DE19526752A1 - Hocheffiziente Bildung von Papillomavirusähnlichen Partikeln - Google Patents
Hocheffiziente Bildung von Papillomavirusähnlichen PartikelnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft rekombinant hergestellte
papillomavirusähnliche Partikel Proteine, Fusionsproteine
sowie Verfahren zur Bildung und Reinigung dieser Partikel,
Proteine und Fusionsproteine.
Infektionen mit bestimmten ("high-risk") Typen von genitalen
Papillomaviren des Menschen (HPV), z. B. HPV 16, 18 oder 45
gelten als hauptsächlicher Risikofaktor für die Entstehung
von bösartigen Tumoren des Anogenitaltrakts, von denen
Gebärmutterhalskrebs (Cervixcarcinom) mit Abstand am
häufigsten ist. Nach einer Schätzung der WHO treten jährlich
weltweit etwa eine halbe Million neuer Fälle dieser
Erkrankung auf. Aufgrund dieser Häufung ist der Zusammenhang
zwischen HPV-Infektion und Cervixcarcinom am besten
untersucht:
- a) Vorläuferläsionen vom Cervixcarcinom (cervikale intraepitheliale Neoplasie: CIN) werden durch Papillomavirus-Infektion verursacht.
- b) Die Genome bestimmter HPV-Typen (z. B. 16, 18, 33, 35, 45) werden in mehr als 95% der Tumorbiopsien sowie in davon abgeleiteten Zellinien nachgewiesen. Abhängig vom geographischen Ursprung der Tumore enthalten 50-70% davon HPV 16.
- c) In allen daraufhin untersuchten Fällen werden die offenen Leseraster E6 und E7 transkribiert (Wettstein et al., in Pfister H. (ed): Papillomaviruses and human cancer, S. 155 bis 179, Boca Raton, 1990).
- d) Die Proteine E6 und E7 sind in allen Cervixcarcinom- Zellinien sowie in in vitro transformierten menschlichen Keratinozyten nachweisbar und die Mehrzahl der Cervixcarcinom-Patientinnen haben E6- bzw. E7-spezifische Antikörper.
- e) Die konstitutive Expression der E6/E7-Proteine ist notwendig zur Aufrechterhaltung des transformierten Zustandes HPV-positiver Tumore.
- f) Die E6- und E7-Gene von HPV 16 und HPV 18 sind biologisch in folgenden experimentellen Systemen aktiv:
- - Induktion von zellulärer DNA Synthese in menschlichen Zellen;
- - Transformation von menschlichen Keratinozyten und anderen Zellen in Kultur;
- - Tumorbildung in transgenen Mäusen.
Andere HPV-Typen (in erster Linie HPV 6 und 11) verursachen
gutartige Genitalwarzen (condylomata acuminata) und sind nur
extrem selten mit bösartigen Tumoren assoziiert ("low-risk"
Typen).
Genitale Papillomaviren des Menschen werden in der Regel
durch Geschlechtsverkehr übertragen und führen in den meisten
Fällen zu einer persistierenden Infektion in der Anogenital-
Schleimhaut. Daraus wurde geschlossen, daß Primärinfektionen
nur eine ungenügende Immunantwort induzieren oder daß das
Virus Möglichkeiten entwickelt hat, in den infizierten Zellen
der Immunüberwachung zu entkommen. Auf der anderen Seite gibt
es gute Hinweise darauf, daß das Immunsystem bei der
Primärmanifestation bzw. bei der malignen Progression von
Papillomavirus-Infektionen beteiligt ist (zur Übersicht siehe
Altmann et al. (1994) in Minson A., Neil J., McCrae M. (eds):
Viruses and Cancer, Cambridge University Press, S. 71 bis
80).
- a) Bei animalen Papillomaviren (Kaninchen-Papillomavirus und Rinder-Papillomavirus) läßt sich die klinische Manifestation von Primärinfektionen durch Vakzinierung mit Virus-Strukturproteinen oder mit Warzenextrakten ("autologe Vakzine") verhindern.
- b) Nager werden durch Impfung mit HPV 16 E6- oder E7- positiven Vaccinia-Rekombinanten bzw. durch synthetische Peptide vor der Tumorbildung nach Inokulation HPV 16 transformierter autologer Zellen geschützt.
- c) Regression von Warzen ist oftmals systemisch und läßt sich bei animalen Papillomaviren durch Transfer von Lymphozyten von "Regressor"-Tieren induzieren.
- d) Die Häufigkeit von Genitalwarzen, CIN und Anogenitalkrebs ist bei immunsupprimierten Patienten (z. B. Nierentransplantierten oder HIV-Infizierten) erhöht.
Daraus wurde geschlossen, daß Papillomavirus-spezifische
Impfungen mit dem Ziel der Verhinderung der Primärinfektion
und der Entstehung von Genitalkrebs möglich sein sollten.
- 1. Geeignet ist die Verhinderung von HPV-Infektionen durch
Impfung mit den Papillomavirus-Strukturproteinen L1 und
L2 (prophylaktische Impfung).
Da sich Papillomaviren nicht in Zellkultur oder anderen experimentellen Systemen zu ausreichenden Titern vermehren lassen, können die viralen Proteine nur mit Hilfe rekombinanter Vektoren hergestellt werden. Kürzlich wurden virusähnliche Partikel (VLP), die nach Expression der viralen Strukturproteine L1 und L2 (bzw. L1 allein) in rekombinanten Vakzinia oder Baculovirus entstehen, beschrieben. Die Reinigung der VLP's ist sehr einfach mittels Zentrifugation in CsCl- oder Sucrosegradienten durchführbar. WO 93/02184 beschreibt eine Methode, die "Papilloma virus like particles" (VLP′s, Papillomavirus-ähnliche Partikel) zur Verfügung stellt, die für diagnostische Verwendungen oder als Vaccine gegen durch den Papillomavirus verursachte Infektionen genutzt werden.
WO 94/10015 beschreibt ein rekombinant produziertes L1- Haupt-Capsid-Protein, welches die konformational neutralisierenden Epitope auf humanen und tierischen Papilloma-Virionen nachahmt (mimics). Diese rekombinanten Proteine sind als Vaccine, die gegen Papillomavirus- Infektionen schützen, einsetzbar. - 2. Behandlung von Cervixcarcinomen oder Vorläuferläsionen
durch Immuntherapie mit Hilfe von frühen Papillomavirus-
Proteinen (in erster Linie E6 bzw. E7), die in den
persistent infizierten Zellen exprimiert werden
(therapeutische Impfung).
Es wird angenommen, daß durch diese Impfung zytotoxische T-Zellen gegen persistent infizierte Genitalläsionen aktiviert werden. Zielpopulation sind Patienten mit HPV- assoziierten prämalignen oder malignen Genitalläsionen.
Frühe HPV-Proteine werden durch Expression in E. coli oder eukaryontischen Vektoren (z. B. Baculovirus oder Hefe) hergestellt. Die Reinigung wird jedoch durch die geringe Löslichkeit erschwert und bedarf in der Regel einer Kombination von Ionenaustausch-Chromatographie, Gelfiltration und Affinitätschromatographie.
In der PCT-Anmeldung WO 93/20844 wird dargelegt, daß das E7-Protein des Papillomavirus aus HPV oder BPV therapeutisch effektiv in der Regression (jedoch nicht in der Prävention) von Papillomavirus-Tumoren in Säugern ist. Weiterhin werden auch bevorzugte antigene Protein- Fragment-Sequenzen beschrieben.
Besonders wünschenswert, insbesondere im Hinblick auf einen Impfstoff für die prophylaktische und therapeutische Impfung wäre eine hohe Partikelproduktion.
Bisher wurde jedoch keine Erhöhung der Bildung von virusähnlichen Partikeln beschrieben. Nachteilig war an dem bisher beschriebenen Verfahren, daß die Herstellung von VLPs nach Expression von L1 in E. coli nicht möglich war.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, rekombinant hergestellte Proteine zur Verfügung zu stellen, wobei die Bildung von VLPs aus diesen Proteinen signifikant erhöht ist, sowie Verfahren zur Herstellung dieser Proteine und VLPs. Auch sollte eine Herstellung von VLPs nach Expression von L1 in E. coli ermöglicht sein.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe gemäß den im unabhängigen Anspruch 1 angegebenen VLPs, den im unabhängigen Anspruch 25 angegebenen Proteinen, dem im unabhängigen Anspruch 27 angegebenen Fusionsprotein, dem im Anspruch 31 angegebenen Verfahren, und der Verwendung nach den Ansprüchen 43 und 44. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen, Aspekte und Details der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen der Beschreibung sowie den bevorzugten Ausführungsformen dargelegt.
Bislang wurde zur Herstellung von VLPs, wie z. B. von VLPs aus HPV 16, das L1 offene Leseraster (ORF) mit Hilfe eukaryontischer Vektoren, wie z. B. Bakulovirus, exprimiert. Die Bildung der VLPs (Assembly) erfolgt im Zellkern der infizierten Zellen.
Wesentlich für die vorliegende Erfindung sind rekombinant
hergestellte, papillomavirusähnliche Partikel, die nach
Expression der viralen Strukturproteine L1 und/oder L2
entstehen, in denen ein oder mehrere Abschnitte des L1-
und/oder L2-Proteins deletiert sind, wobei die Fähigkeit zur
Bildung von virusähnlichen Partikeln im Vergleich zur nativen
Bildung und/oder in vitro Produktion erhöht ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei
mindestens einem der deletierten Bereiche im L1- und/oder L2-
Protein eines Papillomavirus um eine Deletion,
vorteilhafterweise in der C-terminalen Aminosäuresequenz,
bevorzugt in einer Länge von ungefähr 1 bis 34 Aminosäuren
(AS), bevorzugt von 1 bis 26 Aminosäuren (AS), insbesondere
von 26 AS.
Vorteilhafterweise wird nach Einfügen der C-terminalen
Deletion in das L1- und/oder L2-Protein die Produktion von
VLPs um ein Vielfaches erhöht, bevorzugt um das mindestens
10-fache, und insbesondere um das ungefähr 10- bis 100-fache.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
handelt es sich bei den deletierten Bereichen im L1- und/oder
L2-Protein, insbesondere des Bovinen Papillomavirus, um 26
C-terminale Aminosäuren. Besonders bevorzugt ist die 26 AS
große, C-terminale Deletion (Gly-Ala-Gly-Cys-Ser-Thr-Val-Arg-
Lys-Arg-Arg-Ile-Ser-Gln-Lys-Thr-Ser-Ser-Lys-Pro-Ala-Lys-Lys-
Lys-Lys-Lys) entsprechend der Nucleotid-Position 7016 bis
7093 GGGGCAGGAT GTTCAACTGT GAGAAAACGA AGAATTAGCC AAAAAACTTC
CAGTAAGCCT GCAAAAAAAA AAAAAAAA in das L1 ORF des Bovinen
Papillomavirus Typ 1 (BPV 1) eingefügt. Vorteilhafterweise
ist nach Einfügen der C-terminalen Deletion in das L1-
und/oder L2-Protein die Produktion von VLP′s um das
mindestens 10-fache gesteigert.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
handelt es sich bei der mindestens einen Deletion im L1-
und/oder L2-Protein um eine homologe Aminosäuresequenz des
humanen Papillomavirus 16 oder anderer Papillomaviren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung handelt es
sich bei den deletierten Bereichen im L1- und/oder L2-Protein
um 34 C-terminale Aminosäuren des Humanen Papillomavirus
Typ 16 (HPV 16), bevorzugt um die AS-Sequenz Ala-Gly-Leu-Lys-
Ala-Lys-Pro-Lys-Phe-Thr-Leu-Gly-Lys-Arg-Lys-Ala-Thr-Pro-Thr-
Thr-Ser-Ser-Thr-Ser-Thr-Thr-Ala-Lys-Arg-Lys-Lys-Arg-Lys-Leu)
entsprechend der Nucleotid-Position 7052 bis 7153 GCAGGATTGA
AGGCCAAACC AAAATTTACA TTAGGAAAAC GAAAAGCTAC ACCCACCACC
TCATCTACCT CTACAACTGC TAAACGCAAA AAACGTAAGC TG, welche in das
L1 ORF des HPV 16 eingefügt ist.
Besonders bevorzugt umfaßt die Deletion des L1- und/oder L2-
Proteins das nukleare Lokalisationssignal (NLS). Die
Partikelproduktion aus den L1-Proteinen oder den L1-Proteinen
und L2-Proteinen erfolgt insbesondere im Zytoplasma.
Bevorzugt werden die Partikel in den Überstand sezerniert,
besonders bevorzugt ist eine Sekretion von ungefähr 5 bis 10%
der Partikel.
Die Expression von L1-Proteinen oder L1-Proteinen und L2-
Proteinen in E. coli erfolgt gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform. Hierbei sind an der C-terminalen Deletion im
L1-Protein insbesondere zusätzlich 6 Histidine eingefügt.
Vorteilhafterweise erfolgt die Herstellung von VLP s nach
Expression von L1-Proteinen oder L1- und L2-Proteinen in E.
coli.
Gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei den
weiteren deletierten Bereichen im L1-Protein des Bovinen
Papillomavirus Typ 1 bevorzugt um die Aminosäuresequenzen
311-351, 331-371, 391-431. Bei L1-Proteinen des humanen
Papillomavirus 16 handelt es sich vorteilhafterweise um die
Aminosäuresequenz 306-315.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
wird der weitere deletierte Bereich von L1- und/oder L2-
Proteinen durch andere Proteine oder Proteinfragmente
ersetzt, wobei Proteine erhalten werden, die im weiteren als
Fusionsproteine bezeichnet werden. Der Anteil an L1- bzw. L2-
Protein beträgt vorteilhafterweise ca. 50 bis
99%, bevorzugt ca. 60 bis 90%, besonders bevorzugt ca.
80%.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sollen jedoch, wenn auch im
weiteren nicht explizit erwähnt, auch mehr als ein weiterer
Bereich des L1- und/oder L2-Proteins deletiert und bevorzugt
durch andere Proteine oder Proteinfragmente ersetzt werden.
Besonders bevorzugt wird der deletierte Bereich von L1- oder
L2-Protein durch andere Proteine von Papillomaviren und/oder
Proteine anderen Ursprungs ersetzt, wodurch virusähnliche
Hybridpartikel (HVLP′s) herstellbar sind.
Es hat sich als besonders vorteilhaft gemäß der vorliegenden
Erfindung erwiesen, daß die Bildung der VLP′s aus einem L1-
Protein, einem L1-Fusionsprotein, einem L1-Protein und L2-
Protein, einem L1-Fusionsprotein und L2-Protein, einen L1-
Protein und einem L2-Fusionsprotein oder einem L1-
Fusionsprotein und einem L2-Fusionsprotein erfolgt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
handelt es sich bei mindestens einem der deletieren Bereiche
im L1- und/oder L2-Protein eines Papillomavirus um
N-terminale Aminosäuresequenzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei einer
weiteren Ausführungsform bei mindestens einem der deletierten
Bereiche im L1-Protein und/oder L2-Protein eines
Papillomavirus um Aminosäuresequenzen im mittleren Bereich
des Proteins.
Wesentlich für die Erfindung sind ebenfalls Proteine,
insbesondere zur Bildung von papillomavirusähnlichen
Hybridpartikeln, wobei ein oder mehrere Abschnitte des L1-
und/oder L2-Proteins deletiert sind. Insbesondere handelt es
sich bei mindestens einem der deletierten Bereiche im L1-
und/oder L2-Protein um eine Deletion einer C-terminalen
Aminosäuresequenz.
Die Fusionsproteine, insbesondere zur Bildung von
papillomavirusähnlichen Hybridpartikeln gemäß einer weiteren
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, bestehen
vorteilhafterweise aus einem deletierten L1- und/oder L2-
Protein von verschiedenen Papillomaviren, besonders bevorzugt
HPV 6, 11, 16, 18, 31, 33, 35 und 45, und anderen Proteinen
oder Proteinfragmenten von Papillomaviren oder von anderer
Herkunft. Bevorzugt handelt es sich bei diesen anderen
Proteinen oder Proteinfragmenten um entsprechende frühe
Papillomavirus-Proteine oder Fragmente davon, wie z. B. die
frühen Proteine E1, E2, E4, E5, E6 und/oder E7.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Expression der
Proteine und/oder Fusionsproteine und Produktion von
papillomavirusähnlichen Partikeln in viralen, eukaryotischen
oder prokaryotischen Vektoren, ganz besonders bevorzugt in
Vaccinia-Rekombinanten, in Baculoviren, in Hefen oder in
Bakterien, insbesondere in E. coli, durchgeführt.
Bevorzugt erfolgt die Partikelproduktion im Zytoplasma. Die
Partikel werden besonders bevorzugt in den Überstand
sezerniert, ganz besonders bevorzugt werden ungefähr 5 bis
10% der Partikel in den Überstand sezerniert.
Insbesondere wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch
Einfügen einer 26 Aminosäure (AS) großen, C-terminalen
Deletion in der Nucleotidposition 7016-7093 in das L1 ORF des
bovinen Papillomavirus Typ 1 (BPV 1) die Produktion von VLPs
um das mehr als 10-fache gesteigert. So läßt sich bei
gleicher Menge an L1-Protein, wie z. B. in einem Western Blot
demonstrierbar, eine Steigerung der Partikelzahl im
Elektronenmikroskop zeigen. Da die Deletion bevorzugt das
nukleäre Lokalisationssignal (NLS) umfaßt, erfolgt die
Partikelproduktion im Zytoplasma, ein erheblicher Teil der
Partikel wird in den Überstand sezerniert. Dies ist besonders
vorteilhaft, da hierdurch die Reinigung wesentlich
erleichtert wird.
Proteine, bevorzugt mit genannter Deletion mit zusätzlichen 6
Histidinen (His-L1-Proteine) werden gemäß der vorliegenden
Erfindung in E. coli exprimiert. Die Proteine, insbesondere
His-L1-Proteine, werden bevorzugt über Ni-Affinitäts
chromatograpie gereinigt, wobei die Proteine entsprechend
einer vorteilhaften Ausführungsform zu diesem Zeitpunkt in
Denaturierungspuffer, beispielsweise 6 M
Guanidinhydrochlorid, vorliegen. Die Renaturierung erfolgt
beispielsweise in 150 mM NaCl, 1 mM CaCl₂, 0,01% Triton-X
100, 10 mM Hepes (N-2-hydroxyethylpiperazine-N′-2-
ethansulfonsäure), pH 7,4.
Die Produktion (Assembly) der VLP erfolgt gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung nach
Dialyse der Proteine, vorteilhafterweise nach Dialyse gegen
150 mM NaCl, 25 mM Ca2+, 10% DMSO (Dimethylsulfoxid), 0,1%
Triton-X 100, 10 mM Tris[tris-(hydroxymethyl)aminomethan]
Essigsäure bei einem pH-Wert von 5,0.
Die Deletion von Sequenzen im L1-Protein von sämtlichen
Papillomaviren, die das vorzeitige Assembly der VLPs
verhindern, führt zu einer höheren Ausbeute bei der VLP
Produktion.
Sofern in diesen Fällen das L1 NLS betroffen ist, erfolgt die
Assembly im Zytoplasma. Somit ist die Reinigung des VLPs
erfindungsgemäß aus dem Zytoplasma, statt wie bisher aus dem
Zellkern, möglich. Erfindungsgemäß sind auch kürzere
Deletionen möglich. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden
Deletionen bis zu einer Aminosäure und/oder Substitutionen
von bis zu einer Aminosäure durchgeführt. Hierbei erweist es
sich als vorteilhaft, daß bei kurzen Deletionen bzw. bei
Substitutionen von bis zu einer bzw. nur weniger Aminosäuren
die antigenen Eigenschaften der Proteine und der sich daraus
gebildeten VLPs so wenig wie möglich gegenüber der nativen
antigenen Eigenschaft der Proteine bzw. VLPs verändert sind.
Die Einführung einer wie vorgehend ausgeführten C-terminalen
Deletion bzw. Substitution in L1- und/oder L2-
Fusionsproteine, führt auch zu einer Steigerung der
Produktion von Hybrid VLPs. Hierbei sollen auch die VLPs
eingeschlossen sein, die nur L1-Fusionsproteine enthalten,
sowie Hybrid VLPs, die ein L1- bzw. L2-Fusionsprotein und ein
L2- bzw. L1-Protein enthalten.
Hierzu werden VLP′s hergestellt, die aus Fusionsproteinen von
späten und frühen HPV-Proteinen (oder Fragmenten davon)
("HVLP") bestehen und für prophylaktische bzw. therapeutische
Impfung einsetzbar sind. Ein solcher Impfstoff besitzt
gegenüber konventionellen Präparaten die im folgenden
beschriebenen Vorteile:
- a) Im Falle von prophylaktischer Impfung verhindern HVLP′s durch Induktion L1/L2-spezifischer Antikörper nicht nur den Eintritt des Virus in die Zelle, sondern eliminieren bereits infizierte Zellen (durch Induktion von zytotoxischen T-Zellen), falls schon früher eine Infektion stattgefunden hat oder die humorale Immunantwort nicht ausreichend war.
- b) Im Falle von therapeutischer Impfung eliminieren HVLP′s persistent infizierte Zellen (z. B. bei Patienten mit CIN oder Cervixcarcinom), und verhindern vor allem bei Patientinnen mit CIN-Läsionen eine Reinfektion.
- c) Die Reinigung der HVLP′s ist ähnlich einfach wie die der VLP s ohne frühe HPV-Proteine.
VLP′s des Bovinen Papillomavirus (BPV) Typ 1 und der humanen
Papillomaviren 11 und 16 können nach Expression von L1 plus
L2 bzw. von L1 allein in Vaccinia oder Baculovirus
hergestellt werden. Experimente zeigen, daß Teile des
L1-Proteihs deletiert werden können (Aminosäuresequenz 311-351,
331-371, 391-431 von BPV 1; 306-315 von HPV 16), ohne daß die
Fähigkeit zur Bildung von VLP's verlorengeht. Solche
Bereiche existieren in den L1-Proteinen aller Papillomaviren,
so daß der deletierte Bereich von L1 durch andere Proteine
(von Papillomaviren oder von anderem Ursprung) ersetzt werden
kann und daß so virusähnliche Hybridpartikel hergestellt
werden können. In gleicher Weise werden auch Teile des
Papillomavirus-Proteins L2 deletiert und durch andere (frühe
HPV oder sonstige) Proteine ersetzt, daß also HVLP′s auch aus
dem vollständigen L1-Protein plus einem L2-Fusionsprotein
gebildet werden können.
Fusionsproteine bestehend aus deletiertem L1- oder L2-Protein
von verschiedenen HPV-Typen (in erster Linie HPV 6, 11, 16,
18, 33, 35, 45) und den entsprechenden frühen Proteinen E1,
E2, E4, E5, E6, E7 (oder Teilen davon) werden durch
Expression in Vaccinia-Rekombinanten hergestellt, die in sehr
kurzer Zeit konstruiert werden können. Die Bildung von VLPs,
bestehend entweder aus einem L1-Fusionsprotein oder aus dem
vollständigen L1-Protein plus einem L2-Fusionsprotein, wird
durch Elektronenmikroskopie überprüft und das Vorhandensein
des frühen HPV-Proteins durch Western Blot Analyse mit Hilfe
spezifischer Antiseren getestet. Für die Produktion von
HPLV′s im großen Maßstab wird die Expression der Proteine in
viralen eukaryotischen oder prokaryotischen Systemen,
bevorzugt in Baculovirus, in Hefe, oder in E. coli
durchgeführt.
Die Anwendung der Fusionsproteine oder der virusähnlichen
Hybridpartikel zur Herstellung eines prophylaktischen und
therapeutischen Impfstoffs erfolgt gemäß der vorliegenden
Erfindung bevorzugt nach Zugabe weiterer Komponenten.
Entsprechende Experimente zur Herstellung von
Fusionsproteinen können mit Proteinen anderen Ursprungs
durchgeführt werden.
Claims (44)
1. Rekombinant hergestellte papillomavirusähnliche
Partikel, die nach Expression der viralen
Strukturproteine L1 und/oder L2 entstehen,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein oder mehrere Abschnitte des L1- und/oder L2-
Proteins deletiert sind, wobei die Fähigkeit zur
Bildung von virusähnlichen Partikeln im Vergleich zur
nativen Bildung und/oder in vitro Produktion erhöht
ist.
2. Virusähnliche Partikel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei mindestens einem der
deletierten Bereiche im L1- und/oder L2-Protein eines
Papillomavirus um C-terminale Aminosäuresequenzen
handelt.
3. Virusähnliche Partikel nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei dem mindestens einen
deletierten Abschnitt im C-terminalen Bereich im L1-
und/oder L2-Protein um eine Aminosäuresequenz in
einer Länge von ungefähr 1 bis 34 Aminosäuren,
bevorzugt 1 bis 26 Aminosäuren, eines Papillomavirus
handelt.
4. Virusähnliche Partikel nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Einfügen
insbesondere der C-terminalen Deletion in das L1-
und/oder L2-Protein die Produktion von VLPs um ein
Vielfaches, bevorzugt um das mindestens 10-fache,
besonders bevorzugt um das ca. 10- bis 100-fache,
gesteigert wird.
5. Virusähnliche Partikel nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den
deletierten Bereichen im L1- und/oder L2-Protein um
26 C-terminale Aminosäuren des Bovinen Papillomavirus
handelt.
6. Virusähnliche Partikel nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die 26 AS große, C-terminale
Deletion (Gly-Ala-Gly-Cys-Ser-Thr-Val-Arg-Lys-Arg-
Arg-Ile-Ser-Gln-Lys-Thr-Ser-Ser-Lys-Pro-Ala-Lys-Lys-
Lys-Lys-Lys) entsprechend der Nucleotid-Position 7016
bis 7093 GGGGCAGGAT GTTCAACTGT GAGAAAACGA AGAATTAGCC
AAAAAACTTC CAGTAAGCCT GCAAAAAAAA AAAAAAAA, in das L1
ORF des Bovinen Papillomavirus Typ 1 eingefügt ist.
7. Virusähnliche Partikel nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den
deletierten Bereichen im L1- und/oder L2-Protein um
34 C-terminale Aminosäuren des humanen Papillomavirus
Typ 16 (HPV 16) handelt.
8. Virusähnliche Partikel nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die 34 AS große, C-terminale
Deletion (Ala-Gly-Leu-Lys-Ala-Lys-Pro-Lys-Phe-Thr-
Leu-Gly-Lys-Arg-Lys-Ala-Thr-Pro-Thr-Thr-Ser-Ser-Thr-
Ser-Thr-Thr-Ala-Lys-Arg-Lys-Lys-Arg-Lys-Leu) ent
sprechend der Nucleotid-Position 7052 bis 7153
GCAGGATTGA AGGCCAAACC AAAATTTACA TTAGGAAAAC
GAAAAGCTAC ACCCACCACC TCATCTACCT CTACAACTGC
TAAACGCAAA AAACGTAAGC TG in das L1 ORF des Humanen
Papillomavirus Typ 16 (HPV 16) eingefügt ist.
9. Virusähnliche Partikel nach einem der Ansprüche 2 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der
mindestens einen Deletion im C-terminalen Bereich im
L1- und/oder L2-Protein um eine homologe
Aminosäuresequenz des humanen Papillomavirus 16 oder
anderer Papillomaviren handelt.
10. Virusähnliche Partikel nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deletion
des L1- und/oder L2-Proteins das nukleäre
Lokalisationssignal (NLS) umfaßt.
11. Virusähnliche Partikel nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Partikelproduktion aus den L1-Proteinen oder L1- und
L2-Proteinen im Zytoplasma erfolgt.
12. Virusähnliche Partikel nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel in
den Überstand sezerniert werden.
13. Virusähnliche Partikel nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß ca. 5 bis 10% der Partikel in
den Überstand sezerniert werden.
14. Virusähnliche Partikel nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Expression
von L1-Proteinen oder L1- und L2-Proteinen in E. coli
erfolgt.
15. Virusähnliche Partikel nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß an der C-terminalen Deletion im
L1 Protein 6 Histidine eingefügt wurden.
16. Virusähnliche Partikel nach einem der Ansprüche 14
bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung
von VLPs nach Expression von L1-Proteinen oder L1-
und L2-Proteinen in E. coli erfolgt.
17. Virusähnliche Partikel nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei
den weiteren deletierten Bereichen im L1-Protein um
die Aminosäuresequenzen 311-351, 331-371, 391-431 des
Bovinen Papillomavirus Typ 1 handelt.
18. Virusähnliche Partikel nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei den weiteren
deletierten Bereichen im L1-Protein um die
Aminosäuresequenz 306-315 des humanen Papillomavirus
16 handelt.
19. Virusähnliche Partikel nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der deletierte
Bereich von L1- und/oder L2-Proteinen durch andere
Proteine oder Proteinfragmente ersetzt ist, um ein
Fusionsprotein zu erhalten.
20. Virusähnliche Partikel nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, daß der Anteil an L1- bzw. L2-Protein
ca. 50 bis 99%, bevorzugt ca. 60 bis 90%, besonders
bevorzugt ca. 80% des Fusionsproteins beträgt.
21. Virusähnliche Partikel nach Anspruch 19 und 20,
dadurch gekennzeichnet, daß der deletierte Bereich im
L1- oder L2-Protein durch andere Proteine von
Papillomaviren und/oder Proteinen anderen Ursprungs
ersetzt ist, wodurch virusähnliche Hybridpartikel
herstellbar sind.
22. Virusähnliche Partikel nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung
der virusähnlichen Partikel aus einem L1-Protein,
einem L1-Fusionsprotein, einem L1-Protein und L2-
Protein, einem L1-Fusionsprotein und L2-Protein,
einem L1-Protein und einem L2-Fusionsprotein oder
einem L1-Fusionsprotein und einem L2-Fusionsprotein
erfolgt.
23. Virusähnliche Partikel nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei
mindestens einem der deletierten Bereiche im L1-
und/oder L2-Protein eines Papillomavirus um N-
terminale Aminosäuresequenzen handelt.
24. Virusähnliche Partikel nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei
mindestens einem der deletierten Bereiche im L1-
und/oder L2-Protein eines Papillomavirus um
Aminosäuresequenzen im mittleren Bereich des Proteins
handelt.
25. Proteine, insbesondere zur Bildung von
papillomavirusähnlichen Hybridpartikeln gemäß einem
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß ein oder mehrere Abschnitte des L1- und/oder L2-
Proteins deletiert sind.
26. Proteine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei mindestens einem der deletierten
Bereiche im L1- und/oder L2-Protein um eine Deletion
einer C-terminalen Aminosäuresequenz handelt.
27. Fusionsproteine, insbesondere zur Bildung von
papillomavirusähnlichen Hybridpartikeln nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fusionsproteine deletierte L1- und/oder L2-
Proteine von verschiedenen Papillomaviren und andere
Proteine oder Fragmente von Papillomaviren oder
anderer Herkunft enthalten.
28. Fusionsprotein nach Anspruch 27, dadurch
gekennzeichnet, daß die anderen Proteine oder
Fragmente frühe Papillomavirus-Proteine oder
Fragmente davon sind.
29. Fusionsprotein nach Anspruch 27 oder 28, dadurch
gekennzeichnet, daß es sich um die frühen Proteine
E1, E2, E4, E5, E6, E7 oder um Fragmente davon
handelt.
30. Fusionsprotein nach einem der Ansprüche 27 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, daß es sich um deletierte L1-
und/oder L2-Proteine von verschiedenen HPV-Typen wie
HPV 6, 11, 16, 18, 31, 33, 35, 45 handelt.
31. Verfahren zur Expression der Proteine und/oder
Fusionsproteine und Produktion von
papillomavirusähnlichen Partikeln gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die
Expression der Proteine und Fusionsproteine in
viralen, eukaryotischen oder prokaryotischen Vektoren
durchgeführt wird.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,
daß die Proteine oder Fusionsproteine durch
Expression in Vaccinia-Rekombinanten hergestellt
werden.
33. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,
daß die Expression der Proteine und Fusionsproteine
in Baculoviren oder in Hefen durchgeführt wird.
34. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,
daß die Expression der Proteine und Fusionsproteine
in E. coli durchgeführt wird.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reinigung, insbesondere der L1-Proteine,
durch Ni-Affinitätschromatographie und Renaturierung,
bevorzugt in 150 mM NaCl, 1 mM CaCl₂, 0,01% Triton-X
100, 10 mM Hepes pH 7,4, erfolgt.
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet,
daß die Proteine zum Zeitpunkt der Reinigung in
Denaturierungspuffer vorliegen.
37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Denaturierungspuffer um 6 M
Guanidinhydrochlorid handelt.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 37, dadurch
gekennzeichnet, daß das Assembly der VLPs nach
Dialyse erfolgt.
39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dialyse gegen 150 mM NaCl, 25 mM Ca²+,
10% DMSO, 0,1% Triton-X 100 und 10 mM Tris Essigsäure
bei pH = 5,0 erfolgt.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 39, dadurch
gekennzeichnet, daß die Partikelproduktion im
Zytoplasma erfolgt.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 40, dadurch
gekennzeichnet, daß Partikel in den Überstand
sezerniert werden.
42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet,
daß ungefähr 5 bis 10% der Partikel in den Überstand
sezerniert werden.
43. Verwendung der Proteine und/oder Fusionsproteine
gemäß einem der Ansprüche 25 bis 30 zur Herstellung
eines Impfstoffs zur prophylaktischen und/oder
therapeutischen Impfung, bevorzugt nach Zugabe
weiterer Komponenten.
44. Verwendung der virusähnlichen Hybridpartikel gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 24 zur Herstellung eines
Impfstoffs zur prophylaktischen und/oder
therapeutischen Impfung, bevorzugt nach Zugabe
weiterer Komponenten.
Priority Applications (31)
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---|---|---|---|
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DE122007000093C DE122007000093I1 (de) | 1994-10-07 | 1995-10-09 | Papillomavirusähnliche partikel, fusionsproteine sowie verfahren zu deren herstellung |
DK95934663T DK0809700T3 (da) | 1994-10-07 | 1995-10-09 | Papillomaviruslignende partikler, fusionsproteiner samt fremgangsmåde til fremstilling heraf |
DE122007000092C DE122007000092I1 (de) | 1994-10-07 | 1995-10-09 | Papillomavirusähnliche partikel, fusionsproteine sowie verfahren zu deren herstellung |
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DE59511047T DE59511047D1 (de) | 1994-10-07 | 1995-10-09 | Papillomavirusähnliche partikel, fusionsproteine sowie verfahren zu deren herstellung |
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