276-1302: nonapeptide polybasique)
La présente invention englobe également les cassettes d'expression, dans lesquelles une molécule d'acide nucléique codant une protéine chimère de l'invention est associée à des éléments appropriés de contrôle de la transcription (notamment promoteur, et éventuellement terminateur) et éventuellement de la traduction, ainsi que les vecteurs recombinants dans lesquels est insérée ladite molécule d'acide nucléique. L'invention vise également les vecteurs de clonage et/ou d'expression, qui contiennent un acide nucléique codant pour la protéine chimère d'intérêt. Les vecteurs selon l'invention comportent de préférence des éléments qui permettent l'expression et/ou la sécrétion des séquences nucléotidiques dans une cellule hôte déterminée. Le vecteur doit alors comporter un promoteur, des signaux d'initiation et de terminaison de la traduction, ainsi que des régions appropriées de régulation de la transcription. Les promoteurs préférés sont décrits ci-après.
Le vecteur est de préférence maintenu de façon stable dans la cellule hôte et peut éventuellement posséder des signaux particuliers qui spécifient la sécrétion de la protéine traduite. Ces différents éléments sont choisis et optimisés par l'homme du métier en fonction de l'hôte cellulaire utilisé. A cet effet, les séquences nucléotidiques peuvent être insérées dans des vecteurs à réplication autonome au sein de l'hôte choisi, ou être des vecteurs intégratifs de l'hôte choisi. De tels vecteurs sont préparés par des méthodes couramment utilisées par l'homme du métier, et les clones résultants peuvent être introduits dans un hôte approprié par des méthodes standards, telles que la lipofection, l'électroporation, le choc thermique, ou des méthodes chimiques.
Les vecteurs selon l'invention sont par exemple des vecteurs d'origine plasmidique ou virale. Ils sont utiles pour transformer des cellules hôtes afin de cloner ou d'exprimer les séquences nucléotidiques choisies. L'invention comprend également les cellules hôtes transformées par un vecteur selon l'invention.
L'hôte cellulaire peut être choisi parmi des systèmes procaryotes ou eucaryotes, par exemple les cellules bactériennes mais également les cellules de levure ou les cellules animales, en particulier les cellules de mammifères. On peut également utiliser des cellules d'insectes ou des cellules de plantes. Les cellules hôtes préférées selon l'invention sont en particulier les cellules procaryotes, de préférence les bactéries telles que E. coli.
Les procédés in vitro de production d'une protéine chimère par voie recombinante comprennent typiquement la transfection d'une cellule hôte avec un acide nucléique (sous forme d'un vecteur), codant pour la protéine, dans des conditions qui permettent l'expression de la protéine. On récupère ensuite la protéine recombinante ainsi produite. Si nécessaire, la protéine peut ensuite être purifiée par des procédures classiques, connues en elles-mêmes de l'homme de l'art, par exemple par précipitation fractionnée, notamment précipitation au sulfate d'ammonium, électrophorèse, filtration sur gel, chromatographie d'affinité, etc.
On peut également préparer les protéines selon l'invention par synthèse chimique. Un tel procédé de préparation est également un objet de l'invention.
L'homme du métier connaît les procédés de synthèse chimique, par exemple les techniques mettant en oeuvre des phases solides (voir notamment Steward et al., 1984, SoNd phase peptides synthesis, Pierce Chem. Company, Rockford, 111 , 2ème éd., (1984)) ou des techniques utilisant des phases solides partielles, par condensation de fragments ou par une synthèse en solution classique.
Promoteurs
Dans un mode de réalisation préféré, la séquence codant les domaines « Lee » et « Def » est sous le contrôle d'un promoteur inductible ou tissu- spécifique. Par exemple, le promoteur utilisé peut être inductible par la protéine Tat du HIV-1 et/ou la tétracycline. Le promoteur choisi peut être tissu-spécifique tel que celui de l'anti-thrombine III, ce qui permet de cibler les hépatocytes infectés par le HCV. Le promoteur choisi peut être tumeur-inductible comme pNeu, particulièrement avantageux pour cibler des tumeurs susceptibles de surexprimer c-erbB-2 telles que cancer du sein ou cancers du tractus gastrointestinal.
Un promoteur particulier, inductible par la protéine Tat du virus HIV-1 , comprend les éléments suivants, de 5' vers 3': 3 éléments NF-KB, éventuellement un élément PEA3, 3 éléments SP1 , 3 éléments TAR. Les avantages de ce type de promoteur sont : (i) la très forte expression induite dans ou au contact de cellules exprimant la protéine Tat, ainsi que (ii) la perte d'évolution vers le « silencing » (mise sous silence) transcriptionnel, ce qui assure le maintien au long cours de la capacité à répondre à l'induction.
Applications thérapeutiques
La protéine chimère décrite ci-dessus, de préférence produite par recombinaison génétique, est utile pour la fabrication d'un médicament destiné au traitement d'une infection par un agent pathogène, notamment une infection virale ou au traitement d'une tumeur.
Le domaine lectine de la protéine permet le ciblage d'agents infectieux
(tels que des virus) ou cellules indésirables (cellules tumorales, ou cellules productrices de virus ou abritant des virus, en situation de latence), et le domaine défensine permet la destruction de ces agents pathogènes ou cellules. Les protéines Lec-Def de l'invention peuvent être particulièrement utiles pour la détection et l'élimination des cellules HIV+ en situation de latence chez les sujets préalablement testés pour l'expression significative de l'épitope
Lewisy. En effet l'épitope Lewisy, reconnu par la DC-SIGN, est significativement retrouvé sur les cellules mononucléées du sang périphérique de certains sujets HIV+ (Adachi, et al, 1988 ; Kashiwagi, et al, 1994).
L'agent infectieux visé est de préférence un virus, mais il peut aussi s'agir d'une bactérie ou d'une infestation parasitaire. L'infection virale visée peut être plus généralement une infection par un rétrovirus, de préférence le virus HIV, le virus HCV ou le virus de la Dengue, ou tout autre virus qui est reconnu par une lectine humaine telle que la DC-SIGN. Le test de reconnaissance peut être réalisé sur des cellules infectées par le virus candidat à l'aide de la molécule Lee porteuse de l'étiquette 6xHIS, décrite dans la présente invention. La révélation secondaire peut être effectuée alors par un anticorps anti 6xHIS.
La tumeur visée peut être cancéreuse. Il peut par exemple s'agir d'un mélanome, myxofibrosarcome, cancer du sein ou cancer colorectal, ou tout autre tumeur exprimant le marqueur Lewisy et/ou Lewisx. La détermination préalable des marqueurs peut être réalisée sur biopsie à l'aide d'anticorps spécifiques tels que le clone F3 (Calbiochem).
L'acide nucléique codant pour une protéine chimère peut également être utilisé pour la fabrication d'un médicament destiné au traitement d'une infection virale ou d'une tumeur. Il est typiquement administré sous la forme d'un vecteur d'expression, nu (voir EP 465 529). Des techniques de microinjection, électroporation, formulations à l'aide de nanocapsules ou de liposomes sont d'autres techniques disponibles. Le vecteur d'expression peut également être sous la forme d'un virus recombinant. Le vecteur viral peut être par exemple choisi parmi un adénovirus, un rétrovirus, en particulier un lentivirus, ainsi qu'un virus adéno-associé (AAV), un virus de l'herpès (HSV), un cytomégalovirus (CMV), un virus de la vaccine, etc. De manière avantageuse, le virus recombinant est un virus défectif.
La protéine chimère peut en outre être produite in vivo par l'administration de cellules, de préférence provenant ou dérivées des cellules du patient, préalablement transfectées ex vivo avec un acide nucléique ou un vecteur codant pour ladite protéine.
Les figures et exemples suivants illustrent l'invention sans en limiter la portée. Légendes des figures :
- La figure annexée représente un schéma de la construction « Def- Lec». Exemples :
Exemple 1 : Clonage du domaine Lectine
1.1. Sous-clonage d'un cDNA DC-SIGN tronquée (domaines C- terminaux coiled-coil + lectine de type C) L'ADNc codant pour les aa63-404 (DC-ΔN-Term), incluant les domaines
C-terminaux coiled-coil et lectine de type C (Soilleux et al, 2000), et éliminant les segments intracytoplasmique et transmembranaire, a été obtenu par PCR sur les ARNm de cellules KG1 activées par PMA selon Soilleux et al, 2000. Les amorces utilisées étaient: DC-S
GACGTCCCCAGCTCCATAAGTCAGGAACAATCC (SEQ ID NO :52) Site Aatll (souligné)
DC-AS (situé à distance du codon stop pour des raisons de Tm) GCGCGCAAGGAACTGTAGCTTAAAAGGGGG (SEQ ID NO :53) Site BssHII souligné
L'ADNc, appelé ici DC-ΔN-Term, a été clone dans pCRII-Topo et séquence (voir SEQ ID NO :54).
1.2. Insertion du nonapeptide RKKRRQRRR entre 2 hélices alpha du domaine lectine de Lee
Le nonapeptide a été inséré dans la séquence DC-SIGN originelle en éliminant une alanine (entre les 2 hélices du domaine lectine), en aval d'une glycine et en insérant 2 prolines en aval du nonapeptide proprement dit, de manière à restituer l'environnement du nonapeptide présent dans la protéine Tat.
Il
WHDS ITACKEVGΛQLΛ'V l /vSΛΞΞQNFLQLQSSRS délices a en cαiαcteres gras'
I I
TGC ΛΛΛ GΛΛ GlG GGG GCC CΛG C1JC GTC G'_'Λ C K kl V G Λ 0 L V V
Séquence insérée (en gras)
ΛΛΛ GΛΛ G l1G GGC ΛGG ΛΛG ΛΛG CGL- ΛGΛ CΛG LGΛ CGΛ ΛGΛ CC1J CCT CAG CT1C G1 1C G'IΛ K i V G R K K R R Q R R R P P O - V V
Pr ime: PoIyB DC ΛS T Γ Γ CTI LΛC CCG TCC -JC TTC GCC TC Γ G1 1C GC I GCJ D - b' ΛGΛ CΛL- LGΛ CGΛ ΛGΛ CC_ CLT CΛG ClL G_C C-1Λ Prmer tolyj JC S Les deux amorces PoIyB-DC, définis ci-dessous, s'hybrident partiellement entre elles, et l'une et l'autre avec les séquences de raccordement de la DC-SIGN, selon la représentation ci-dessus.
Amorce PoIyB-DC-AS 5'-TCGTCGCTGTCTCCGCTTCTTCCTGCCCACTTCTTT-3' (SEQ ID
NO :55)
Amorce PoIyB-DC-S
5'-AGACAGCGACGAAGACCTCCTCAGCTCGTCGTA-3' (SEQ ID NO :56) Deux PCR séparées sont menées sur l'ADNc DC-ΔN-Term l'une avec le couple d'amorces DC-S et PoIyB-DC-AS, l'autre avec le couple PoIyB-DC-S et DC-AS. Une PCR par chevauchement est ensuite réalisée sur le mélange des deux types d'amplicons obtenus et avec la paire de primers DC-S et DC- AS. Le clonage des amplicons 'Lee' permet de vérifier leur séquence.
1.3. Modélisation bio-informatique de la construction Lee
La structure tridimensionnelle du domaine lectine de la DC-SIGN définie par diffraction aux rayons X était disponible (Feinberg et al, 2001 ). Le fichier Genbank 1 K9I permet de recréer l'image 3D de ce domaine. Sur cette base, la déformation apportée par le nonapeptide sur le domaine lectine a été étudiée en utilisant le logiciel Modeller.Model4.top.
Différents modèles de structures incluant 5 jeux de boucle nonapeptide ont été générés et il a été possible de définir un modèle beaucoup plus stable que les autres, correspondant à la plus forte probabilité de conformation de la nouvelle lectine Lee. Cette structure laisse voir une extériorisation tout à fait convenable de la boucle RKKRRQRRR (SEQ ID NO :57). De plus, le calcul de la surface exposée aux solvants confirme la bonne exposition de la boucle.
1.4. Construction intermédiaire Lee + peptide signal de la LSLCL + FLAG Sigma: 1 ) Fusion du domaine peptide signal de la LSLCL, lectine sécrétée
(Bannwarth, et al, 1998.), comportant le site de clivage de la 'signal peptidase' + Ie FLAG Sigma Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys, en amont du peptide pour obtenir la protéine S-FLAG-Lec.
2)Cette protéine est liguée dans le vecteur rétroviral auto-inactivant pcSinU3-R-tetO (pcSin-2xlnd). Le domaine U3 du LTR 3' de ce vecteur murin a été complètement délété et remplacé par une séquence originale U3-R de HIV- 1. Celle-ci comporte 3 motifs NF-KB et 3 séquences TAR complètes en tandem, suivi d'un domaine 7xtetθ2. L'ensemble U3-R-7xtetθ2 est suivi d'un site multiple de clonage. Ce vecteur s'est révélé être inductible à la fois par la protéine Tat du HIV-1 et la tétracycline. La protéine Tat est nécessaire pour obtenir l'élongation de la transcription initiée dans le domaine U3. Aucun bruit de fond n'est détecté en l'absence de Tat et de Tet (Dox). Par contre, lorsque les cellules TetR, transduites par la construction, sont soumises à l'infection par le HIV-1 , on obtient une induction beaucoup plus intense même en l'absence de doxycycline. Par ailleurs, il est possible d'observer l'induction de ce type de promoteur par la tétracycline dans les cellules exprimant TetR, en l'absence de Tat.
1.5. Construction intermédiaire Lee + peptide signal HA + hexahistidine:
Le vecteur pSHT, aimablement fourni par Philip Bird (Madison, et Bird, 1992), permet d'obtenir la sécrétion cellulaire de protéines d'intérêt grâce à la fusion en N-terminal du peptide signal HA (MAIIYLILLFTAVRGiD, site de clivage de la signal peptidase marqué par une flèche) de l'hémagglutinine du virus influenza A/JAPAN/305/57 (H3N2), particulièrement propice à la sécrétion (Bird, et al, 1987).
pSHT: HA signal + MCS
AA GCT TC-G ATG GCC ATC ATT TAT CTC ATT CTC CTG TTC ACA GCA GTG
Ket AIa ILe Ile Tvr Leu Ile Leu Leu Phe Tyr ALa Val
l
. . . . , AGA GGC- GAT CCC GC-G ACT AGT TAA CTA AC-A ATT C . . . , . Ar g GLy Asp Prc BaitiHI Snα l Spe l EcoRI 1ere étape- Un site multiple de clonage situé en aval de HA nous a permis d'insérer, entre les sites BamHI et Spel, en phase avec HA, une séquence codant pour l'hexapeptide 6xHistidine et un site EcoRV. Ceci a été réalisé à l'aide d'un long linker obtenus par hybridation des 2 oligonucléotides: 5'-GATCCCCATCATCATCATCATCATTCGATATCGGGA-3' (SEQ ID
NO : 58) et δ'-CTAGTCCCGATATCGAATGATGATGATGATGATGGG-S' (SEQ ID NO : 59)
GAT CCC CAT CAT CAT CAT CAT CAT TCG ATA TCG GGA
GG GTA GTA GTA GTA GTA GTA AGC TAT AGC CCT GAT C BamHI EcoRV Spel pour donner le vecteur pSHT-6xHis
2eme étape- Afin de permettre la ligation de la DC-SIGN tronquée dans pSHT en aval de la séquence HA + 6xHis, un site Spel a été inséré dans le vecteur de clonage pZERO-Blunt, entre Notl et Aatll par l'intermédiaire du polylinker:
GG C CGCΛCl'ΛGTΛC CΛ'l'GGGΛTCCΛ1..1 GT GΛ CG I1
CG TGA1:1 CATGG I1AC C CTΛGG'l'ΛGΛC NG Z I Spe l Mcol BaTH I Aa- I I
à l'aide des deux oligonucléotides:
5'-GGCCGCACTAGTACCATGGGATCCATCTGACGT-3' (SEQ ID NO : 60) et 5'-CAGATGGATCCCATGGTACTAGTGC-3' (SEQ ID NO : 61 )
3eme étape- La Lee est ensuite excisée de pZERO-Blunt par Spel et EcoRI et insérée dans le pSHT-6xHis précédemment construit entre les mêmes sites.
4ème étape- La construction ΗA/6xHis/DC-SIGN-PB' est extraite par Hindlll + EcoRI et insérée dans pcDNA3 entre les mêmes sites → pcDC- SIGN-PB. Résultats intermédiaires le domaine Lee modifié est internalisé dans les CEM HIV+
1 )transfection de pcDC-SIGN-PB dans les cellules HEK-293 et sélection des transfectants stables par le G418. 2)incubation de cellules CEM parentales et de CEM HIV+
(chroniquement infectées) dans les surnageants des HEK-293-DC-SIGN pendant 60 minutes, 2 lavages
3) révélation de la DC-SIGN marquée par une étiquette 6xHis sur les cellules traitées par une solution de paraformaldéhyde 1% en PBS, pendant 20 minutes puis perméabilisées dans le mélange PBS/0,1% triton X100, 5% sérum de veau foetal contenant l'anticorps polyclonal de lapin, purifié par affinité, anti-
6xHIS (GENTAUR, Bruxelles), dilué 1 :100 pendant 30 min. Enfin, après 2 lavages, incubation avec l'anticorps secondaire immunoglobulines de chèvre anti-lapin/FITC (DAKO, Danemarque) dilué 1 :100, pendant 30 minutes. Les cellules étaient analysées en cytométrie de flux (FACScan, Becton Dickinson,
San José, CA). L'intemalisation de Lee (DC-SIGN modifiée) dans les seules
CEM exprimant le HIV-1 a ainsi été vérifiée.
Exemple 2 : Clonage du domaine Def 2.1. Modification du site de clivage de la défensine par un de ceux reconnus par la protéase du HIV-1 :
1 )La défensine humaine alpha 3 (HNP3) (ici appelée Def) a été clonée par RT-PCR à partir des ARNm de la lignée promyélocytaire HL60. avec les amorces: Def3-S
CACGTGTAGCTAGAGGATCTGTGACCCCAG (SEQ ID NO :62)
PmII souligné
Def3-AS
CAATTGAAGCTCAGCAGCAGAATGCCCAG (SEQ ID NO:63) Muni souligné
Le sous-clonage dans pCRII-TOPO a permis de contrôler la séquence. 2)Afin de conférer un mode d'activation spécifique à Def, le site de clivage qui permet la maturation de la défensine au cours de la différenciation granulocytaire, a été remplacé par un site reconnu par la protéase du HIV-1. Cette protéase est présente non seulement dans la cellule infectée mais 5 également dans le virion dont la maturation est achevée en situation extracellulaire. Le site RKVLFLD (RTp66/INT) a été choisi car il était avantageux d'insérer les acides aminés (aa) VLFL entre les acides aminés R6iK62 et D65 de la HNP3 en éliminant les acides aminés N63M64 au niveau du site de clivage originel.
10 Selon la stratégie déjà utilisée, les 4 acides aminés VLFL sont insérés par PCR par chevauchement. Deux PCR initiales sont réalisées séparément sur un clone Défensine-alpha 3 obtenu précédemment, avec les 2 paires de primers Def3-S + Def-prot-AS et Def-prot-S + Def3-AS. Les 2 types d'amplicons obtenus ont été fusionnés au cours d'une troisième PCR réalisée
15 sur leur mélange avec les amorces Def3-S + Def3-AS
Primer Def - prot -A£
3 ' GGT CCG AG1I TCC 1I11I11:1 CΛG ΛΛC ΛΛG ΛΛC b ' P G S R K V L F L
V L F L U C Y C R
C-TC r:'G TTC Γ:'G GΛC TGC TΛT TGC ΛGΛ
~ç. Primer Def - prot - ≤
Def-prot-S δ'-GTCTTGTTCTTGGACTGCTATTGCAGA-S' (SEQ ID NO:64) Def-prot-AS 25 δ'-CAAGAACAAGACTTTCCTTGAGCCTGG-S' (SEQ ID NO :65)
Modification du site de clivage de Def par un de ceux reconnus par la protéase NS3 du virus de l'Hépatite C (HCV)
Le génome du HCV, virus appartenant à la famille des Flaviviridae,
30 est entièrement transcrit en un seul ARN messager puis traduit en une polyprotéine qui est ensuite découpée par une métalloprotéase cellulaire et la serine protéase virale NS3 (Penin, et al, 2004). La protéase virale a fait l'objet de nombreux travaux, elle clive les sous-peptides NS4A, NSAB, NS5A et NS5B. Les différents sites de clivage reconnus par NS3 permettent de définir la séquence consensus: (D/E)XXXXC(A/S), (Urbani, et al, 1997).
La séquence retenue pour modifier le site de clivage de la défensine selon la stratégie ci-dessus a été: y 6 _J ' î i i
R-OKDCYC → RKEDVV CCSMCY C f ies αα soulignes sont conserves l ' C_riginsl ε — > πod l ∑ léβ ( les aa requis sont représent és er_ cαrαczères gras
Résultats :
Le domaine Def modifié par le site RKVLFLD, clivable par la protéase du HIV-1 était transfecté dans les cellules CEM pour être testé.
1 )construction de DefRKVLFLD dans le vecteur rétroviral pMSCV-puro (CLONTECH) entre les sites BgIII et Hpal
2)transfection dans les cellules d'encapsidation GP2-293
(CLONTECH) et sélection de transfectants stables, rapidement obtenus par la sélection puromycine. L'expression correcte de la Défensine modifiée est vérifiée: les ADNc obtenus par RT-PCR à l'aide des amorces Def3-S et Def3-
AS sont séquences et s'alignent à 100% avec la séquence attendue; de plus, la protéine Défensine alpha3 est détectée, dans les cellules GP2-293-Def+ perméabilisées, à l'aide de l'anticorps monoclonal Def-3 (BMA Biomedicals AG, Augst, Suisse). Les cellules GP2-293-Def+ ainsi contrôlées ne manifestent aucun effet cytopathique (ECP), preuve de l'absence de clivage de la proDéfensine alpha3 modifiée dans les cellules parentales.
3)Les cellules GP2-293-Def+ sont surtransfectées par le clone moléculaire infectieux HIV-1 pLN4.3. Après 3 jours de sous-culture, des plages de lyse sont observées.
4)Les cellules GP2-293-Def+ sont surtransfectées, de façon transitoire, par un plasmide capable d'exprimer la glycoprotéine VSV-G, afin d'obtenir des surnageants contenant les pseudotypes capables d'infecter des cellules T CEM pour obtenir les CEM-Def+. 5) Les CEM-Def+ sont sélectionnées par la puromycine; 5 clones sont choisis et soumis à l'infection HIV-1 avec le surnageant de la lignée chroniquement productrice CEMLAI. Des cellules CEM parentales non- transfectées par Def sont également infectées. La lignée CEM ne montre aucun ECP avec la souche HIV-1 LAI et la production virale est chroniquement entretenue grâce à l'ajout périodique (2 fois par semaine) de cellules CEM fraîches.
6)A partir du deuxième jour après infection, aucun ECP n'est observé sur les CEM parentales ; par contre, d'énormes polycaryons sont observés dans les clones CEM-Def+.
7)Au cours des jours suivants, plus de 70% de la population CEM- Def+ est lysé.
Exemple 3 : Constructions Lec-Def: Selon le schéma de la figure annexée, les domaines Lee et Def modifiés sont fusionnés, Lee en position C-terminale, Def en N-terminal, et séparé de Lee par le peptide de clivage sensible à la protéase mise en jeu dans le ciblage prévu. L'ensemble est précédé par la cassette Signal peptide + hinge (SiHi) de la LSLCL (aa 1-106), (Bannwarth, et al, 1998). Cette cassette permet de conférer à Lec-Def la double propriété de la LSLCL: protéine à la fois sécrétée et accumulée dans le cytoplasme. De plus, une séquence FLAG (Sigma) est insérée entre les aa 24 et 25 de la cassette SiHi.
Un exemple de liaison entre les domaines Def et Lee est celui réalisé pour la chimère Lec-Def anti-HIV à l'aide d'un peptide linker décrit ci-dessous pour lier le site RKVLFL entre les sites Fspl C-terminal de Def et Aatll N- terminal de Lee.
1ere étape: insertion du FLAG dans le SiHi, au moyen d'une PCR par chevauchement et à l'aide des 2 oligonucléotides LSFIag-int-S et LSFIag-int- AS. LSFIag-int-S
LSFIag-int-AS I I
GGG GCT CGG GGA GAC GCATAC AAG GAC GAT GAC GAC AAG GAG AGG GAG TGG (SEQ ID NO :66) 2ème étape: insertion du linker Bsu36l-Fspl-Aatll-Xhol entre le site Bsu36l, disponible en C-terminal de SiHi, et Xhol, résiduel dans le vecteur de construction.
CCTGAGTGCGCAGACGTCTCGAG (SEQ ID NO :67) 5 GGACTCACGCGTCTGCAGAGCTC Bsu36l Fspl Aatll Xhol à l'aide des oligonucléotides Bs-Xho-S (TGAGGACGTCGATATC, SEQ ID NO : 68) et Bs-Xho-AS (TCG AG ATATCG ACGTCC, SEQ ID NO:69), pour obtenir le linker : TGAGGACGTCGATATC 10 CCTGCAGCTATAGAGCT
3eme étape: insertion de la prodéfensine alpha 3 modifiée par RKVLFL (proDEF = aa2o-96 sans peptide signal), entre Bsu36l et Fspl, préparée par PCR à l'aide des oligonucléotides :
15 ProDef3-S (CCTGAGGACGAGCCACTCCAGGCAAGAGCT. SEQ ID NO :70, site Bsu36l souligné ) et ProDef3-As (TGCGCAGCAAAATGCCCAGAGTCT. SEQ ID NO :71 , site Fspl souligné)
20 4ème étape: insertion du peptide linker RKVLFL (SEQ ID NO :72), décrit ci- dessous entre Fspl et Aatll, afin d'assurer la fusion proprement dite entre les domaines Def et Lee par l'intermédiaire d'un site reconnu par la protéase du HIV-1
T Γ Γ ,:,GC TGC GCΛ ΛGG /iΛΛ Gτc ,:,,:,G ττc ,:,,:,G GΛC G,:,c c c c ΛGC
Figure imgf000023_0001
région simple soulignée ~ C-tcπninalc Def région double soulignée ~ N-tcrminalc Lcc peptide linker:
GCΛ ΛGG ΛΛΛ GTC 1I11I1C- TTC 1I11I1C- GAC G1I1
CC-1I TCC 1I11I11I CAG ΛAC AAG ΛΛC C
2Q Λ R K V L F L J geme étape: ligation de Lee (modifiée par le nonapeptide RKKRRQRRR) entre les sites Aatll, disponible en N-terminal de Lee, et Xhol, en C-terminal.
SiHi-Def-Lec est séquencée dans les 2 sens sur un AbiPrism 3100 (Applied Biosystems) complète (SEQ ID NO :50).
Afin d'obtenir une expression constitutive de la chimère Def-Lec, la construction SiHi-Def-Lec est insérée dans le vecteur rétroviral pMSCV (Clontech) entre les sites BgIII et Xhol (pM-SiHi-Def-Lec) en mettant à profit le site BamHI, résiduel en 5' de SiHi-Def-Lec, compatible avec BgIII, et Xhol, résiduel en 3'. Des cellules HEK-293 sont transfectées avec pM-SiHi-Def-Lec. La protéine SiHi-Def-Lec (55 kD) est identifiée dans les surnageants de ces cellules par Westem-blot. Pour ce faire, la protéine de 55kD est immunoprécipitée à l'aide de billes «Protein A-agarose» (Sigma) sensibilisées par l'anticorps polyclonal LeukC préparé contre le peptide ARGAEREWEGGWGGAQEE (Bannwarth, et al, 1998), présent dans le domaine SiHi. Après élution, électrophorèse dans un gel dénaturant et transfert sur membrane Problott (Applied Biosystems), la protéine de 55kD est révélée à l'aide de l'anticorps monoclonal anti-FLAG (Sigma). Les surnageants sont incubés avec des cellules CEM chroniquement productrices de HIV-1. Un nombre significatif de cellules sont lysées par rapport au contrôle cellules CEM parentales.
Les surnageants de cellules HEK-293 transfectées avec pM-SiHi-Def- Lec sont mélangés à 50% (v/v) avec des surnageants infectieux de cellules CEM chroniquement productrices de HIV-1. La réduction des titres infectieux est testée sur cellules P4, qui sont des cellules HeLa transduites pour exprimer le récepteur CD4 et le gène lacZ sous le contrôle d'un promoteur U3-R de HIV- 1 (Dragic et al, 1992). Ces cellules permettent de titrer facilement le nombre de particules infectieuse en fonction des foyers colorés par le substrat de lacZ. C'est ainsi qu'une réduction de titre infectieux est observée après traitement avec SiHi-Def-Lec, en comparaison avec des surnageants infectieux non traités et des surnageants de cellules CEM non-infectées. Références bibliographiques
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Claims

Revendications
1. Protéine chimère isolée comprenant (i) un domaine, désigné « Lee », de liaison cellulaire d'une lectine et (ii) un domaine d'une défensine, désigné « Def », activable, induisant la lyse des membranes cellulaires ou agents infectieux, ladite protéine chimère comprenant en outre une séquence d'intemalisation cellulaire insérée dans ledit domaine de liaison cellulaire.
2. Protéine selon la revendication 1 , dans laquelle ladite séquence d'intemalisation est un peptide de 7 à 12 acides aminés, essentiellement basiques.
3. Protéine selon la revendication 2, dans laquelle ladite séquence d'intemalisation est la séquence RKKRRQRRR (SEQ ID NO :3).
4. Protéine selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle le domaine de liaison est le domaine extracellulaire de la lectine.
5. Protéine selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle la lectine est une lectine humaine DC-SIGN.
6. Protéine selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle la défensine est la défensine humaine alpha 3.
7. Protéine selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle le domaine de lyse de la défensine comprend une séquence de clivage qui (i) est reconnue par une protéase virale et qui (ii) remplace la séquence naturelle de clivage qui permet la maturation de la défensine au cours de la différenciation granulocytaire.
8. Protéine selon la revendication 7, dans laquelle la séquence de clivage reconnue par une protéase virale est une séquence reconnue par une protéase choisie parmi une protéase de HIV-1 , de HCV, ou du virus de la Dengue.
9. Protéine selon la revendication 8, dans laquelle ladite séquence de clivage est reconnue par la protéase de HIV-1 , et est choisie parmi les séquences SEQ ID NO : 9 à SEQ ID NO : 22.
10. Protéine selon la revendication 8, dans laquelle ladite séquence de clivage est reconnue par la protéase NS3 de HCV, et est choisie parmi les séquences SEQ ID NO : 23 à SEQ ID NO : 27.
11. Protéine selon la revendication 8, dans laquelle ladite séquence de clivage est reconnue par la protéase NS3 du virus de la Dengue, et est choisie parmi les séquences SEQ ID NO : 28 à SEQ ID NO : 44.
12. Protéine selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle le domaine de lyse de la défensine comprend une séquence de clivage qui est (i) reconnue par une métalloprotéase surexprimée par les cellules tumorales, et (ii) remplace la séquence naturelle de clivage qui permet la maturation de la défensine au cours de la différenciation granulocytaire, ce qui rend le domaine de lyse activable par ladite métalloprotéase.
13. Protéine selon la revendication 12, dans laquelle la séquence de clivage reconnue par une métalloprotéase est choisie parmi les séquences SEQ ID NO : 46 à SEQ ID NO : 49.
14. Protéine selon l'une des revendications 1 à 13, dans laquelle le domaine « Def » est en position N-terminale et le domaine « Lee » est en position
C-terminale, une séquence d'activation du domaine « Def » séparant les deux domaines « Def » et « Lee ».
15. Protéine selon l'une des revendications 1 à 13, dans laquelle le domaine « Def » est en position C-terminale et le domaine « Lee » est en position N-terminale, une séquence d'activation du domaine « Def » séparant les deux domaines « Def » et « Lee ».
16. Protéine selon la revendication 1 , comprenant la séquence SEQ ID NO :51 .
17. Acide nucléique isolé, codant pour une protéine telle que définie à l'une des revendications 1 à 16.
18. Acide nucléique selon la revendication 17, la séquence codant les domaines « Lee » et « Def » étant sous le contrôle d'un promoteur inductible ou tissu-spécifique.
19. Acide nucléique selon la revendication 18, ledit promoteur étant inductible par la protéine Tat du virus HIV-1.
20. Acide nucléique selon la revendication 19, ledit promoteur comprenant les éléments suivants, de 5' vers 3': 3 éléments NF-KB, 1 élément PEA3, 3 éléments SP1 et 3 éléments TAR.
21. Acide nucléique selon la revendication 19, qui comprend la séquence SEQ ID NO :50.
22.CeIIuIe hôte comprenant un acide nucléique tel que défini à l'une des revendications 17 à 21.
23. Procédé in vitro de production d'une protéine chimère telle que définie à l'une des revendications 1 à 16, ledit procédé comprenant la transfection d'une cellule hôte avec un acide nucléique codant pour ladite protéine, dans des conditions permettant son expression.
24. Utilisation d'une protéine chimère telle que définie à l'une des revendications 1 à 16, pour la fabrication d'un médicament destiné au traitement d'une infection ou d'une tumeur.
25. Utilisation selon la revendication 24, l'infection étant une infection virale par le virus HIV, le virus HCV ou le virus de la Dengue.
26. Utilisation d'un acide nucléique codant pour une protéine chimère telle que définie à l'une des revendications 1 à 16, pour la fabrication d'un médicament destiné au traitement d'une infection ou d'une tumeur.
27. Utilisation selon la revendication 26, l'infection étant une infection virale par le virus HIV, le virus HCV ou le virus de la Dengue.
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