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TITRE "Préparation à base d'interféron et son procédé d'e fabrication" (Inventeurs : JARVIS Jr. Allan P. et KOSOWSKY David I.)
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La présente invention concerne L : ne nouvelle composition tion de matière (appelée dans la suite du présent mémoire "interféron epsilon"ou"IFN-e"'utile par exemple dans des cultures de cellules humaines ou autres comme agent antiviral et/ou de lutte contre la prolifération, ainsi que des procédés de fabrication d'une telle composition et des procédés de traitement de cellules épithéliales humaines afin qu'elles résistent aux infections virales.
Les-interférons sont des matières qui possèdent des propriétés antivirales. On les prépare à l'aide de certains types de cellules qui ont été stimulées par exposition à'un virus, à certains acides nucléiques et à des complexes antigènes-mitogènes. Les interférons sont des produits pharmaceutiques extrêmement puissants qui sont très prometteurs comme agents cliniques antiviraux et antitumeurs.-
Il existe actuellement trois types connus d'interférons humains : l'interféron alpha (IFN-a), préparé à partir des leucocytes humains ou de cellules lymphoblastpides, l'interféron béta (IFN-P], préparé à partir de fibroblastes, et l'interféron gamma (IFN-y), préparé à partir de lymphoeytes T humains.
Ces trois interférons sont secrétés par les cellules respectives après stimulation de celles-ci par virus, certains acides nucléiques ou des complexes antigènesmitogènes. Des indications récentes montrent que ces interférons peuvent comprendre un mélange de protéines à structure liée, et non une seule protéine. Les interférons humains peuvent être différenciés les uns des autres par leur niveau différent d'activité sur des cultures de ce] Jules humaines et bovines. Une analyse utilisée pour la mesure de l'activité peut être réalisée comme décrit dans The Interferon System, William E. Stewart, Springer Verlr3p'Co., New York, 1978, qui est une variante de la méthode de Ho et Enders, The Proceedings of the National Academy of Sciences, Volume 45, pages 385-389, 1959.
IFN-a a un niveau d'activité antivirale sur les cultures de cellules de reins de boeufs qui est de 1 à 5 fois son activité sur des cultures de
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fibroblastes humains. IFN-P a un niveau d'activité antivirale sur des cultures de cellules de reins de boeufs de 1/100 à 2/1 00 fois son activité sur des-cultures de fibroblastes humains. IFN-y a une activité sur des cultures de cellules de boeufs inférieure à 1/100fois son activité sur des cultures de fibroblastes humains.
Dans le procédé le plus productif de fabrication de IFN-a à partir de leucocytes humains, une unité environ d'interféron est produite par 50 cellules. IFN-y est préparé à partir des lymphocytes T humains avec un rendement d'environ 1 unité pour 1000 cellules. IFN-ss préparé à partir de fibroblastes humains a un rendement optimal d'environ 1 unité pour 15 cellules.
Une unité antivirale d'interféron correspond à la concentration qui protège la moitié des cellules d'une' culture de fibroblastes humains soumises à la compétition du virus de stomatite vésiculaire à une concentration normalisée ou standard (un pfu/cellule).
On a détecté une activité antivir ] r ; d. ins de ; milieux provenant d'autres cellules d'origine humaine et animale. Une interférence sur la multiplication du virus de la yrippe a été détectée d'abord par Issacs et Lindenman zwans des cultures de membrane chorioallantoique de poulet. Un autre exemple est la série de cellules de Hela qui est une cellule cancéreuse transformée d'origine épithéliale (cervicale) comme indiqué par G. Gey et al., Cancer Research, Vol. 12, p. 264-165, 1952. L'activité de l'interféron a été détectée dans diverses séries de cellules transformées ou néoplasiques tirées à l'origine du tissu épithélial humain, comme décrit dans Production of Interferon by Human Tumor Cell Lines, Jameson et al, Archives of Virology 62, 209-219 (1979).
On a observé que des préparations connues U'interfuron humjin possédaient une activité antivirale dons des cultures de cellules humaines.
L'invention concerne la découverte et la produc- tion d'un nouveau type de matière antivirale, appelée "interféron E". Cette nouvelle matière qui, comme les autres
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interférons, paraît être composée d'au moins deux protéines reliées fonctionnellement, peut être produite par exemple par traitement de cellules épithéliales humaines normales par une technique d'induction d'interféron, puis par incubation des cellules dans des conditions qui favorisent la production du nouvel interféron. IFN-E, contrairement aux substances alpha, béta et gamma connues, a un niveau d'activité antivirale dans des cultures de cellules de reins de boeufs, compris entre 1/4 et 1/2 fois environ son activité dans des cultures humaines.
IFN-E ne présente pas dc leacti- vité mutuelle notable avec des antisérums préparés en opposition à IFN-a, IFN-P, ou IFN-y dans des analyses par neutralisation. Il est stable à pH 2. Sa'production par des cellules épithéliales est éliminée par introduction d'inhibiteurs de synthèse d'"ARN"ou d'inhibiteurs de synthèse de protéines dans la culture. L'activité antivirale de préparation contenant IFN-E est détruite par des protéases.
IFN-E peut être préparé par tout type de cellules épithéliales diploides humaines primaires. Des cultures e cellules humaines d'épiderme et de tissus conjonctif, vaginal et d'oesophage ont aussi été utilisées avec succès.
Des exemples non limitatifs d'autres types de tissus épithéliaux qui peuvent être utilisés sont les tissus du nez, du pharynx, des bronches, de la plèvre et de l'intestin.
On a découvert de façon avantageuse que des cellules épithéliales primaires peuvent subir une induction afin qu'elles produisent un interféron-E, à l'aide des techniques déjà utilisées de manière connue pour la production d'autres types d'interférons à partir de leucocytes, de lymphoblastes et de fibroblastes. Dans une technique avantageuse d'induction mettant en oeuvre le Virus de la Maladie de Newcastle (souche Bankowski) ou le Virus Sendai, il faut 100 à 500 cellules épithéliales pour la production d'une unité de IFN-E.
Comme indiqué précédemment, IFN-E est préparé par des cellules épithéliales diploldes primaires d'origine humaine. L'expression l'cellules épithéliales diploldes primaires
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humaines", ou des cultures de telles cellules, désigne dans le présent mémoire des cellules échantillonnées dans un tissu humain sain ou une culture de telles cellules préparées par exemple selon le procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 016 036. Ces types de cultures de cellules doivent être distingués des cellules non humaines, des cellules humaines d'origine autre que épithélialc, et des cellules épithéliales transformées ou néoplasiques.
Le nouvel interféron peut aussi être produit dans des cellules eucaryotes transformées naturellement ou artificiellement, contenant la partie de l'acide nucléique épithélial humain responsable de la production de IFN-E et dans des cellules modifiées par les'techrliqu8s d'ADN recombinant.
On a aussi découvert qu'un interféron préparé'. à partir d'un type donné de cellules humaines, par exemple de cellules épithéliales, possédait une plus grande activité antivirale sur ce type particulier de cellules que sur d'autre ? types de cellules humaines. Air15i, l'interféron8cpsiluil a accru les possibilités antivirales et antitumeurs dans le traitement du tissu épithélial soumis a une tumeur ou une infection virale, par rapport à son efficacité relative à d'autres types de cellules humaines.
Ainsi, l'invention concerne un nouveau type de substance antivirale utile par exemple pour la protection des cellules humaines contre l'attaque des virus. Elle concerne aussi un procédé de fabrication d'interféron du type indigène au tissu épithélial humain sain normal.
Elle concerne aussi un procédé de traitement de in croissance de tumeur ou d'infection virale dans un type particulier de tissu par exposition à un interféron tiré du même type de tissu. Elle concerne aussi un type d'interféron qui est plus actif sur des cellules épithéliales humaines que sur d'autres types de cellules humaines, par exemple les fibroblastes humains.
De façon générale, des cellules épithéliales humaines normales peuvent être cultivées in vitro (par exemple,
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selon la méthode décrite'dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 4 016 036) sous forme d'une monocouche, dans des microcapsules par mise en oeuvre du procédé décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 243 586 déposée le 14 mars 1981 par Jarvis et al., ou par d'autres procédés, lors de la préparation d'interféron E.
Les cellules sont alors soumises à une-technique d'induction de IFN par exposition à certains virus ou acides nucléiques.
Par exemple, le milieu de culture peut être remplacé par un milieu contenant un inducteur connu d'IFN du type viral ou acide nucléique. Après une courte incubation, par exemple de l'ordre de une heure, l'agent inducteur est retiré, et les cellules sont placées dans un milieu normal neuf de culture ou d'entretien et incubent par exemple pendant 24 heures. L'exposition des cellules à l'agent inducteur déclenche l'expression du code d'ADN des cellules pour la production d'interféron epsilon. Pendant l'incubation ultérieure, la cellule synthétise et secrète IFN-E.
A ce moment, la culture est récoltée et, si elle. est analysée par exemple par la méthode de Ho et Enders (Proceedings of the National Academy of Science, Volume 45, pages 385-389, 1959), on constate qu'elle possède une activité antivirale de IFN-E.
Le produit qui est obtenu par ce procédé ne présente pas une réactivité mutuelle importante avec un anticorps de IFN-a, IFN-P ou IFN-y dans des expériences de neutralisation. Il est stable à pH 2 et est de nature protéinique. Des expériences d'immunoabsorption indiquent que des antisérums anti-IFN-p réagissent avec une partie de l'interféron produit par des cellules épithéliales ayant subi l'induction. Le nouvel interféron présente aussi un profil d'activité, dans les cellules des mammifères, qui est différent de celui du type connu d'interféron.
Ces caractéristiques chimiques montrent bien que IFN-E est une substance originale.
IFN-E est fabriqué de façon satisfaisante actuellement par des cellules épithéliales normales tirées
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de l'épiderme, du tissu conjonctif, du tissu vaginal et de l'oesophage humain, par"induction normale" (Field et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 58, p. 1004-1009,1967) et"superinduction" (Havell et Vilcek, Antimicrobial Agents in Chemotherapy, Vol. 2, p. 476-484, 1972) avec l'acide nucléique, poly I'C (Miles Laboratories), avec le Virus de la Maladie de Newcastle (Baron et Issacs, British Medical J., Vol. 56, p. 18-20 1962) et avec le virus Sendai (paragrippe-1, Gresser, Proceedings of the
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Society of Expérimental and Biological p. 303-307, 1961).
Les résultats des analyses montrent que toutes les techniques d'induction et tous les types dift'crontLts cultures de cellules upruuvùus .
Les niveaux de production varient avec la nuture du l'n nnt inducteur utilisé et avec les diverses modifications des'. techniques d'induction. Le virus de la maladie de Newcastle donne de bons résultats. D'autres virus qui peuvent être utilisés sont indiqués dans le tableau qui suit.
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TABLEAU I
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<tb>
<tb> Virus <SEP> Références
<tb> Grippe <SEP> A <SEP> Gresser <SEP> et <SEP> Dull <SEP> (1964) <SEP> ;
<tb> Andrews <SEP> (1961)
<tb> Paragrippe-3 <SEP> Chany <SEP> (1960)
<tb> Rougeole <SEP> Petralli, <SEP> Merigan, <SEP> et <SEP> Wilbur
<tb> (1965a) <SEP> ; <SEP> DeMaeyer <SEP> et <SEP> Enders <SEP> (1961)
<tb> Parotidite <SEP> épidermique. <SEP> Cantell <SEP> (1961) <SEP> ;
<SEP> Waddell, <SEP> Wilbur,
<tb> et <SEP> Merigan <SEP> (1968)
<tb> Rubéole'Neva <SEP> et <SEP> Weller <SEP> (1964]
<tb> Syncytium <SEP> respiratoire <SEP> Ray, <SEP> Gravelle, <SEP> et <SEP> Chin <SEP> (1967) <SEP> ;
<tb> Moehring <SEP> et <SEP> Forsyth <SEP> (1971)
<tb> Virus <SEP> de <SEP> la <SEP> rage <SEP> WiKtor <SEP> et <SEP> al. <SEP> (1972)
<tb> Stomatite <SEP> vésiculaire <SEP> Marcus <SEP> et <SEP> Sekellick <SEP> (1977) <SEP> ;
<tb> Wilcek, <SEP> Yamazaki <SEP> et <SEP> Havell <SEP> (1977)
<tb> Chikungunya <SEP> Zimmermann <SEP> et <SEP> al. <SEP> (1972)
<tb> Sindbis <SEP> Gresser <SEP> et <SEP> Enders <SEP> (1962)
<tb> Encéphalite <SEP> équine <SEP> Luby, <SEP> S@nders, <SEP> et <SEP> Sulkin <SEP> (1971)
<tb> occidentale
<tb> Fièvre'jaune <SEP> Wheelock <SEP> et <SEP> Sibley <SEP> (1965) <SEP> ;
<SEP>
<tb> Wheelock <SEP> et <SEP> Edelman <SEP> (1969) <SEP>
<tb> Poliovirus-Type <SEP> 1 <SEP> Gresser, <SEP> Chany, <SEP> et <SEP> Enders <SEP> (1965)
<tb> Poliovirus-Type <SEP> 2 <SEP> Smorodintsev <SEP> et <SEP> al. <SEP> (1970) <SEP> ;
<tb> Ho <SEP> et <SEP> Enders <SEP> (1959a, <SEP> b)
<tb> Encephalomyocardite <SEP> Stewart <SEP> II, <SEP> Gosser, <SEP> et <SEP> Lockart
<tb> (1971a)
<tb> Rhinovirus-2 <SEP> Smorodintsev <SEP> et <SEP> al. <SEP> (1971a) <SEP> ;
<tb> Fiala <SEP> (1972)
<tb> Rhinovirus-12 <SEP> Gatmaitan, <SEP> Stanley, <SEP> et <SEP> Jackson
<tb> (1973)
<tb> Reovirus-2 <SEP> Oie, <SEP> Loh, <SEP> et <SEP> Rotnayake <SEP> (1973)
<tb> Langue <SEP> bleue <SEP> du <SEP> mouton <SEP> Jameson <SEP> et <SEP> Grossberg <SEP> (1977)
<tb> Adenovirus <SEP> Lysov <SEP> et <SEP> al. <SEP> (1971)
<tb> Varicelle <SEP> Vaczi, <SEP> Horvath, <SEP> et <SEP> Hadhazy <SEP> (1965)
<tb> Cytomégalovirus <SEP> humain <SEP> Vaczi, <SEP> Horvath, <SEP> et <SEP> Hadhazy <SEP> (1965) <SEP> ;
<tb> Glasgow <SEP> (1974)
<tb> Herpes <SEP> simplex <SEP> Rasmussen <SEP> et <SEP> ale
<tb> Vaccine <SEP> Wheelock <SEP> (1964) <SEP> ;
<SEP> Epstein,
<tb> Stevens, <SEP> et <SEP> Merigan <SEP> (1972)
<tb>
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On a aussi constaté que des interférons fabriqués à partir d'un type choisi de cellules humaines telles que épithéliales, fibroblastes, vasculaires, hépatiques, rénales, etc., sont particulièrement efficaces comme agents antiviraux ou antitumeurs pour le traitement des tissus humains formés du type choisi de cellules.
Ainsi, IFN-E est surtout efficace lorsqu'il est utilisé pour le traitement des cellules épithéliales, et on-constate qu'il a une plus
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faible activité lorsqu'il est utilisé pour le traitement d'autres de cellules humainus. nL pour origine des fibroblastes humains) est plus efficace pour le traitement des tissus ou fibroblastes humains et a donc des propriétés antitumeurs et antivirales plus faibles vis-à-vis des cellules d'autres types de tissus humains.
Ainsi, on peut utiliser le procédé suivant pour la protection d'un tissu ou d'un type donné de cellules contre l'infection virale, afin que la multiplication d'un virus qui a infecté un tissu ou un type donné de cellules soit arrêtée, ou que la croissance d'une tumeur dans un tissu donné soit arrêtée.
Une culture de cellules du type considéré est d'abord formée par croissance par la mise en oeuvre des techniques classiques telles que (dans le cas des cellules épithéliales) la technique de Green décrite dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique n 4 016 036. Les cellules de la culture sont alors traitées afin qu'elles induisent l'expression de la partie de son code ADN responsable de la production de l'interféron. L'operation peut être réalisée par exemple par les techniques d'induction de IFN décrites dans la suite du présent mémoire.
Le produit est alors récolté, par exemple dans le milieu après incubation. Le produit peut être utilisé comme substance antivirale ou antitumeur efficace pour le traitement des cellules ou du type des tissus en question.
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Des cultures de cellules in vitro sont protégées contre 3 l'attaque virale par addition de 2 à 5 unités de IFN-E/cm3.
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Cette concentration est efficace pour la protection de cellules épithéliales ayant une densité de 0, 5. 105 à 2, 5. 10 cellules/cm.
Des quantités notables de cette substance antivirale nouvelle peuvent aussi être fabriquées par deux techniques cellulaires supplémentaires actuellement connues.
La première met en oeuvre des types de-cellules eucaryotes transformées spontanément, vir-alement ou chimiquement, analogues à celles utilisées antérieurement pour la production de IFN-a à partir de séries de cellules lymphoblastoides humaines. La seconde technique met en oeuvre des techniques connues d'ADN recombinant, analogues à celles qui sont couramment utilisées actuellement pour la production de IFN-a et IFN-ss.
Selon le premier procédé, des cellules transformées capables de produire IFN-E peuvent être obtenues par utilisation de l'une des deux techniques : in vivo ou in vitro. La première technique (in vivo) implique l'isolement direct à partir de tissu frais de. type de cellules transformées, la seconde technique (in vitro) implique une opération de sélection dans laquelle une souche de cellules diploides humaines normales est cultivée à long terme jusqu'à ce qu'un nombre faible mais détectable de la population subisse une transformation spontanée ou la souche initiale est traitée pendant une courte période avec un virus ou un mutagène connu tel que EMS, MMS, ou MNNG afin que la fréquence de transformation soit accrue.
Certaines des cellules transformées par l'un ? de r ? s deux techniques in vitro contient une partie du code ADN des cellules épithéliales responsables de la production IFN-E.
Des cultures transformées ainsi obtenues peuvent subir une induction afin qu'elles produisent IFN-E par utilisation des techniques classiques d'induction telles que décrites précédemment pour les cellules épithéliales diploldes humaines normales.
Dans la seconde technique, le mARN synthétisé dans les cellules épithéliales à la suite de l'induction de IFN
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est extrait des cellules, est purifié éventuellement par ultracentrifugation ou analogue afin que la fraction mARN obtenue ait une spécificité accrue, et l'extrait est utilisé comme calibre pour la synthèse d ADN complémentaire (cADN). Le cADN peut être préparé à l'aide de l'enzyme transcriptase inverse Avian Myoblastosis.
Le produit finalrésultant de l'opération, ADN complémentaire standard double (dscADN) qui contient le codage de séquence pour la synthèse de IFN-E, et un vecteur eucaryote ou bactérien sont alors traités avec une enzyme restrictive qui provoque un clivage d'ADN et donne des sites de liaison par lesquels le dscADN et le vecteur peuvent être fixés. Le vecteur et ADN sont alors mélangés, recuits et liés par des liaisons covalentes à l'aide d'un enzyme ligase. A ce moment, la préparation de vecteur recombinant est utilisée pour la transformation d'une cellule bactérienne ou eucaryote.
Les cellules transformées contiennent ainsi ADN complémentaire de la totalité ou d'une partie de ARN contenu à l'origine dans les cellules épithéliales pendant leur étape de production dn TFN-E.'
Ces vecteurs recombinant sont alors incubés avec un type approprié de cellules qui permet l'opération du vecteur. Il apparaît alors une population de cellules qui contient des cellules individuelles capables de synth8tiser et de secréter IFN-E. La population de cellules est alors analysée systématiquement afin qu'elle donne une sous-population de cellules produisant IFN-E, et cette sous-population est cultivée afin qu'elle donne une série de cellules capables de produire des quantités relativement grandes de IFN-E.
D'autres caractéristiques de cette technique mettant en oeuvre ADN recombinant figurent par exemole clans les documents suivants :
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1. Brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 237 224 Cohen et al"Process for producing biologically functional molecular chimeras" ;
2. Scheller, R. et al, 1977, Clones of individual repetitive sequences from sea urchins DNA constructed with synthetic eco R1 sites, Science, Vol. 196, p. 197-200 ;
3. Blattner, F. et al, (1977), Charon Phages : Safer derivatives of bacteriophage lambda for DNA cloning, Science, Vol. 196, p. 161-169 ;
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4. Broach, J. R., et J. D., 0, )) tion and recombination functions associated with yeast plasmid, 2 micron circle, Cell, Vol. 21, p. 501-508 ; et
5.
Hamer, D. 1981, Synthesis processing and secretion of eukaryotic protcinsin thé SV40 - Monkey cell system, Recombinant DNA Abstracts, Vol. 1, p. 4.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exempLes non limitatifs donnés à titre purement illustratif.
'Exemple 1
On cultive une culture de cellules épithéliales d'épiderme humain provenant du laboratoire de Howard Green, Massachusetts Institute of Technology jusqu'à une densité
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5 2 de cellules de 1 à par dans un milieu essentiel minimal (MEM,"Gibco") contenant 10% de sérum foetus de veau inactivé thermiquement (incubé à 56 C pendant 30 minutes : HIFCS). On expose quatre cultures équivalentes incubées dans MEM et 2% de HIFCS pendant 1 heure à 37 C à poly (I. C) - (9S) qui est un acide nucléique de masse moléculaire élevée disponible dans le commerce auprès de PL Laboratories (Milwaukee, Wisconsin), en quantité égale à 0,1, 10 et 100'microgrammes/cm3 (technique d'induction précédente de Field et al.).
On lave alors deux fois les cultures avec MEM et on les fait incuber dans le même milieu avec addition de 2% de HIFCS pendant 24 heures.
Le milieu est collecté et analysé par la méthode de Stewart II, The Interferon System, p. 17-18. On n'observe aucune activité
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antivirale détectable dans les cultures avec 0 et 3 3 1 g/cm3 de poly (I. On détecte environ 10 de IFN-E dans les échantillons obtenus à partir de cultures ayant subi une induction avec 10 et 100 lig de poly (I-C).
Exemple 2
On répète le procédé de l'exemple 1, mais on utilise une technique modifiée de"superinduction" (Havell and Vilcek, supra) afin d'essayer d'augmenter la production de IFN-#. On incorpore 50 g/cm de cyclohexamide (inhibiteur de synthèse de protéine) avec l'acide poly (I-C). Après incubation d'une heure, on lave les cellules et on les fait incuber pendant 3 heures supplémentaires dans MEM contenant 3 2% de HIFCS et 50 g/cm de cyclohexamide. On lave alors à nouveau les cellules et on les fait incuber avec MEM
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3 3 contenant. 50 g/cm3 de cyclohexamide et 5, 0 g/cm3 d'actino'- mycine D (inhibiteur de synthèse d'ARN) pendant 2 heures supplémentaires.
A la fin de cette incubation, on lave
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deux ciihç-i- à 370C dans un milieu normal. La culture du milieu et l'analyse comme indiqué dans l'exemple 1 ne permettent la production d'aucune quantité détectable de IFN-E dans les cultures
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g induites avec 0 et 1 de poly (I-C). La culture 3 3 induite avec 10 g/cm3 de poly (I-C) donne 100 3 de IFN-E. Les cultures induites par 100 g/cm3 de poly (I-C) g assurent la production de plus de 330 de lig/cmExemple 3
On utilise une culture de cellules épithéliales d'origine épidermique contenant 1 à 2 . 105 cellules (exemple 1) pour la préparation de IFN-E à l'aide de la méthode d'induction par le virus de la maladie de Newcastle (NDV) (Baron and Issacs, supra).
Le virus utilisé était la souche Odnkowski de NDV disponible auprès de Poultry Heoith Laboratn'ies, Davis, Californie. On prépare quatre échantillons de 1 cm de MEM contenant 2% de HIFCS et assez de Nil\/pOull uue la concentration finale soit respectivement de 0, 100-200, 25-50 et 1-16 virus pfu/cellule dans les échantillons.
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3 On ajoute alors 0, 2 cm des préparations respectives de virus 3 de 1 (agent inducteur virus) dans les cultures des cellules qui sont alors secouées-pendant 30 minutes à intervalles de 5 minutes à 37 C. La partie restante de 0, 8 des pré- parations de NDV est alors ajoutée et les cultures subissent une incubation pendant 30 minutes supplémentaires. Les cultures de cellules sont alors lavées-deux fois avec un
EMI14.2
3 milieu normal, 1 de milieu est ajouté à chaque culture, et les cultures subissent une incubation do 24 heures.
Le milieu est alors récolté, acidifié à pH 2 avec HCl 0,1 N et conservé à 4 C pendant 5 à 6 jours afin que NDV devienne inactif. Ensuite, le milieu récolté est neutralisé avec NaOH 0,1 N et la présence de IFN- est analysée.
Dans l'échantillon ne contenant pas de virus NDV (témoin), toute activité antivirale est absente. L'échantillon ayantsubi une induction avec 100 à 200 particules de virus par
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3 cellule NDV contient environ 500 à 1000 unités de .
La culture induite avec la préparation de NDV contenant 25 à 50'particules de virus par cellule çontient environ" 3 170 à 330 unités de IFN-E/cm. La culture induite avec la préparation de NDV contenant 1 à 16 particules de virus
EMI14.4
3 par cellule contient environ 50 à 170 unités de .
Comme l'indique cette expérience, une culture de cellules contenant 1 à '10 cellules/cm3 peut donner
3 environ 500 à 1000 unités de IFN-E/cm3. Le rendement est ainsi de l'ordre de 1 unité de IFN-E produite pour 100 à 500 cellules de la culture.
Exemple 4
On répète le procédé de l'exemple 3, mais on utilise le virus de paragrippe-1 (Sandai). à diverses con- centrations, comme agent inducteur à la pt. tce du virus NDV (voir Gresser, supra). Le virus Sendai tel qu'il est acheté (Flow Laboratories) contient 10 000 à 40 000 unités hc-
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l.
magglutinantes
Dans une culture dans laquelle la préparation commerciale de virus est diluée 1 à 3 fois, on prépare
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3 1000 unités/cm de Une dilution de 1 à 10 donne
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TABLEAU II Résultats d'expériences d'interféron
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<tb>
<tb> Type <SEP> des <SEP> cellules <SEP> Méthode <SEP> d'induction <SEP> Unités <SEP> IFN-e/cm <SEP> Unités <SEP> IFN-#/cellule
<tb> Conjonctif <SEP> humain <SEP> poly <SEP> I-C* <SEP> 33 <SEP> 3,3 <SEP> x <SEP> 10-5
<tb> " <SEP> " <SEP> poly <SEP> I.C+ <SEP> 330 <SEP> 3,3 <SEP> x <SEP> 10-4
<tb> " <SEP> " <SEP> néant <SEP> (témoin) <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Epiderme <SEP> humain <SEP> poly <SEP> I.C* <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> " <SEP> " <SEP> Sendai++ <SEP> 330 <SEP> 3,3 <SEP> x <SEP> 10-4
<tb> ""NDV <SEP> ** <SEP> 1000 <SEP> 1,
<SEP> 0 <SEP> x <SEP> 10' <SEP>
<tb> " <SEP> " <SEP> néant <SEP> (témoin) <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>
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3 * Induction de l'exemple 1 avec 100 pg/cm poly 1.
3 + Procédé d'induction de l'exemple 2 avec 100 flg/cm3 de poly I.
** Procédé d'induction de l'exemple 3 avec dilution 1/3 de NDV (1C-21 particules de virjs/cellule] ++ Procédé d'induction ae l'exemple 4 avec dilution 1/4 de la s
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3 200 unités/cm3et une dilution de 1 à 33 Aucune activité antivirale ne peut être détectée dans la culture témoin dont le virus a été omis.
Le tableau II ci-avant résume les résultats des expériences des exemples 1 à 4 effectués avec des cultures de cellules de tissu conjonctif humain et de cultures de cellules d'épiderme humain. avec diverses techniques d'induction.
Exemple 5
Comme on a montré de façon classique que les interférons étaient par définition des protéines, on a éprouvé des échantillons de IFN-E afin. de déterminer si l'activité antivirale présente dans les échantillons était due à un composant à base de protéine. Les expériences sont réalisées par incubation d'échantillons de IFN-a (standard NIH), de IFN-P (standard NIH), et de IFN-E (tiré de kératinocytes épithéliaux induits par NDV) en présence d'enzymes protéolytiques connus, puis par nnrilyr. f de la matière traitée afin que l'activité antivirale restante sait déterminée.
On fait incuber à 37 C pendant 1 h des échantillons de IFN-a (16 unités/cm3), de IFN- (16
EMI16.2
3 3 et de IFN-E (32 dans MEM, en présence soit de trypsine (Sigma Chemical Co., St. Louis, Missouri) ou de Pronase (Sigma) à des concentrations de
EMI16.3
3 3, 3-100 ug/cm. la fin de la réaction, l'activité
Aprèsprotéolytique restante dans les échantillons est neutralisée par addition de HIFCS jusqu'à concentration finale de 33% (volume/volume). Les échantillons sont alors analysés afin que l'activité antivirale restante induite par IFN soit déterminée par microtitrage sur des cellules GM-2767.
Les résultats sont les suivants :
<Desc/Clms Page number 17>
SENSIBILITE PROTEOLYTIQUE DE IFN-E
EMI17.1
<tb>
<tb> Enzyme <SEP> Concentration
<tb> protéolytique <SEP> d'enzyme <SEP> Activité <SEP> antivirale <SEP> IFN <SEP> restante
<tb> ( g/cm ) <SEP> IFN-α
<SEP> IFN-ss <SEP> IFN-# <SEP>
<tb> Trypsine <SEP> 100 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 33 <SEP> 0. <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 10 <SEP> 1-2 <SEP> 4
<tb> 3,3 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 16
<tb> 0 <SEP> 16 <SEP> 1 <SEP> Li <SEP> 3-- <SEP>
<tb> Pronase. <SEP> 10 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 3,3 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb> 0 <SEP> 16 <SEP> 16 <SEP> 32
<tb>
Ces résultats montrent que l'activité antivirale observée dans les échantillons de IFN-E est due u la présence d'un ou plusieurs composants sous forme de protéines, étant donnée l'élimination totale de l'activité par le traitement par les enzymes protéolytiques. Le caractère. protéinique de IFN-# apparaît aussi dans le fait que les inhibiteurs de synthèse de protéines et d'ARN bloquent la production de IFN-E.
Exemple 6
Cet exemple montre la stabilité de IFN-E pour les pH acides. On prépare IFN-E par induction de cellules d'épiderme humain à l'aide de NDV selon l'exemple 3.
Lorsque le milieu est récolté, il est divisé en trois parties. Le virus est inactivé dans la première partie
EMI17.2
comme décrit dans l'exemple 3, par acidification à pH 2 avec HC1. La seconde partie est filtrée pendant 5 jours sur un filtre "Millipore 01310 (limite de masse moléculaire 100 000, Millipore Corp., Bedford, MA) afin que le virus soit extrait. La troisième partie est filtrée par un filtre "Millipore" PTMK01310, ayant une'limite de masse moléculaire de 100 000, imprégné préalablement pendant 4 heures dans une solution à 1% de BSA.
<Desc/Clms Page number 18>
Dans tous les cas, le milieu résultant est analysé afin que la présence de IFN et de virus résiduel soit déterminée. Les résultats sont les suivants :
Stabilité de IFN-# à pH acide
EMI18.1
<tb>
<tb> Traitement <SEP> Titre <SEP> initial <SEP> Titre-Final <SEP> iitre <SEP> d'IFN <SEP>
<tb> de <SEP> IFN-de <SEP> virus <SEP> de <SEP> virus
<tb> (pfu/cm3) <SEP> (pfu/m3) <SEP> (u/cm) <SEP>
<tb> pH <SEP> 2,5 <SEP> jours <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP> . <SEP> 108 <SEP> 0 <SEP> 128
<tb> Filtré <SEP> par
<tb> PTHK01310 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> ? <SEP> S <SEP>
<tb> Filtré <SEP> par
<tb> PSVP01310 <SEP> 1, <SEP> 1. <SEP> 10 <SEP> 0 <SEP> 128
<tb>
Aucun des échantillons n'a montre une activité virale qu. elconque et tous les échantillons avaient la même quantité d'activité de IFN-E.
Ce résultat montre que l'activité de IFN-E est stable à un pH acide.
Exemple 7
On compare les propriétés immunologiques de IFN-# (préparé par induction par NDV de cellules d'épiderme humain comme décrit dans l'exemple 3), de IFN-a, de IFN- (NIH) et de IFN-y (obtenus auprès de S. Baron, University of Texas Medical School, Galveston, Texas). On effectue des titrages par neutralisation de chaque interféron à l'aide d'anti- IFN-a (NIH), d'anti-IFN-ss (NIH et Y. H. Tan, Calgary University, Calgary, Alberta, Canada), d'anti-IFN-y (S. Baron), et de mélanges de ces antisérums. Des dilutinns en snrie d'un facteur 2 des antisérums appropriés sont effectués dans MEM avec une plaque de microtitrage à 98 cuves.
EMI18.2
3 On ajoute dans les cuves des dilutions allant de 32 à 3 2 de chaque préparation de IFN et on fait incuber les plaques d'abord à 37 C pendant 1 heure, puis à 4 C pendant 1 heure afin que le complexe anticorps-IFN puisse
EMI18.3
se former. On ensemence alors avec des fibiohiastuu (dépôt de cellules mutantes humaines à raison A de 2. cellules par cuve, et, après 20 à 24 heures
<Desc/Clms Page number 19>
humdinsd'incubation à 37 C, elles sont soumises à une dose étalon Je virus de stomatite vésiculaire (1 pfu/cellule).
Après 24 à 48 heures à 37 C, on observe toutes les cuves au nicroscope afin que l'inhibition transmise par l'interferon Je l'effet cytopathique induit par le virus soit déterminée (CPE). Les résultats sont les suivants :
Quantité d'antisérum nécessaire à la neutralisation de IFN 3 (unité de neutralisation par cm )
EMI19.1
<tb>
<tb> Echantillon <SEP> Conc. <SEP> Anti-αa <SEP> Anti-ssa <SEP> Anti-αa
<tb> unités/cm <SEP> Anti-ssa
<tb> IFN-a <SEP> 16 <SEP> N. <SEP> D. <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> N. <SEP> D.
<tb>
(NIH <SEP> Std) <SEP> 8 <SEP> N. <SEP> D. <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> N. <SEP> D.
<tb>
4 <SEP> 62 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 125
<tb> IFN-ss <SEP> 8 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 375 <SEP> 750
<tb> (NIH <SEP> std) <SEP> 4 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 188 <SEP> 750
<tb> 2 <SEP> > <SEP> 3000 <SEP> 188 <SEP> 47
<tb> IFN-# <SEP> 8 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 188
<tb> AR-IVb <SEP> 4 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 375 <SEP> 188
<tb> 2 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 375 <SEP> 47
<tb> IFN-E <SEP> 16 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 375
<tb> AOB <SEP> 8 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 375
<tb> c <SEP> 2 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 1 <SEP> 500 <SEP> 94
<tb>
Le sérum témoin de mouton vis-à-vis de IFN de fibroblastes n'a pas d'activité neutralisante. N.
D. = non déterminé
EMI19.2
a avec des moutons respectifs b-dérives dekératinocytes d'épiderme, non obligatoirement dépourvus de fibroblastes (induits par NDV) c - dérivés de kératinocytes épidermjcjues dépourvus de fibroblastes (induits par NDV).
On peut voir d'après les tableaux qui précèdent que :
<Desc/Clms Page number 20>
a) IFN-a est neutralisé à la fois par les antisérums anti-a et anti-a/anti-P en mélange. Comme prévu, il faut deux fois plus de mélange anti-α/ss que d'anti-α pour la neutralisation de la même quantité de IFN-a.
(Des quantités analogues d'antisérums neutralisent des quantités analogues de IFN-a). b) IFN-ss est neutralisé à. la fois par les antisérums anti- et anti-a/anti-. en mélange. Il faut encore 2 fois plus d'antisérum anti-a/ss que d'antisérum antipour la neutralisation de la même quantit de JTN-p. c) Il faut moins de la moitié du mélange d'antisérum. anti-a/anti-ss par rapport à l'antisérum anti-ss pour la neutralisation de la même quantité de IFN-E.
IFN-E ne réagit pas avec les antisérums dirigés contre IFN-y.
Cet exemple montre que IFN-e est distinct immunologiquement de IFN-a et IFN-P, et IFN-y et est donc chimiquement distinct de ces interférons humains connus.
Exemple 8
En plus des indications sérologiques présentées dans l'exemple 7, on utilise IFN-E qui a subi une immunoprécipitation partielle, dans une expérience de neutrali- sation. On ajoute, à des échantillons de cet interféron. du anti-S IFN (polyclonal obtenu à partir de NIH ou monoclonal obtenu à partir de Y. H. Tan). Le mélange incube pendant 1 h à 350C puis 1 heure à 4 C afin que le complexe IFN-anticorps puisse se former, et le complexe, avec l'excès éventuel d'anticorps, est retiré par incubation des antisérums complexés et non complexés en présence de "S'3pharfJse" A de protéines (Sigma) avec un rapport de 30 lil à 1,5 pi du mélange réactionnel.
IFN non complexé et restant est soumis à un second stade d'immunoprécipitation et les échantillons sont analysés afin que l'activité de IFN soit déterminée comme décrit, à l'aide de l'analyse d'inhibition CPE. Les résultats sont les suivants :
<Desc/Clms Page number 21>
EMI21.1
<tb>
<tb> 0Echantillon <SEP> Titre <SEP> 1ère <SEP> précip. <SEP> Titre <SEP> 2ème <SEP> précip. <SEP> Titre
<tb> IFN <SEP> original <SEP> IFN <SEP> d'anticorps <SEP> d'IFN <SEP> d'anticorps <SEP> d'IFN
<tb> unités/cm3 <SEP> avec <SEP> :-après <SEP> avec <SEP> :
<SEP> après
<tb> 1e <SEP> 20 <SEP>
<tb> AOB-IFN-E <SEP> 1024 <SEP> Anti-ss <SEP> 256 <SEP> Anti-ss <SEP> 256
<tb> polyclonal <SEP> polyclonal
<tb> AOB-1FN-E <SEP> 1024 <SEP> Anti-ss <SEP> 1024 <SEP> Anti-ss <SEP> 1024
<tb> monoclonal <SEP> monoclonal <SEP>
<tb> AOB-IFN-E <SEP> 1024 <SEP> Anti-ss <SEP> 1024 <SEP> Anti-ss <SEP> 1024
<tb> monoclonal <SEP> polyclonal
<tb> AOB-IFN-# <SEP> 1024 <SEP> Anti- <SEP> 256 <SEP> Anti-ss <SEP> 256
<tb> polyclonal <SEP> monoclonal
<tb>
Lorsque AOB-IFN-# ayant précipité préalablement est utilisé dans l'essai de neutralisation, réalisé exactement comme indiqué dans l'exemple 7, on obtient les résultats suivants :
Quantité d'antisérum nécessaire à la neutralisation de IFN (unités de neutralisation)
EMI21.2
...
EMI21.3
<tb>
<tb> Echantillon <SEP> Concentration <SEP> IFN <SEP> Anti-ss <SEP> Mélange <SEP> d'anti-a/ss
<tb> u <SEP> Icm3 <SEP>
<tb> AOB <SEP> IFN-E <SEP> 16 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 1 <SEP> 500
<tb> absorbé <SEP> avec <SEP> 8 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 375
<tb> antisérum <SEP> 4 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 94
<tb> anti-ss
<tb> AOB <SEP> IFN-C <SEP> 16 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 1 <SEP> 500
<tb> 1 <SEP> absorbé <SEP> avec <SEP> 8 <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 188 <SEP>
<tb> anti <SEP> sérum <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP> 500 <SEP> 94
<tb> témoin
<tb> AOB <SEP> IFN-e <SEP> > <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 1 <SEP> 500 <SEP>
<tb> non <SEP> absorbé <SEP> 4 <SEP> 375 <SEP> 94
<tb> 1 <SEP> 12 <SEP> 24
<tb> NIH <SEP> IFN-P <SEP> 16 <SEP> 750 <SEP> 750
<tb>
8 <SEP> 188 <SEP> 375
<tb> 4 <SEP> 94 <SEP> 188 <SEP>
<tb>
Le sérum témoin de mouton de IFN de fibroblastes n'a pas d'activité neutralisante.
<Desc/Clms Page number 22>
Les résultats des tableaux qui précèdent montrent qu'une partie de la préparation de IFN-# ne peut pas être neutralisée par l'antisérum anti-ss même lorsque deux anticorps différents anti- sont utilisés. Cependant, même après précipitation poussée par les antisérums anti-ss, une partie supplémentaire de IFN- peut être précipitée
EMI22.1
avec un mélange d'antisérums anti-a/P Ces résultats montrent aussi que IFN-E est distinct immunologiquement et chimiquement des autres interférons humains connus.
Exemple 9
IFN-E produit par induction de cellules d'épiderme humain avec NDV comme indiqué dans l'exemple 3, peut être purifié et concentré par chromatographie par affinité sur un certain nombre de ligands immobilisés. Ceux-ci comprennent notamment, à titre non limitatif, l'agarose rouge réactif, la phényl-"Sepharose" (Sigma Chemical Co., St. Louis, no.), l'agarose rouge Procion, le phényl agarose
EMI22.2
(BRL, Gaithersburg, Md.), le Glycogel B, le .. propionyl) aminodécane (CPAO) agarose et le N-pyromellityl- N- (3-carboxy-aminodécane (PMAD) agarose (Pierce Chemical Co., Rockford, . Ill.).
EMI22.3
3 On applique 8 de contenant 3 900 unités de IFN-E dans une colonne de 0, 5 d'agarose 3 rouge réactif. On lave la colonne avec 10 d'un tampon phosphaté 20mM (pH 7, 4). IFN est alors élué avec trois 3 quantités égales à 2 d'éthylène glycol à 50% dans un tampon phosphaté 20mM contenant du chlorure de sodium 1M.
Chaque fraction est collectée dans un volume égal de tampon phosphaté 20mM afin que l'éthylène glycol soit dilué.
La colonne est lavée finalement avec 5 cm supplémentaires de tampon phosphaté 20mM. Les concentrations des protéines sont mesurées pur absorption à 280 nm (OD-2UU).
Les résultats figurent dans le tableau suivant :
<Desc/Clms Page number 23>
EMI23.1
.
1-' (U U 0) bu 1-.
QJ bU : 1-.
QJ In 0 1-. bu (U 0) D QJ o "ri fa 0) - ( < j r Z LL QJ Q) C o - lu 0) U - ri 4- - 1-.
I] CL
EMI23.2
<tb>
<tb> 4-c
<tb> l
<tb> - <SEP>
<tb> 4-41 <SEP> Co <SEP> C <SEP> :)n
<tb> - <SEP> : <SEP> CD
<tb> -'
<tb> E
<tb> ri <SEP> 0 <SEP>
<tb> rq <SEP> -i
<tb> r) <SEP>
<tb> F-1 <SEP> 4J <SEP> 1-0
<tb> C)
<tb> O <SEP>
<tb>
<Desc/Clms Page number 24>
Les deux premières fractions d'éthylène glycol sont combinées et la fraction résultante contient tout IFN-E appliqué sur la colonne, présentant une purification de facteur 6 par rapport à la matière originale.
EMI24.1
Dans d'autres expériences analogues, on applique 3 jusqu'à 68 de IFN-E sur la colonne et on récupère IFN 3 dans un volume final de 8 Ceci représente une concen- tration de 8,5 fois de la matière.
Lorsque IFN-E est appliqué à au moins deux ligands immobilisés successivement, on peut obtenir une purification plus grande. Par exemple, on applique un échantillon de IFN- à une colonne de CPAD et on fait subir une élution comme décrit dans le procédé précédent. Les fractions combinées contenant IFN indiquent une purification d'environ 9 fois et subissent une dialyse avec un tampon phosphaté 20mM afin'. que l'éthylène glycol soit extrait. L'échantillon est alors appliqué sur une colonne de PMAD agarose, développée de la même manière. IFN-E est récupéré avec un rendement de 70 2 100% et une purification supplémentaire de 5 fois pal rapport- à la protéine totale.
Cet exemple montre que IFN-E peut être purifié par des ligands immobilisés divers à considérer seuls ou en combinaison.
Exemple 10
On fait subir d'abord une centrifugation à IFN-e non fractionné à 300g pendant 20 minutes. La matière qui surnage est mélangée par retournement sur un appareil Fischer Rotarack avec un verre de porosité contrôlée (C. P. G.)
EMI24.2
(Electronucleonics, Inc.) à 4 C. On utilise 0, 28g de verre 3 de porosité contrôlée pour 30 de culture qui surnage. cmAprès 3 heures, la matière qui surnage est extraite et les perles de verre de porosité réglée sont entassées dans une colonne (2,5 x 3,1 cm).
La colonne est d'abord lavée avec 4 volumes de colonne de PBS, puis 4 volumes de colonne de NaCl 1, U M-tampon phosphaté 20mM à pH 7,4. IFN-# est alors élue avec 4 volumes de colonne de 50% d'éthylène glycol en volume/volume-NaCl 1,0 M-tampon phosphaté 20mM à pH 7,4,
<Desc/Clms Page number 25>
EMI25.1
lSl u < C riD m Q) fa f-.
+- > ID TJ TI Q) Q) Q) Oü M 'Q) 'CD .
UJ o o el CL TI QJ CD [-.
[-.
> QJ CD QJ CD 'o - 'n tW 1 Z LL H CD TI C o - +- > m u - 4- - ri [-.
: CL
EMI25.2
<tb>
<tb> < : <SEP> : <SEP> t1
<tb> pi <SEP>
<tb> 0lu)
<tb> U
<tb> CD
<tb> CD
<tb> pu
<tb>
<tb> rD <SEP>
<tb> mi <SEP> H <SEP> CO <SEP> CD <SEP> I <SEP> ura <SEP> 0 <SEP> or
<tb> 1 <SEP>
<tb> CN <SEP> O <SEP> rs <SEP> CO <SEP> ar <SEP> I <SEP> CN <SEP> eDCD <SEP> 1
<tb> 1
<tb> E
<tb> U
<tb> 9 <SEP>
<tb> o <SEP> ^0
<tb> i <SEP>
<tb> ¯ <SEP>
<tb> d, <SEP>
<tb> o <SEP> 4J <SEP> tXt <SEP> z <SEP> Q <SEP> O <SEP> I <SEP> h <SEP> UM.
<tb>
D <SEP>
<tb> o <SEP>
<tb> E <SEP>
<tb>
<Desc/Clms Page number 26>
EMI26.1
puis est collecté dans un volume égal de NaCl 1, phosphaté 20mM afin que la concentration finale d'éthylène glycol soit de 25%. La fraction contenant IFN-E est concen- 3 trée par ultrafiltration à 1, 0-1, 6 et est appliquée
1à une colonne de polyacrylamide-agarose ("Ultragel" AcA54) (1,6 x 85 cm) équilibrée par 25% d'éthylène glycol (en volume/volume)-NaCl 1,0 M-tampon phosphaté 20mM à pH 7,4.
EMI26.2
IFN-E est alors élué avec une solution tampon d'équilibrage 3 3 à un débit de 6, 0 cm/h. On collecte des fractions de et on analyse la présence de IFN et la teneur en protéine (analyse Loury).
Les résultats sont donnés dans le tableau ci-avant. t
Exemple 11
On soumet les préparations de IFN-E, IFN-a et IFN-ss, contenant de la matière brute partiellement purifiée selon l'exemple 10 (p-IFN-E) et p-IFN-E absorbé-interféron anti-souris, à une analyse des masses moléculaires par électrophorèse sur gel SOS. selon le procédé de Lamelli.
Les échantillons subissent une incubation à température ambiante pendant 1 heure en présence de 1, 0% de SOS, de tampon de tris-HCl 0,05 M (pH 6, 8), de glycérol à 10% (en volume/volume) et de bleu de bromophénol à 0,001%, chargé sur des gels de polyacrylamide à 12,5%, et les essais durent environ 16 heures. Après électrophorèse, les zones allongées contenant les références de masse moléculaire sont ensemencées. Les régions contenant IFN sont découpées en tranches de 3 mm et extraites pal secouage
3 avec 0,5 cm de PBS contenant 0,5% de SOS pendant 20 heures à température ambiante. L'analyse de ces fractions est réalisée sur des cellules GM-2767 et la masse moléculaire de chaque pic d'activité est calculée par comparaison avec la position sur le gel par rapport aux références de masse moléculaire.
Les résultats'sont les suivants :
<Desc/Clms Page number 27>
0Masse moléculaire de IFN
EMI27.1
<tb>
<tb> M. <SEP> M. <SEP> des <SEP> maxima <SEP> d'activité <SEP> (". <SEP> d'activité <SEP>
<tb> INF <SEP> récupérée)
<tb> a <SEP> 18 <SEP> K <SEP> (27,6) <SEP> 19, <SEP> 7 <SEP> K <SEP> (44,8) <SEP> 22,5 <SEP> K <SEP> (27,6)
<tb> ss <SEP> - <SEP> (1, <SEP> 83).
<SEP> - <SEP> - <SEP> 22, <SEP> 0 <SEP> K <SEP> (98,2)
<tb> # <SEP> (brut) <SEP> 17,5 <SEP> K <SEP> (41, <SEP> 0) <SEP> 20, <SEP> 0 <SEP> K <SEP> (7,4) <SEP> 22,0 <SEP> K <SEP> (51,6)
<tb> p-IFN-E <SEP> 17, <SEP> 5 <SEP> K <SEP> (35,4) <SEP> 20, <SEP> 0 <SEP> K <SEP> (2, <SEP> 53) <SEP> 22,0 <SEP> K <SEP> (62,0)
<tb> p-IFN-E <SEP> non <SEP> lié <SEP> 17,5 <SEP> K <SEP> (9,2) <SEP> 20,0 <SEP> K <SEP> 0 <SEP> 22,0 <SEP> K <SEP> (90,8)
<tb> p-IFN-E <SEP> lié <SEP> 17, <SEP> 5 <SEP> K <SEP> (68,0) <SEP> 20, <SEP> 0 <SEP> K <SEP> (15, <SEP> 3) <SEP> 22,0 <SEP> K <SEP> (16,8)
<tb>
Les trois fractions obtenues avec les échantillons de IFN-# présentent une activité antivirale sur les cellules GM-2767.
La fraction de poids moléculaire 22, 0. 103 obtenue à partir de IFN-E ne présente pas d'activité sur des cellules de reins de boeufs (MDBK). Les deux autres fractions de IFN- (17, 5K, ! O, OK) ont une activité d'environ 25%, sur les cellules MDBK comme sur les cellules GM-2767.
Exemple 12
Le pouvoir antiviral de IFN-# (produit par induction par NDV à partir de cellules d'épiderme humain comme dans l'exemple 3), IFN-a (obtenu auprès de National Institute of Health, NIH), et IFN-P (NIH) est comparé dans des cultures de cellules d'épiderme humain normal, par rapport à des fibroblastes diploides humains normaux.
Des dilutions en série des trois préparations de TFN sont ajoutées dans les cuves d'une plaque de microtitrage avec des cultures de référence de cellules d'épiderme humain normal et de fibroblastes humains normaux. Après 18 à 24 heures d'incubation à 37 C, les cellules de chaque cuve sont soumises à l'action d'une dose standard de virus de stomatite vésiculaire (1 pfu/cellule). Après 36 à 96 h (lorsque des témoins indiquent une mort des cullulc de 100%), chaque cellule est observée au microscope sin que la résistance au virus soit déterminée.
Les résultats sont les suivants :
<Desc/Clms Page number 28>
TABLEAU III
EMI28.1
<tb>
<tb> - <SEP> 3 <SEP>
<tb> Unités <SEP> d'activité/cm <SEP> de <SEP> IFN <SEP> sur <SEP> : <SEP>
<tb> Interféron <SEP> Fibroblastes <SEP> (FS-4) <SEP> Epithélium
<tb> IFN-e <SEP> 32-64 <SEP> 512-7048 <SEP>
<tb> IFN-a <SEP> 128-512'64 <SEP>
<tb> IFN-P <SEP> 32-256 <SEP> 8-32
<tb>
a-fibroblastes diploldes humains normaux obtenus auprès de J. Vilcek (N. Y. U., N. Y., N. Y.).
Comme l'indique le tableau qui précède, IFN-E produit par le code d ADN des cellules épithéliales a un pouvoir bien supérieur (d'un facteur de l'ordre de 16) comme agent antiviral par rapport aux cellules épithéliales que par rapport aux fibroblastes. IFN-a préparé à partir aucode ADN tire des leucocytes humains et des cellules lymphoblastoides, a un pouvoir supérieur (d'un facteur pouvant atteindre 8) par rapport aux fibroblastes que par rapport aux cellules épithéliales, et IFN-P, produit à partir du code ADN des fibroblastes a un plus grand pouvoir (pouvant atteindre 30x) vis-à-vis des fibroblastes que vis-à-vis des cellules épithéliales.
Exemple 13
On utilise le procédé de l'Exemple 11 pour l'analyse de l'activité antivirale relative des interférons et E sur les cellules de reins de boeufs (cellules MDBK ATCC CCL22), par rapport aux fibroblastes trisomiques humains (3 copies du chromosome 21-dépôt de cellules mutantes humaines GM-2767 47, XX, t21).
Les résultats de l'analyse sont les suivants :
EMI28.2
<tb>
<tb> 3
<tb> Unités <SEP> d'activité/cm <SEP> de <SEP> IFN <SEP> sur
<tb> Type <SEP> IFN <SEP> MDBK <SEP> GM-2767
<tb> a <SEP> 512 <SEP> 512 <SEP>
<tb> ss <SEP> 0 <SEP> 12ss <SEP>
<tb> y <SEP> 0-128 <SEP>
<tb> E <SEP> 8-16 <SEP> 32 <SEP>
<tb>
<Desc/Clms Page number 29>
EMI29.1
Les résultats obtenus pour IFN a, sset y sont conformes aux résultats déjà indiqués. Les résultats de IFN-E que ce nouvel interféron a une'activité de 2 à 4 fois environ plus importante sur les cellules GM-2767 que sur les cellules de reins de boeufs.
Exemple 14
Le nouvel interféron présente aussi une activité contre la prolifération, comme peut l'indiquer l'inhibition de la multiplication des cellules lymphoblastoïdes humaines (cellules de Daudi). 10 000 cellules lymphoblastoldps humaines environ sont revêtues de 200 microlitres de milieu
EMI29.2
dans chaque cuve d'une plaque de microtitrage. On ajoute alors diverses dilutions de IFN a, ss et E d chaque cuve et le nombre de cellules viables est complu api'L 1, 2 et d jours. Les résultats figurent dans le tableau qui suit :
ANALYSE DES CELLULES DE DAUDI - 4 Nombre de cellules viables/cuve (x1D).
EMI29.3
<tb>
<tb>
Type <SEP> et <SEP> concentration <SEP> d'IFN <SEP> Jour <SEP> 1 <SEP> Jour <SEP> 2 <SEP> Jour <SEP> 4
<tb> 100u <SEP> 6, <SEP> 0 <SEP> 4,8 <SEP> 6,8
<tb> 10 <SEP> u <SEP> 4,8 <SEP> 5,2 <SEP> 6,0
<tb> ss <SEP> - <SEP> 100 <SEP> u <SEP> 7,2 <SEP> 9,6 <SEP> 6,4
<tb> 10 <SEP> u <SEP> 5,2 <SEP> 9,6 <SEP> 18,4
<tb> # <SEP> - <SEP> 100 <SEP> u <SEP> 6,0 <SEP> 5,2 <SEP> 4,8
<tb> 10 <SEP> u <SEP> 5,6 <SEP> 5,2 <SEP> 6,0
<tb> Témoin <SEP> (sans <SEP> IFN) <SEP> 8,0 <SEP> 21, <SEP> 5 <SEP> 67
<tb>
Ces résultats montrent que 10 unités de INF-e peuvent supprimer la croissance des cellules de Daudi pour plus de 90%.
<Desc/Clms Page number 30>
Exemple 15
On met en équilibre des échantillons de IFN-a, P et # avec une solution saline tamponnée au phophate (PBS), du dodécyl sulfate de sodium (SOS), et un mélange de SDS, de
EMI30.1
p et d'urée à 100 C. Le détergent SOS dénature de manière connue les protéines par altération de leur conformation, et BME réduit les liaisons bisulfure. On constate que INF-a. ss et -diffèrent de façon très nette par leur sensibilité à ces réactifs.
Plus précisément, INF-o. est stable dans SOS seul, mais est rendu notablement inactif en présence d'un mélange de SOS, d'urée et de BME ; IFN-P est pratiquement inactivé dans SOS seul mais est stable dans un mélange de SOS, d'urée et de BME, et INF-E est relativement stable dans SOS seul et dans le mélange de SOS et. de BME-urée. Dans PBS, à 100 C, il reste moins de 5% de l'activité des trois interférons.
Dans des expériences analogues, on détermine que INF-a. qui a été précédemment inactivé par le mélange SOS-BME, peut être réactivé parmi son équilibre à 100 C avec un. mélange de SDS-PBS, que INF-ss qui a été antérieurement inactivé dans SOS seul peut être réactivé dans un mélange de SDS-BME-urée-PBS, et que IFN-S qui a été inactivé antérieurement dans PBS peut être réactivé par mise en
EMI30.2
équilibre à 100 C en présence de PBS-SOS, avec ou sans BME-urée. Ces observations montrent encore l'originalité de la préparation de IFN-E selon l'invention.
Exemple 16
Cette expérience concerne la comparaison des propriétés de liaison et d'élution de IFS-C et IFN-P sur une colonne de "Sepharose" bleue (Pharmcia). Les colonnes sont préparées selon les instrucli-oiis fa- bricants et chargées à température ambiante d'échantillons IFN-ss ou IFN-E dans PBS. Les élutions sont réalisées avec NaCl 1, OM dans PBS et de l'éthlyène glycol à 50% (en volume/volume) dans un tampon de phosphate sodique 20mM.
Chaque préparation d'interféron est traitée sur deux colonnes
EMI30.3
contenant des lots différents de"Sepharose"bleue, et on obtient les résultats suivants
<Desc/Clms Page number 31>
EMI31.1
Liaison des interférons à la"Sepharose"bleue
EMI31.2
<tb>
<tb> :% <SEP> d'activité <SEP> récupéré <SEP> avec
<tb> Fraction
<tb> IFN-P <SEP> IFN-E <SEP>
<tb> Traversant <SEP> colonne
<tb> + <SEP> 20mM <SEP> de <SEP> tampon <SEP> phosphaté <SEP> 44, <SEP> 0-44, <SEP> 2 <SEP> 2,5-10, <SEP> 2
<tb> Elution <SEP> avec <SEP> NaCl <SEP> 1, <SEP> OM <SEP> 2, <SEP> 7- <SEP> 4, <SEP> 3 <SEP> 19, <SEP> 3-30
<tb> Elution <SEP> avec <SEP> éthylène <SEP> glycol
<tb> 50%/NaCl <SEP> 1, <SEP> OM <SEP> dans <SEP> 20mM <SEP> de
<tb> tampon <SEP> phosphaté <SEP> 51,9-52, <SEP> 3 <SEP> 60,0-78,
<SEP> 2
<tb>
Cet exemple montre que les interférons E et ss ont des affinités différentes à la"Sepharose"bleue et des comportements différents lors de l'élution. La"Sepharose" bleue fixe environ 90 à 97% de l'activité de INF-E mais seulement 60% environ de INF-e sont liés dans les mêmes conditions. En outre, alors que 20 à 30% de INF- sont récupérés avec NaCl 1,0 M 3 à 4% seulement de l'activité de IFN-E sont récupérés dans des conditions analogues.
Enfin, une quantité pouvant atteindre 80% environ de l'activité de INF-ss est éluée avec une combinaison d'éthylène glycol à 50% et NaCl 1,0% alors que 50% environ seulement de l'activité de INF-E sont récupérés dans des conditions analogues.
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TITLE "Interferon-based preparation and its manufacturing process" (Inventors: JARVIS Jr. Allan P. and KOSOWSKY David I.)
<Desc / Clms Page number 2>
The present invention relates to L: ne new composition of matter (hereinafter called "epsilon interferon" or "IFN-e" useful for example in cultures of human cells or others as an antiviral and / or control agent against proliferation, as well as methods of making such a composition and methods of treating human epithelial cells to resist viral infections.
Interferons are materials that have antiviral properties. They are prepared using certain types of cells which have been stimulated by exposure to a virus, certain nucleic acids and antigen-mitogenic complexes. Interferons are extremely potent pharmaceuticals that hold great promise as clinical antiviral and anti-tumor agents.
There are currently three known types of human interferons: alpha interferon (IFN-a), prepared from human leukocytes or lymphoblastpid cells, beta interferon (IFN-P), prepared from fibroblasts, and l gamma interferon (IFN-y), prepared from human T lymphoeytes.
These three interferons are secreted by the respective cells after stimulation of these by viruses, certain nucleic acids or mitogenic antigen complexes. Recent indications show that these interferons can comprise a mixture of proteins with a linked structure, and not a single protein. Human interferons can be differentiated from each other by their different level of activity on human and bovine cultures of this species. An analysis used for measuring activity can be performed as described in The Interferon System, William E. Stewart, Springer Verlr3p'Co., New York, 1978, which is a variant of the method of Ho and Enders, The Proceedings of the National Academy of Sciences, Volume 45, pages 385-389, 1959.
IFN-a has an antiviral activity level on oxen kidney cell cultures that is 1 to 5 times its activity on
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human fibroblasts. IFN-P has a level of antiviral activity on cultures of ox kidney cells from 1/100 to 2/1 00 times its activity on cultures of human fibroblasts. IFN-γ has an activity on ox cell cultures less than 1/100 times its activity on human fibroblast cultures.
In the most productive process of making IFN-a from human leukocytes, about one unit of interferon is produced per 50 cells. IFN-γ is prepared from human T lymphocytes with a yield of approximately 1 unit per 1000 cells. IFN-ss prepared from human fibroblasts has an optimal yield of about 1 unit per 15 cells.
An antiviral unit of interferon corresponds to the concentration which protects half of the cells of a culture of human fibroblasts subjected to competition from the vesicular stomatitis virus at a normalized or standard concentration (one pfu / cell).
Antivir activity has been detected; d. ins of; media from other cells of human and animal origin. Interference with the multiplication of the yrippe virus was first detected by Issacs and Lindenman zwans of chorioallantoic membrane cultures of chicken. Another example is the Hela cell series which is a transformed cancer cell of epithelial (cervical) origin as reported by G. Gey et al., Cancer Research, Vol. 12, p. 264-165, 1952. Interferon activity has been detected in various series of transformed or neoplastic cells originally derived from human epithelial tissue, as described in Production of Interferon by Human Tumor Cell Lines, Jameson et al, Archives of Virology 62, 209-219 (1979).
It has been observed that known preparations of interfuron humjin have antiviral activity in human cell cultures.
The invention relates to the discovery and production of a new type of antiviral material, called "interferon E". This new material which, like the others
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interferons, appears to be composed of at least two functionally linked proteins, can be produced for example by treatment of normal human epithelial cells by an interferon induction technique, then by incubation of the cells under conditions which favor the production of the new interferon. IFN-E, unlike the known alpha, beta and gamma substances, has a level of antiviral activity in cultures of ox kidney cells, between approximately 1/4 and 1/2 times its activity in human cultures.
IFN-E does not exhibit significant mutual activity with antisera prepared in opposition to IFN-a, IFN-P, or IFN-y in neutralization analyzes. It is stable at pH 2. Its production by epithelial cells is eliminated by the introduction of inhibitors of "RNA" synthesis or inhibitors of protein synthesis into the culture. The antiviral activity of preparation containing IFN-E is destroyed by proteases.
IFN-E can be prepared by any type of primary human diploid epithelial cell. Cultures of human cells of epidermis and connective, vaginal and esophageal tissues have also been used with success.
Non-limiting examples of other types of epithelial tissue which can be used are the tissues of the nose, pharynx, bronchi, pleura and intestine.
It has been advantageously discovered that primary epithelial cells can be induced to produce interferon-E, using techniques already used in known manner for the production of other types of interferons from leukocytes , lymphoblasts and fibroblasts. In an advantageous induction technique using Newcastle Disease Virus (Bankowski strain) or Sendai Virus, 100 to 500 epithelial cells are required for the production of one unit of IFN-E.
As previously indicated, IFN-E is prepared by primary diploid epithelial cells of human origin. The expression the primary diploid epithelial cells
<Desc / Clms Page number 5>
", or cultures of such cells, refers herein to cells sampled from healthy human tissue or a culture of such cells prepared, for example, by the method described in U.S. Patent 4,016,036 These types of cell cultures should be distinguished from non-human cells, human cells of non-epithelial origin, and transformed or neoplastic epithelial cells.
The new interferon can also be produced in naturally or artificially transformed eukaryotic cells containing the part of the human epithelial nucleic acid responsible for the production of IFN-E and in cells modified by recombinant DNA technology.
It was also discovered that a prepared interferon '. from a given type of human cell, for example epithelial cells, had greater antiviral activity on that particular type of cell than on any other? types of human cells. Air15i, interferon8cpsiluil has increased the antiviral and antitumor possibilities in the treatment of epithelial tissue subjected to a tumor or viral infection, compared to its relative effectiveness with other types of human cells.
Thus, the invention relates to a new type of antiviral substance useful for example for the protection of human cells against attack by viruses. It also relates to a method of manufacturing interferon of the type native to normal healthy human epithelial tissue.
It also relates to a method of treating tumor growth or viral infection in a particular type of tissue by exposure to an interferon derived from the same type of tissue. It also relates to a type of interferon which is more active on human epithelial cells than on other types of human cells, for example human fibroblasts.
Generally, normal human epithelial cells can be grown in vitro (for example,
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according to the method described in the patent of the United States of America No. 4,016,036) in the form of a monolayer, in microcapsules by implementing the method described in the patent application of the United States of America No. 243,586 filed March 14, 1981 by Jarvis et al., Or by other methods, during the preparation of interferon E.
The cells are then subjected to an IFN induction technique by exposure to certain viruses or nucleic acids.
For example, the culture medium can be replaced by a medium containing a known IFN inducer of the viral or nucleic acid type. After a short incubation, for example of the order of one hour, the inducing agent is removed, and the cells are placed in a new normal culture or maintenance medium and incubate for example for 24 hours. Exposure of cells to the inducing agent triggers expression of the cell's DNA code for the production of epsilon interferon. During the subsequent incubation, the cell synthesizes and secretes IFN-E.
At this time, the crop is harvested and, if it is. is analyzed for example by the method of Ho and Enders (Proceedings of the National Academy of Science, Volume 45, pages 385-389, 1959), it is found that it has an antiviral activity of IFN-E.
The product which is obtained by this method does not show significant mutual reactivity with an antibody to IFN-a, IFN-P or IFN-y in neutralization experiments. It is stable at pH 2 and is protein in nature. Immunoabsorption experiments indicate that anti-IFN-p antisera react with part of the interferon produced by induced epithelial cells. The new interferon also has a different activity profile in mammalian cells than that of the known type of interferon.
These chemical characteristics clearly show that IFN-E is an original substance.
IFN-E is currently being satisfactorily produced by normal epithelial cells
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epidermis, connective tissue, vaginal tissue and human esophagus, by "normal induction" (Field et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 58, p. 1004-1009,1967) and "superinduction" (Havell and Vilcek, Antimicrobial Agents in Chemotherapy, Vol. 2, p. 476-484, 1972) with nucleic acid, poly I'C (Miles Laboratories), with Newcastle Disease Virus ( Baron and Issacs, British Medical J., Vol. 56, p. 18-20 1962) and with the Sendai virus (paragrippe-1, Gresser, Proceedings of the
EMI7.1
Society of Experimental and Biological p. 303-307, 1961).
The results of the analyzes show that all the induction techniques and all the types of cultures of upruvial cells.
The production levels vary with the nature of the inductor used and with the various modifications of the '. induction techniques. Newcastle disease virus works well. Other viruses that can be used are listed in the table below.
<Desc / Clms Page number 8>
TABLE I
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<tb>
<tb> Virus <SEP> References
<tb> Flu <SEP> A <SEP> Gress <SEP> and <SEP> Dull <SEP> (1964) <SEP>;
<tb> Andrews <SEP> (1961)
<tb> Paragrippe-3 <SEP> Chany <SEP> (1960)
<tb> Measles <SEP> Petralli, <SEP> Merigan, <SEP> and <SEP> Wilbur
<tb> (1965a) <SEP>; <SEP> DeMaeyer <SEP> and <SEP> Enders <SEP> (1961)
<tb> Parotitis <SEP> epidermal. <SEP> Cantell <SEP> (1961) <SEP>;
<SEP> Waddell, <SEP> Wilbur,
<tb> and <SEP> Merigan <SEP> (1968)
<tb> Rubella'Neva <SEP> and <SEP> Weller <SEP> (1964]
<tb> Syncytium Respiratory <SEP> <SEP> Ray, <SEP> Gravelle, <SEP> and <SEP> Chin <SEP> (1967) <SEP>;
<tb> Moehring <SEP> and <SEP> Forsyth <SEP> (1971)
<tb> Virus <SEP> from <SEP> the <SEP> rage <SEP> WiKtor <SEP> and <SEP> al. <SEP> (1972)
<tb> Stomatitis <SEP> vesicular <SEP> Marcus <SEP> and <SEP> Sekellick <SEP> (1977) <SEP>;
<tb> Wilcek, <SEP> Yamazaki <SEP> and <SEP> Havell <SEP> (1977)
<tb> Chikungunya <SEP> Zimmermann <SEP> and <SEP> al. <SEP> (1972)
<tb> Sindbis <SEP> Gress <SEP> and <SEP> Enders <SEP> (1962)
<tb> Encephalitis <SEP> equine <SEP> Luby, <SEP> S @ nders, <SEP> and <SEP> Sulkin <SEP> (1971)
western <tb>
<tb> Yellow fever <SEP> Wheelock <SEP> and <SEP> Sibley <SEP> (1965) <SEP>;
<SEP>
<tb> Wheelock <SEP> and <SEP> Edelman <SEP> (1969) <SEP>
<tb> Poliovirus-Type <SEP> 1 <SEP> Gress, <SEP> Chany, <SEP> and <SEP> Enders <SEP> (1965)
<tb> Poliovirus-Type <SEP> 2 <SEP> Smorodintsev <SEP> and <SEP> al. <SEP> (1970) <SEP>;
<tb> Ho <SEP> and <SEP> Enders <SEP> (1959a, <SEP> b)
<tb> Encephalomyocarditis <SEP> Stewart <SEP> II, <SEP> Gosser, <SEP> and <SEP> Lockart
<tb> (1971a)
<tb> Rhinovirus-2 <SEP> Smorodintsev <SEP> and <SEP> al. <SEP> (1971a) <SEP>;
<tb> Fiala <SEP> (1972)
<tb> Rhinovirus-12 <SEP> Gatmaitan, <SEP> Stanley, <SEP> and <SEP> Jackson
<tb> (1973)
<tb> Reovirus-2 <SEP> Goose, <SEP> Loh, <SEP> and <SEP> Rotnayake <SEP> (1973)
<tb> Language <SEP> blue <SEP> from <SEP> sheep <SEP> Jameson <SEP> and <SEP> Grossberg <SEP> (1977)
<tb> Adenovirus <SEP> Lysov <SEP> and <SEP> al. <SEP> (1971)
<tb> Chickenpox <SEP> Vaczi, <SEP> Horvath, <SEP> and <SEP> Hadhazy <SEP> (1965)
<tb> Cytomegalovirus <SEP> human <SEP> Vaczi, <SEP> Horvath, <SEP> and <SEP> Hadhazy <SEP> (1965) <SEP>;
<tb> Glasgow <SEP> (1974)
<tb> Herpes <SEP> simplex <SEP> Rasmussen <SEP> and <SEP> ale
<tb> Vaccine <SEP> Wheelock <SEP> (1964) <SEP>;
<SEP> Epstein,
<tb> Stevens, <SEP> and <SEP> Merigan <SEP> (1972)
<tb>
<Desc / Clms Page number 9>
It has also been found that interferons made from a selected type of human cells such as epithelials, fibroblasts, vascular, hepatic, renal, etc., are particularly effective as antiviral agents or antitumors for the treatment of formed human tissues of the type chosen cell.
Thus, IFN-E is especially effective when used for the treatment of epithelial cells, and it is found that it has a more
EMI9.1
low activity when used to treat other human cells. nL for origin of human fibroblasts) is more effective for the treatment of human tissues or fibroblasts and therefore has weaker anti-tumor and antiviral properties vis-à-vis cells of other types of human tissue.
Thus, the following method can be used to protect a given tissue or type of cells against viral infection, so that the multiplication of a virus which has infected a given tissue or type of cells is stopped , or that the growth of a tumor in a given tissue is stopped.
A culture of cells of the type considered is first formed by growth by the implementation of conventional techniques such as (in the case of epithelial cells) the Green technique described in the aforementioned patent of the United States of America No. 4 016 036. The cells of the culture are then treated so that they induce the expression of the part of its DNA code responsible for the production of interferon. The operation can be carried out for example by the IFN induction techniques described in the rest of this memo.
The product is then harvested, for example in the medium after incubation. The product can be used as an effective antiviral or anti-tumor substance for the treatment of cells or the type of tissue in question.
EMI9.2
In vitro cell cultures are protected against viral attack by the addition of 2 to 5 units of IFN-E / cm3.
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This concentration is effective for the protection of epithelial cells having a density of 0.5105 to 2.50.10 cells / cm.
Significant amounts of this new antiviral substance can also be made by two additional cellular techniques currently known.
The first uses types of eukaryotic cells transformed spontaneously, virally or chemically, analogous to those used previously for the production of IFN-a from series of human lymphoblastoid cells. The second technique uses known recombinant DNA techniques, analogous to those which are currently used currently for the production of IFN-a and IFN-ss.
According to the first method, transformed cells capable of producing IFN-E can be obtained by using one of the two techniques: in vivo or in vitro. The first technique (in vivo) involves direct isolation from fresh tissue. type of transformed cells, the second technique (in vitro) involves a selection operation in which a strain of normal human diploid cells is cultivated in the long term until a small but detectable number of the population undergoes spontaneous transformation or the initial strain is treated for a short period with a known virus or mutagen such as EMS, MMS, or MNNG so that the frequency of transformation is increased.
Some of the cells transformed by one? from r? s two in vitro techniques contain part of the DNA code of the epithelial cells responsible for IFN-E production.
Transformed cultures thus obtained can be induction to produce IFN-E using conventional induction techniques as described above for normal human diploid epithelial cells.
In the second technique, mRNA synthesized in epithelial cells following the induction of IFN
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is extracted from the cells, is optionally purified by ultracentrifugation or the like so that the mRNA fraction obtained has increased specificity, and the extract is used as a template for the synthesis of complementary DNA (cDNA). The cDNA can be prepared using the reverse transcriptase enzyme Avian Myoblastosis.
The final product resulting from the operation, double standard complementary DNA (dscDNA) which contains the sequence coding for the synthesis of IFN-E, and a eukaryotic or bacterial vector are then treated with a restrictive enzyme which causes cleavage of DNA and gives binding sites by which the dscDNA and the vector can be attached. The vector and DNA are then mixed, annealed and linked by covalent bonds using a ligase enzyme. At this time, the recombinant vector preparation is used for the transformation of a bacterial or eukaryotic cell.
The transformed cells thus contain DNA complementary to all or part of the RNA originally contained in the epithelial cells during their stage of production of TFN-E.
These recombinant vectors are then incubated with an appropriate type of cell which allows the operation of the vector. A cell population then appears which contains individual cells capable of synthesizing and secreting IFN-E. The cell population is then systematically analyzed to give a subpopulation of cells producing IFN-E, and this subpopulation is cultured so that it gives a series of cells capable of producing relatively large quantities of IFN- E.
Other characteristics of this technique using recombinant DNA appear for example in the following documents:
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1. U.S. Patent No. 4,237,224 Cohen et al "Process for producing biologically functional molecular chimeras";
2. Scheller, R. et al, 1977, Clones of individual repetitive sequences from sea urchins DNA constructed with synthetic eco R1 sites, Science, Vol. 196, p. 197-200;
3. Blattner, F. et al, (1977), Charon Phages: Safer derivatives of bacteriophage lambda for DNA cloning, Science, Vol. 196, p. 161-169;
EMI12.1
4. Broach, J. R., and J. D., 0,)) tion and recombination functions associated with yeast plasmid, 2 micron circle, Cell, Vol. 21, p. 501-508; and
5.
Hamer, D. 1981, Synthesis processing and secretion of eukaryotic protcinsin thé SV40 - Monkey cell system, Recombinant DNA Abstracts, Vol. 1, p. 4.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows of nonlimiting examples given purely by way of illustration.
'Example 1
A culture of human epidermis epithelial cells is grown from the laboratory of Howard Green, Massachusetts Institute of Technology to a density
EMI12.2
5 2 cells from 1 to par in a minimal essential medium (MEM, "Gibco") containing 10% of fetal calf serum inactivated thermally (incubated at 56 ° C. for 30 minutes: HIFCS). Four equivalent cultures are exposed incubated in MEM and 2% HIFCS for 1 hour at 37 C at poly (I. C) - (9S) which is a nucleic acid of high molecular mass commercially available from PL Laboratories (Milwaukee, Wisconsin), in an amount equal to 0.1, 10 and 100 micrograms / cm3 (previous induction technique of Field et al.).
The cultures are then washed twice with MEM and incubated in the same medium with the addition of 2% HIFCS for 24 hours.
The medium is collected and analyzed by the Stewart II method, The Interferon System, p. 17-18. No activity is observed
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detectable antiviral in cultures with 0 and 3 3 1 g / cm3 of poly (I. About 10 of IFN-E are detected in the samples obtained from cultures having undergone induction with 10 and 100 lig of poly (I-C).
Example 2
The process of Example 1 is repeated, but a modified "superinduction" technique (Havell and Vilcek, supra) is used in an attempt to increase the production of IFN- #. 50 g / cm of cyclohexamide (protein synthesis inhibitor) are incorporated with poly (I-C) acid. After the one hour incubation, the cells are washed and incubated for an additional 3 hours in MEM containing 32% HIFCS and 50 g / cm of cyclohexamide. The cells are then washed again and incubated with MEM
EMI13.2
3 3 container. 50 g / cm3 of cyclohexamide and 5.0 g / cm3 of actino'mycin D (inhibitor of RNA synthesis) for an additional 2 hours.
At the end of this incubation, wash
EMI13.3
two ciihç-i- at 370C in a normal environment. The culture of the medium and the analysis as indicated in Example 1 do not allow the production of any detectable amount of IFN-E in the cultures
EMI13.4
g induced with 0 and 1 of poly (I-C). The culture 3 3 induced with 10 g / cm 3 of poly (I-C) gives 100 3 of IFN-E. The cultures induced by 100 g / cm3 of poly (I-C) g ensure the production of more than 330 lig / cm Example 3
A culture of epithelial cells of epidermal origin containing 1 to 2 is used. 105 cells (Example 1) for the preparation of IFN-E using the Newcastle disease virus (NDV) induction method (Baron and Issacs, supra).
The virus used was the Odnkowski strain of NDV available from Poultry Heoith Laboratn'ies, Davis, California. Four samples of 1 cm of MEM containing 2% HIFCS and enough Nil \ / pOull are prepared, the final concentration being respectively 0, 100-200, 25-50 and 1-16 pfu virus / cell in the samples.
<Desc / Clms Page number 14>
EMI14.1
3 0.2 cm of the respective preparations of virus 3 of 1 (virus inducing agent) are then added to the cell cultures which are then shaken for 30 minutes at 5 minute intervals at 37 C. The remaining part of 0.8 NDV preparations are then added and the cultures are incubated for an additional 30 minutes. The cell cultures are then washed twice with a
EMI14.2
3 normal medium, 1 medium is added to each culture, and the cultures are incubated for 24 hours.
The medium is then harvested, acidified to pH 2 with 0.1 N HCl and stored at 4 ° C. for 5 to 6 days so that NDV becomes inactive. Then, the harvested medium is neutralized with 0.1 N NaOH and the presence of IFN- is analyzed.
In the sample not containing NDV virus (control), all antiviral activity is absent. The sample has undergone induction with 100 to 200 virus particles per
EMI14.3
3 NDV cell contains about 500 to 1000 units of.
The culture induced with the preparation of NDV containing 25 to 50 particles of virus per cell contains approximately "3 170 to 330 units of IFN-E / cm. The culture induced with the preparation of NDV containing 1 to 16 particles of virus
EMI14.4
3 per cell contains approximately 50 to 170 units of.
As this experiment indicates, a culture of cells containing 1 to 10 cells / cm3 can give
3 approximately 500 to 1000 units of IFN-E / cm3. The yield is thus of the order of 1 unit of IFN-E produced for 100 to 500 culture cells.
Example 4
The process of Example 3 is repeated, but the paragrippe-1 virus (Sandai) is used. at various concentrations, as an inducing agent at pt. tce of NDV virus (see Gresser, supra). Sendai virus as purchased (Flow Laboratories) contains 10,000 to 40,000 hc units-
EMI14.5
l.
magglutinous
In a culture in which the commercial preparation of virus is diluted 1 to 3 times,
EMI14.6
3 1000 units / cm of A dilution of 1 to 10 gives
<Desc / Clms Page number 15>
TABLE II Results of interferon experiments
EMI15.1
<tb>
<tb> Type <SEP> of <SEP> cells <SEP> Method <SEP> induction <SEP> Units <SEP> IFN-e / cm <SEP> Units <SEP> IFN - # / cell
<tb> Conjunctive <SEP> human <SEP> poly <SEP> I-C * <SEP> 33 <SEP> 3.3 <SEP> x <SEP> 10-5
<tb> " <SEP> " <SEP> poly <SEP> I.C + <SEP> 330 <SEP> 3.3 <SEP> x <SEP> 10-4
<tb> " <SEP> " <SEP> none <SEP> (witness) <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Epidermis <SEP> human <SEP> poly <SEP> I.C * <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> " <SEP> " <SEP> Sendai ++ <SEP> 330 <SEP> 3.3 <SEP> x <SEP> 10-4
<tb> "" NDV <SEP> ** <SEP> 1000 <SEP> 1,
<SEP> 0 <SEP> x <SEP> 10 ' <SEP>
<tb> " <SEP> " <SEP> none <SEP> (witness) <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>
EMI15.2
3 * Induction of Example 1 with 100 pg / cm poly 1.
3 + Induction method of Example 2 with 100 μg / cm 3 of poly I.
** Induction method of Example 3 with 1/3 dilution of NDV (1C-21 virus particles / cell) ++ Induction method of Example 4 with 1/4 dilution of the s
<Desc / Clms Page number 16>
EMI16.1
3,200 units / cm3 and a dilution of 1 to 33 No antiviral activity can be detected in the control culture from which the virus has been omitted.
Table II above summarizes the results of the experiments of Examples 1 to 4 carried out with cultures of cells of human connective tissue and cultures of cells of human epidermis. with various induction techniques.
Example 5
As it has conventionally been shown that interferons are by definition proteins, samples of IFN-E have been tested in order. to determine if the antiviral activity present in the samples was due to a protein-based component. The experiments are carried out by incubating samples of IFN-a (NIH standard), IFN-P (NIH standard), and IFN-E (taken from NDV-induced epithelial keratinocytes) in the presence of known proteolytic enzymes, then by nnrilyr. f of the material treated so that the remaining antiviral activity is known to be determined.
Samples of IFN-a (16 units / cm3), IFN- (16
EMI16.2
3 3 and IFN-E (32 in MEM, in the presence of either trypsin (Sigma Chemical Co., St. Louis, Missouri) or Pronase (Sigma) at concentrations of
EMI16.3
3 3, 3-100 ug / cm. the end of the reaction, the activity
After proteolytic remaining in the samples is neutralized by addition of HIFCS until final concentration of 33% (volume / volume). The samples are then analyzed so that the remaining antiviral activity induced by IFN is determined by microtiter on GM-2767 cells.
The results are as follows:
<Desc / Clms Page number 17>
PROTEOLYTIC SENSITIVITY OF IFN-E
EMI17.1
<tb>
<tb> Enzyme <SEP> Concentration
<tb> proteolytic Enzyme <SEP> <SEP> Activity <SEP> antiviral <SEP> IFN <SEP> remaining
<tb> (g / cm) <SEP> IFN- α
<SEP> IFN-ss <SEP> IFN- # <SEP>
<tb> Trypsin <SEP> 100 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 33 <SEP> 0. <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 10 <SEP> 1-2 <SEP> 4
<tb> 3.3 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 16
<tb> 0 <SEP> 16 <SEP> 1 <SEP> Li <SEP> 3-- <SEP>
<tb> Pronase. <SEP> 10 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 3.3 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb> 0 <SEP> 16 <SEP> 16 <SEP> 32
<tb>
These results show that the antiviral activity observed in the IFN-E samples is due to the presence of one or more components in the form of proteins, given the total elimination of the activity by the treatment with proteolytic enzymes. The character. IFN- # protein also appears in the fact that inhibitors of protein and RNA synthesis block the production of IFN-E.
Example 6
This example shows the stability of IFN-E for acid pH. IFN-E is prepared by induction of human epidermis cells using NDV according to Example 3.
When the medium is harvested, it is divided into three parts. The virus is inactivated in the first part
EMI17.2
as described in Example 3, by acidification to pH 2 with HCl. The second part is filtered for 5 days on a "Millipore 01310 filter (molecular weight limit 100,000, Millipore Corp., Bedford, MA) so that the virus is extracted. The third part is filtered by a" Millipore "filter PTMK01310, having a molecular weight limit of 100,000, previously impregnated for 4 hours in a 1% BSA solution.
<Desc / Clms Page number 18>
In all cases, the resulting medium is analyzed so that the presence of IFN and residual virus is determined. The results are as follows:
Stability of IFN- # at acid pH
EMI18.1
<tb>
<tb> Processing <SEP> Title <SEP> initial <SEP> Title-Final <SEP> iiter IFN <SEP> <SEP>
<tb> of <SEP> IFN-de <SEP> virus <SEP> from <SEP> virus
<tb> (pfu / cm3) <SEP> (pfu / m3) <SEP> (u / cm) <SEP>
<tb> pH <SEP> 2.5 <SEP> days <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP>. <SEP> 108 <SEP> 0 <SEP> 128
<tb> Filtered <SEP> by
<tb> PTHK01310 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP>? <SEP> S <SEP>
<tb> Filtered <SEP> by
<tb> PSVP01310 <SEP> 1, <SEP> 1. <SEP> 10 <SEP> 0 <SEP> 128
<tb>
None of the samples showed viral activity except. elconque and all samples had the same amount of IFN-E activity.
This result shows that the activity of IFN-E is stable at an acid pH.
Example 7
The immunological properties of IFN- # (prepared by NDV induction of human epidermis cells as described in Example 3), of IFN-a, of IFN- (NIH) and of IFN-γ (obtained from S. Baron, University of Texas Medical School, Galveston, Texas). Titrations are carried out by neutralization of each interferon using anti-IFN-a (NIH), anti-IFN-ss (NIH and YH Tan, Calgary University, Calgary, Alberta, Canada), anti -IFN-y (S. Baron), and mixtures of these antisera. 2 fold dilutions of appropriate antisera are performed in MEM with a 98 cell microtiter plate.
EMI18.2
3 Dilutions ranging from 32 to 3 2 of each IFN preparation are added to the tanks and the plates are incubated first at 37 ° C. for 1 hour, then at 4 ° C. for 1 hour so that the antibody-IFN complex can
EMI18.3
form. It is then seeded with fibiohiastuu (deposit of human mutant cells at the rate A of 2. cells per tank, and, after 20 to 24 hours
<Desc / Clms Page number 19>
incubation at 37 ° C., they are subjected to a standard dose of vesicular stomatitis virus (1 pfu / cell).
After 24 to 48 hours at 37 ° C., all the tanks are observed under the microscope so that the inhibition transmitted by interferon I the cytopathic effect induced by the virus is determined (CPE). The results are as follows:
Quantity of antiserum required to neutralize IFN 3 (neutralization unit per cm)
EMI19.1
<tb>
<tb> Sample <SEP> Conc. <SEP> Anti- α a <SEP> Anti-ssa <SEP> Anti- α a
<tb> units / cm <SEP> Anti-ssa
<tb> IFN-a <SEP> 16 <SEP> N. <SEP> D. <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> N. <SEP> D.
<tb>
(NIH <SEP> Std) <SEP> 8 <SEP> N. <SEP> D. <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> N. <SEP> D.
<tb>
4 <SEP> 62 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 125
<tb> IFN-ss <SEP> 8 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 375 <SEP> 750
<tb> (NIH <SEP> std) <SEP> 4 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 188 <SEP> 750
<tb> 2 <SEP>> <SEP> 3000 <SEP> 188 <SEP> 47
<tb> IFN- # <SEP> 8 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 188
<tb> AR-IVb <SEP> 4 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 375 <SEP> 188
<tb> 2 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 375 <SEP> 47
<tb> IFN-E <SEP> 16 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 375
<tb> AOB <SEP> 8 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 375
<tb> c <SEP> 2 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 1 <SEP> 500 <SEP> 94
<tb>
The sheep control serum against fibroblast IFN has no neutralizing activity. NOT.
D. = not determined
EMI19.2
a with respective sheep b-derivatives of epidermal keratinocytes, not necessarily devoid of fibroblasts (induced by NDV) c - derivatives of epidermal keratinocytes devoid of fibroblasts (induced by NDV).
We can see from the above tables that:
<Desc / Clms Page number 20>
a) IFN-a is neutralized by both the anti-a and anti-a / anti-P antisera in a mixture. As expected, you need twice as much anti-alpha / ss as anti-alpha; to neutralize the same amount of IFN-a.
(Analogous amounts of antisera neutralize analogous amounts of IFN-a). b) IFN-ss is neutralized at. both by anti and anti-a / anti antisera. in mixture. Two times more anti-a / ss antiserum is needed than anti-antiserum to neutralize the same amount of JTN-p. c) Less than half the antiserum mixture is needed. anti-a / anti-ss compared to the anti-ss antiserum for the neutralization of the same amount of IFN-E.
IFN-E does not react with antisera directed against IFN-y.
This example shows that IFN-e is immunologically distinct from IFN-a and IFN-P, and IFN-y and is therefore chemically distinct from these known human interferons.
Example 8
In addition to the serological indications presented in Example 7, IFN-E, which has undergone partial immunoprecipitation, is used in a neutralization experiment. Add to this interferon samples. anti-S IFN (polyclonal obtained from NIH or monoclonal obtained from Y. H. Tan). The mixture incubates for 1 hour at 350 ° C. and then for 1 hour at 4 ° C. so that the IFN-antibody complex can be formed, and the complex, with any excess of antibodies, is removed by incubation of the complexed and non-complexed antisera in the presence of protein "S'3pharfJse" A (Sigma) with a ratio of 30 μl to 1.5 μl of the reaction mixture.
Uncomplexed and remaining IFN is subjected to a second stage of immunoprecipitation and the samples are analyzed so that the activity of IFN is determined as described, using the CPE inhibition analysis. The results are as follows:
<Desc / Clms Page number 21>
EMI21.1
<tb>
<tb> 0Sample <SEP> Title <SEP> 1st <SEP> precip. <SEP> Title <SEP> 2nd <SEP> precip. <SEP> Title
<tb> IFN <SEP> original <SEP> IFN Antibody <SEP> IFN <SEP> Antibody <SEP> IFN <SEP>
<tb> units / cm3 <SEP> with <SEP>: -after <SEP> with <SEP>:
<SEP> after
<tb> 1st <SEP> 20 <SEP>
<tb> AOB-IFN-E <SEP> 1024 <SEP> Anti-ss <SEP> 256 <SEP> Anti-ss <SEP> 256
<tb> polyclonal <SEP> polyclonal
<tb> AOB-1FN-E <SEP> 1024 <SEP> Anti-ss <SEP> 1024 <SEP> Anti-ss <SEP> 1024
<tb> monoclonal <SEP> monoclonal <SEP>
<tb> AOB-IFN-E <SEP> 1024 <SEP> Anti-ss <SEP> 1024 <SEP> Anti-ss <SEP> 1024
<tb> monoclonal <SEP> polyclonal
<tb> AOB-IFN- # <SEP> 1024 <SEP> Anti- <SEP> 256 <SEP> Anti-ss <SEP> 256
<tb> polyclonal <SEP> monoclonal
<tb>
When AOB-IFN- # having previously precipitated is used in the neutralization test, carried out exactly as indicated in example 7, the following results are obtained:
Amount of antiserum required to neutralize IFN (neutralization units)
EMI21.2
...
EMI21.3
<tb>
<tb> Sample <SEP> Concentration <SEP> IFN <SEP> Anti-ss <SEP> Mixture <SEP> of anti-a / ss
<tb> u <SEP> Icm3 <SEP>
<tb> AOB <SEP> IFN-E <SEP> 16 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 1 <SEP> 500
<tb> absorbed <SEP> with <SEP> 8 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 375
<tb> antiserum <SEP> 4 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 94
<tb> anti-ss
<tb> AOB <SEP> IFN-C <SEP> 16 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 1 <SEP> 500
<tb> 1 <SEP> absorbed <SEP> with <SEP> 8 <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 188 <SEP>
<tb> anti <SEP> serum <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP> 500 <SEP> 94
<tb> witness
<tb> AOB <SEP> IFN-e <SEP>> <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 1 <SEP> 500 <SEP>
<tb> no <SEP> absorbed <SEP> 4 <SEP> 375 <SEP> 94
<tb> 1 <SEP> 12 <SEP> 24
<tb> NIH <SEP> IFN-P <SEP> 16 <SEP> 750 <SEP> 750
<tb>
8 <SEP> 188 <SEP> 375
<tb> 4 <SEP> 94 <SEP> 188 <SEP>
<tb>
The fibroblast IFN sheep control serum has no neutralizing activity.
<Desc / Clms Page number 22>
The results of the above tables show that part of the IFN- # preparation cannot be neutralized by the anti-ss antiserum even when two different anti-antibodies are used. However, even after precipitation pushed by anti-ss antisera, an additional part of IFN- can be precipitated
EMI22.1
with a mixture of anti-a / P antisera These results also show that IFN-E is immunologically and chemically distinct from other known human interferons.
Example 9
IFN-E produced by induction of human epidermis cells with NDV as indicated in Example 3, can be purified and concentrated by affinity chromatography on a number of immobilized ligands. These include, but are not limited to, reactive red agarose, phenyl- "Sepharose" (Sigma Chemical Co., St. Louis, no.), Procion red agarose, phenyl agarose
EMI22.2
(BRL, Gaithersburg, Md.), Glycogel B, ..propionyl) aminodecane (CPAO) agarose and N-pyromellityl- N- (3-carboxy-aminodecane (PMAD) agarose (Pierce Chemical Co., Rockford,. Ill.).
EMI22.3
3 8 of container containing 3,900 units of IFN-E are applied in a column of 0.5 of reactive red agarose 3. The column is washed with 10m 20mM phosphate buffer (pH 7.4). IFN is then eluted with three 3 quantities equal to 2 of 50% ethylene glycol in a 20 mM phosphate buffer containing 1 M sodium chloride.
Each fraction is collected in an equal volume of 20 mM phosphate buffer so that the ethylene glycol is diluted.
The column is finally washed with an additional 5 cm of 20 mM phosphate buffer. Protein concentrations are measured pure absorption at 280 nm (OD-2UU).
The results are shown in the following table:
<Desc / Clms Page number 23>
EMI23.1
.
1- '(U U 0) bu 1-.
QJ bU: 1-.
QJ In 0 1-. bu (U 0) D QJ o "ri fa 0) - ( <j r Z LL QJ Q) C o - lu 0) U - ri 4- - 1-.
I] CL
EMI23.2
<tb>
<tb> 4-c
<tb> l
<tb> - <SEP>
<tb> 4-41 <SEP> Co <SEP> C <SEP>:) n
<tb> - <SEP>: <SEP> CD
<tb> - '
<tb> E
<tb> laughed <SEP> 0 <SEP>
<tb> rq <SEP> -i
<tb> r) <SEP>
<tb> F-1 <SEP> 4D <SEP> 1-0
<tb> C)
<tb> O <SEP>
<tb>
<Desc / Clms Page number 24>
The first two ethylene glycol fractions are combined and the resulting fraction contains any IFN-E applied to the column, showing a purification of factor 6 compared to the original material.
EMI24.1
In other similar experiments, 3 to 68 IFN-E are applied to the column and IFN 3 is recovered in a final volume of 8 This represents an 8.5-fold concentration of the material.
When IFN-E is applied to at least two ligands immobilized successively, a greater purification can be obtained. For example, apply a sample of IFN- to a CPAD column and elute as described in the previous method. The combined fractions containing IFN indicate a purification of approximately 9 times and undergo dialysis with a 20 mM phosphate buffer so '. that ethylene glycol be extracted. The sample is then applied to a column of agarose PMAD, developed in the same way. IFN-E is recovered with a yield of 70 2 100% and an additional purification of 5 times pal compared to the total protein.
This example shows that IFN-E can be purified by various immobilized ligands to be considered alone or in combination.
Example 10
A centrifugation is first subjected to unfractionated IFN-e at 300 g for 20 minutes. The supernatant is mixed by inversion on a Fischer Rotarack device with a glass of controlled porosity (C. P. G.)
EMI24.2
(Electronucleonics, Inc.) at 4 C. 0.28 g of glass 3 of controlled porosity is used for 30 of culture which floats. cm After 3 hours, the floating material is extracted and the glass beads of controlled porosity are piled up in a column (2.5 x 3.1 cm).
The column is first washed with 4 column volumes of PBS, then 4 column volumes of NaCl 1, U M-20 mM phosphate buffer at pH 7.4. IFN- # is then eluted with 4 column volumes of 50% ethylene glycol by volume / volume-1.0 M NaCl-20 mM phosphate buffer at pH 7.4,
<Desc / Clms Page number 25>
EMI25.1
lSl u <C riD m Q) fa f-.
+ -> ID TJ TI Q) Q) Q) Or M 'Q)' CD.
UJ o o el CL TI QJ CD [-.
[-.
> QJ CD QJ CD 'o -' n tW 1 Z LL H CD TI C o - + -> m u - 4- - ri [-.
: CL
EMI25.2
<tb>
<tb> <: <SEP>: <SEP> t1
<tb> pi <SEP>
<tb> 0lu)
<tb> U
<tb> CD
<tb> CD
<tb> pu
<tb>
<tb> rD <SEP>
<tb> mi <SEP> H <SEP> CO <SEP> CD <SEP> I <SEP> ura <SEP> 0 <SEP> or
<tb> 1 <SEP>
<tb> CN <SEP> O <SEP> rs <SEP> CO <SEP> ar <SEP> I <SEP> CN <SEP> eDCD <SEP> 1
<tb> 1
<tb> E
<tb> U
<tb> 9 <SEP>
<tb> o <SEP> ^ 0
<tb> i <SEP>
<tb> ¯ <SEP>
<tb> d, <SEP>
<tb> o <SEP> 4D <SEP> tXt <SEP> z <SEP> Q <SEP> O <SEP> I <SEP> h <SEP> UM.
<tb>
D <SEP>
<tb> o <SEP>
<tb> E <SEP>
<tb>
<Desc / Clms Page number 26>
EMI26.1
then is collected in an equal volume of NaCl 1, phosphated 20 mM so that the final concentration of ethylene glycol is 25%. The fraction containing IFN-E is concentrated by ultrafiltration at 1.0-1.6 and is applied.
1to a column of polyacrylamide-agarose ("Ultragel" AcA54) (1.6 x 85 cm) balanced with 25% ethylene glycol (by volume / volume) -NaCl 1.0 M 20mM phosphate buffer at pH 7.4 .
EMI26.2
IFN-E is then eluted with a balancing buffer solution 3 3 at a rate of 6.0 cm / h. Fractions of are collected and the presence of IFN and the protein content are analyzed (Loury analysis).
The results are given in the table above. t
Example 11
The preparations of IFN-E, IFN-a and IFN-ss, containing partially purified raw material according to Example 10 (p-IFN-E) and absorbed p-IFN-E and anti-mouse interferon, are subjected to molecular weight analysis by SOS gel electrophoresis. according to the Lamelli process.
The samples are incubated at room temperature for 1 hour in the presence of 1.0% SOS, 0.05 M tris-HCl buffer (pH 6.8), 10% glycerol (volume / volume) and 0.001% bromophenol blue, loaded onto 12.5% polyacrylamide gels, and testing lasted approximately 16 hours. After electrophoresis, the elongated zones containing the molecular weight references are seeded. The regions containing IFN are cut into 3 mm slices and extracted by shaking
3 with 0.5 cm of PBS containing 0.5% SOS for 20 hours at room temperature. The analysis of these fractions is carried out on GM-2767 cells and the molecular mass of each activity peak is calculated by comparison with the position on the gel relative to the molecular mass references.
The results are as follows:
<Desc / Clms Page number 27>
0 Molecular mass of IFN
EMI27.1
<tb>
<tb> M. <SEP> M. <SEP> of <SEP> maxima <SEP> of activity <SEP> (". <SEP> of activity <SEP>
<tb> INF <SEP> retrieved)
<tb> a <SEP> 18 <SEP> K <SEP> (27.6) <SEP> 19, <SEP> 7 <SEP> K <SEP> (44.8) <SEP> 22.5 <SEP> K <SEP> (27.6)
<tb> ss <SEP> - <SEP> (1, <SEP> 83).
<SEP> - <SEP> - <SEP> 22, <SEP> 0 <SEP> K <SEP> (98.2)
<tb> # <SEP> (gross) <SEP> 17.5 <SEP> K <SEP> (41, <SEP> 0) <SEP> 20, <SEP> 0 <SEP> K <SEP> (7.4) <SEP> 22.0 <SEP> K <SEP> (51.6)
<tb> p-IFN-E <SEP> 17, <SEP> 5 <SEP> K <SEP> (35.4) <SEP> 20, <SEP> 0 <SEP> K <SEP> (2, <SEP> 53) <SEP> 22.0 <SEP> K <SEP> (62.0)
<tb> p-IFN-E <SEP> no <SEP> linked <SEP> 17.5 <SEP> K <SEP> (9.2) <SEP> 20.0 <SEP> K <SEP> 0 <SEP> 22.0 <SEP> K <SEP> (90.8)
<tb> p-IFN-E <SEP> linked <SEP> 17, <SEP> 5 <SEP> K <SEP> (68.0) <SEP> 20, <SEP> 0 <SEP> K <SEP> (15, <SEP> 3) <SEP> 22.0 <SEP> K <SEP> (16.8)
<tb>
The three fractions obtained with the samples of IFN- # show antiviral activity on GM-2767 cells.
The fraction of molecular weight 22, 0.13 obtained from IFN-E does not show any activity on oxen kidney cells (MDBK). The other two fractions of IFN- (17.5K,! O, OK) have an activity of approximately 25%, on MDBK cells as on GM-2767 cells.
Example 12
The antiviral power of IFN- # (produced by NDV induction from human epidermis cells as in Example 3), IFN-a (obtained from National Institute of Health, NIH), and IFN-P (NIH ) is compared in normal human epidermis cell cultures, compared to normal human diploid fibroblasts.
Serial dilutions of the three TFN preparations are added to the cells of a microtiter plate with reference cultures of normal human epidermis cells and normal human fibroblasts. After 18 to 24 hours of incubation at 37 ° C., the cells of each tank are subjected to the action of a standard dose of vesicular stomatitis virus (1 pfu / cell). After 36 to 96 h (when witnesses indicate 100% cell death), each cell is observed under a microscope until resistance to the virus is determined.
The results are as follows:
<Desc / Clms Page number 28>
TABLE III
EMI28.1
<tb>
<tb> - <SEP> 3 <SEP>
<tb> Units <SEP> activity / cm <SEP> from <SEP> IFN <SEP> on <SEP>: <SEP>
<tb> Interferon <SEP> Fibroblasts <SEP> (FS-4) <SEP> Epithelium
<tb> IFN-e <SEP> 32-64 <SEP> 512-7048 <SEP>
<tb> IFN-a <SEP> 128-512'64 <SEP>
<tb> IFN-P <SEP> 32-256 <SEP> 8-32
<tb>
normal human diploid a-fibroblasts obtained from J. Vilcek (N. Y. U., N. Y., N. Y.).
As the table above indicates, IFN-E produced by the DNA code of epithelial cells has a much higher potency (by a factor of the order of 16) as an antiviral agent compared to epithelial cells than compared to fibroblasts. IFN-a prepared from DNA drawn from human leukocytes and lymphoblastoid cells, has a higher potency (by a factor of up to 8) compared to fibroblasts than compared to epithelial cells, and IFN-P, produced from DNA code of fibroblasts has a greater power (up to 30x) vis-à-vis fibroblasts than vis-à-vis epithelial cells.
Example 13
The method of Example 11 is used for the analysis of the relative antiviral activity of interferons and E on ox kidney cells (MDBK ATCC CCL22 cells), compared to human trisomal fibroblasts (3 copies of chromosome 21- deposition of human mutant cells GM-2767 47, XX, t21).
The results of the analysis are as follows:
EMI28.2
<tb>
<tb> 3
<tb> Units <SEP> activity / cm <SEP> from <SEP> IFN <SEP> on
<tb> Type <SEP> IFN <SEP> MDBK <SEP> GM-2767
<tb> a <SEP> 512 <SEP> 512 <SEP>
<tb> ss <SEP> 0 <SEP> 12ss <SEP>
<tb> y <SEP> 0-128 <SEP>
<tb> E <SEP> 8-16 <SEP> 32 <SEP>
<tb>
<Desc / Clms Page number 29>
EMI29.1
The results obtained for IFN a, sset are in accordance therewith the results already indicated. The IFN-E results show that this new interferon has an activity of approximately 2 to 4 times greater on GM-2767 cells than on ox kidney cells.
Example 14
The new interferon also has activity against proliferation, as indicated by the inhibition of the multiplication of human lymphoblastoid cells (Daudi cells). Approximately 10,000 human lymphoblastoldps cells are coated with 200 microliters of medium
EMI29.2
in each tank of a microtiter plate. Various dilutions of IFN a, ss and E are then added to each tank and the number of viable cells is increased after 1, 2 and d days. The results are shown in the following table:
ANALYSIS OF DAUDI CELLS - 4 Number of viable cells / cell (x1D).
EMI29.3
<tb>
<tb>
Type <SEP> and <SEP> concentration IFN <SEP> <SEP> Day <SEP> 1 <SEP> Day <SEP> 2 <SEP> Day <SEP> 4
<tb> 100u <SEP> 6, <SEP> 0 <SEP> 4.8 <SEP> 6.8
<tb> 10 <SEP> u <SEP> 4.8 <SEP> 5.2 <SEP> 6.0
<tb> ss <SEP> - <SEP> 100 <SEP> u <SEP> 7.2 <SEP> 9.6 <SEP> 6.4
<tb> 10 <SEP> u <SEP> 5.2 <SEP> 9.6 <SEP> 18.4
<tb> # <SEP> - <SEP> 100 <SEP> u <SEP> 6.0 <SEP> 5.2 <SEP> 4.8
<tb> 10 <SEP> u <SEP> 5.6 <SEP> 5.2 <SEP> 6.0
<tb> Witness <SEP> (without <SEP> IFN) <SEP> 8.0 <SEP> 21, <SEP> 5 <SEP> 67
<tb>
These results show that 10 units of INF-e can suppress the growth of Daudi cells by more than 90%.
<Desc / Clms Page number 30>
Example 15
IFN-a, P and # samples are balanced with phophate buffered saline (PBS), sodium dodecyl sulfate (SOS), and a mixture of SDS,
EMI30.1
p and urea at 100 C. The SOS detergent denatures proteins in a known manner by altering their conformation, and BME reduces the disulphide bonds. We see that INF-a. ss and -different very clearly by their sensitivity to these reagents.
More specifically, INF-o. is stable in SOS alone, but is made significantly inactive in the presence of a mixture of SOS, urea and BME; IFN-P is practically inactivated in SOS alone but is stable in a mixture of SOS, urea and BME, and INF-E is relatively stable in SOS alone and in the mixture of SOS and. of BME-urea. In PBS, at 100 ° C., less than 5% of the activity of the three interferons remains.
In analogous experiments, it is determined that INF-a. which was previously inactivated by the SOS-BME mixture, can be reactivated from its equilibrium at 100 C with a. mixture of SDS-PBS, that INF-ss which has been previously inactivated in SOS alone can be reactivated in a mixture of SDS-BME-urea-PBS, and that IFN-S which has been previously inactivated in PBS can be reactivated by setting in
EMI30.2
equilibrium at 100 ° C. in the presence of PBS-SOS, with or without BME-urea. These observations also show the originality of the preparation of IFN-E according to the invention.
Example 16
This experiment concerns the comparison of the binding and elution properties of IFS-C and IFN-P on a blue "Sepharose" column (Pharmcia). The columns are prepared according to the manufacturer's instructions and loaded at room temperature with samples IFN-ss or IFN-E in PBS. The elutions are carried out with NaCl 1, OM in PBS and 50% ethlyene glycol (in volume / volume) in a 20mM sodium phosphate buffer.
Each interferon preparation is treated in two columns
EMI30.3
containing different lots of blue "Sepharose", and the following results are obtained
<Desc / Clms Page number 31>
EMI31.1
Interferon binding to blue "Sepharosis"
EMI31.2
<tb>
<tb>:% <SEP> of activity <SEP> recovered <SEP> with
<tb> Fraction
<tb> IFN-P <SEP> IFN-E <SEP>
<tb> Crossing <SEP> column
<tb> + <SEP> 20mM <SEP> from <SEP> buffer <SEP> phosphated <SEP> 44, <SEP> 0-44, <SEP> 2 <SEP> 2.5-10, <SEP> 2
<tb> Elution <SEP> with <SEP> NaCl <SEP> 1, <SEP> OM <SEP> 2, <SEP> 7- <SEP> 4, <SEP> 3 <SEP> 19, <SEP> 3-30
<tb> Elution <SEP> with <SEP> ethylene <SEP> glycol
<tb> 50% / NaCl <SEP> 1, <SEP> OM <SEP> in <SEP> 20mM <SEP> from
<tb> buffer <SEP> phosphated <SEP> 51.9-52, <SEP> 3 <SEP> 60.0-78,
<SEP> 2
<tb>
This example shows that the interferons E and ss have different affinities to blue "Sepharose" and different behaviors during elution. The blue "Sepharosis" fixes approximately 90 to 97% of the activity of INF-E but only approximately 60% of INF-e are linked under the same conditions. In addition, while 20-30% of INF- is recovered with 1.0 M NaCl 3-4% only of the activity of IFN-E is recovered under analogous conditions.
Finally, up to about 80% of INF-ss activity is eluted with a combination of 50% ethylene glycol and 1.0% NaCl while only about 50% of INF-E activity is recovered under similar conditions.