DE19649606C1 - Systeme zur Bestimmung von Wirksubstanzen gegen HPV-assoziierte Karzinome - Google Patents
Systeme zur Bestimmung von Wirksubstanzen gegen HPV-assoziierte KarzinomeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme, die sich zur Bestimmung von Wirk
substanzen gegen HPV-assoziierte Karzinome eignen, sowie die Verwendung
solcher Systeme.
Es ist bekannt, daß viele Menschen an persistierenden Infektionen durch humane
Papillomviren (nachstehend mit HPVs bezeichnet) leiden. Ferner ist bekannt, daß
mehr als 95% aller Anogenitalkarzinome, insbesondere des Gebärmutterhals
krebs und ein beachtlicher Prozentsatz der Karzinome im Mund/Rachenraum mit
persistierenden Infektionen durch HPVs assoziiert sind. Desweiteren gibt es
Hinweise, daß zur Entstehung und/oder Manifestierung von Karzinomen bei
Zellen, die eine persistierende Infektion durch HPVs aufweisen, eine unkon
trollierte Expression von HPV-Genen, insbesondere von E7 notwendig ist.
Viele Versuche wurden unternommen, Wirksubstanzen gegen HPV-assoziierte
Karzinome zu finden. Bisher sind diese Versuche allerdings nicht erfolgreich
gewesen.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Mittel bereitzu
stellen, mit dem Wirksubstanzen gegen HPV-assoziierte Karzinome gefunden
werden können.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Gegenstände in den Patentansprüchen
erreicht.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein System, umfassend ein E7-
Protein von HPV und ein durch das E7-Protein gebundenes, zelluläres Regulator
protein.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis des Anmelders, daß ein E7-
Protein von HPV zelluläre Regulatorproteine (nachstehend mit Zell-Regulator
proteine bezeichnet) binden und somit in die Zellregulation eingreifen kann.
Beispiele solcher Zell-Regulatorproteine sind der Zellzyklusregulator p27KIP1 und
das Glykolyse-Kontrollenzym M2PK.
Der Ausdruck "E7-Protein von HPV" umfaßt ein E7-Protein jeglichen HPV-Typs,
insbesondere von HPV1, 5, 6, 11, 1 6 oder 1 8. Ein E7-Protein kann eine Wildtyp-
Sequenz oder eine hiervon durch ein oder mehrere Aminosäuren unterschiedliche
Sequenz aufweisen. Eine Wildtyp-Sequenz eines E7-Proteins von HPV1 6 ist z. B.
in Seedorf, K., et al., Virology 145, (1985), 181-5 angegeben. Ferner kann ein
E7-Protein in verkürzter Form vorliegen, d. h. es liegt nur in Form jenes Frag
ments vor, das für die Bindung an ein Zell-Regulatorprotein notwendig ist.
Beispielsweise ist dies für das E7-Protein von HPV16 ein Fragment, daß die
Aminosäuren 39-98 umfaßt. Vorstehendes Fragment kann auch in Mehrfachko
pien innerhalb eines Polypeptid-Moleküls vorliegen. Desweiteren kann ein E7-
Protein bzw. ein vorstehendes Fragment davon in Form eines Fusionsproteins
vorliegen. Beispielsweise kann in einem solchen das E7-Protein bzw. ein vor
stehend es Fragment davon mit einem Glutathion-S-Transferase (GST)-Anteil
kombiniert sein. Günstig kann es sein, wenn das E7-Protein bzw. vorstehendes
Fragment davon mit der DNA-Bindungsdomäne (DBD) des bakteriellen Lex A-
Repressors kombiniert ist.
Der Ausdruck "Zell-Regulatorprotein" umfaßt jegliches Regulatorprotein einer
Zelle, das durch ein E7-Protein von HPV gebunden werden kann. Beispiele eines
solchen Zell-Regulatorproteins sind der Zellzyklusregulator p27KIP1 (vgl. Polyak,
K., et al., Cell 78, (1994), 59-66) und das Glykolyse-Kontrollenzym M2PK (vgl.
Tani, K., et al., Gene 73, (1988), 509-16). Ein Zell-Regulatorprotein kann eine
Wildtyp-Sequenz oder eine davon durch ein oder mehrere Aminosäuren unter
schiedliche Sequenz aufweisen. Eine Wildtyp-Sequenz von p27KIP1 ist z. B. in
Polyak, K. et al., vgl. vorstehend, angegeben. Ferner kann ein Zell-Regulator
protein in verkürzter Form vorliegen, d. h. es liegt nur in Form jenes Fragments
vor, das für die Bindung an ein E7-Protein von HPV notwendig ist. Dieses
Fragment kann auch in Mehrfachkopien innerhalb eines Polypeptid-Moleküls
vorliegen. Desweiteren kann ein Zell-Regulatorprotein bzw. ein vorstehendes
Fragment davon in Form eines Fusionsproteins vorliegen. Beispielsweise kann in
einem solchen das Zell-Regulatorprotein bzw. vorstehendes Fragment davon mit
einem Histidin-Anteil kombiniert sein. Günstig kann es sein, wenn das Zell-
Regulatorprotein bzw. ein vorstehendes Fragment davon mit der Trans-Aktivie
rungsdomäne (TAD) des bakteriellen Proteins B42 kombiniert ist.
Ein vorstehendes System eignet sich zur in vitro-Bestimmung von Wirksub
stanzen gegen HPV-assoziierte Karzinome. Die Bereitstellung vorstehender
(Fusions)Proteine kann durch übliche Verfahren erfolgen.
Wird z. B. eine rekombinante Bereitstellung gewählt, ist es günstig, die für das
(Fusions)Protein kodierende DNA in einen Expressionsvektor zu inserieren und
diesen dann zur Transfektion bzw. Transformation von Wirtszellen zu verwen
den. Erfindungsgemäß wird eine DNA bevorzugt, die für das Fusionsprotein, B42
(TAD)-p27KIP1, kodiert. Eine solche DNA wurde als pB42-p27::TRP1 bei der
DSMZ unter DSM 11307 am 26. Nov. 1996 hinterlegt.
Für die Expression einer vorstehenden DNA greift der Fachmann auf bekannte
Expressionsvektoren zurück. Für die Expression in E. coli sind dies z. B. pGEMEX,
pUC-Derivate, pGEM-T, pGEX-2T, pet3b und pQE-8. Für die Expression in Hefe
sind z. B. pY100, Ycpad1 und pREP-L20 zu nennen. Für die Expression in tieri
schen Zellen sind z. B. pKCR, pEFB0S, cDM8 und pCEV4, anzugeben, während
sich für die Expression in Insektenzellen besonders der Bakulovirus-Expressions
vektor pAcSGHisNT-A eignet.
Ferner kennt der Fachmann Wirtszellen. Beispiele solcher Wirtszellen umfassen
die E.coli-Stämme HB101, DH1, x1776, JM101, JM109, BL21 und SG13009,
die Hefe-Stämme Saccharomyces cerevisiae und Saccharomyces pombe und die
tierischen Zellen L, NH-3T3, FM3A, CHO, COS, Vero und Hela, sowie die
lnsektenzellen sf9.
Darüberhinaus kennt der Fachmann Bedingungen, Wirtszellen mit den Expres
sionsvektoren zu transformieren bzw. transfizieren und die Wirtszellen dann zu
kultivieren. Auch sind im Verfahren bekannt, ein exprimiertes Fusions(Protein) zu
isolieren und zu reinigen.
Ein vorstehendes System kann in üblicher Weise zur in vitro-Bestimmung von
Wirksubstanzen gegen HPV-assoziierte Karzinome verwendet werden. Beispiels
weise kann ein E7-Protein in Form eines Fusionsproteins, z. B. als (GST)-E7-Pro
tein an einen Träger, z. B. Miktrotiterplatte, Röhrchen, Mikrokugeln, Objektträger,
fixiert werden. Dann können die zu testenden Substanzen dem Träger zugege
ben werden. Gleichzeitig oder danach kann ein Zell-Regulatorprotein, z. B.
p27KIP1, in Form eines Fusionsproteins, z. B. als His-p27KIP1, zugegeben wer
den. Nach einem Waschvorgang kann mit einem markierten, gegen p27KIP1
gerichteten Antikörper bestimmt werden, ob eine Bindung zwischen dem E7-
Protein und dem Zell-Regulatorprotein, p27KIP1, stattgefunden hat bzw. durch
ein oder mehrere Substanzen verhindert worden ist. Auf diese Weise werden
Wirksubstanzen gegen HPV-assoziierte Karzinome bestimmt.
Erfindungsgemäß wird auch ein System bereitgestellt, das sich zur in vivo-
Bestimmung von Wirksubstanzen gegen HPV-assoziierte Karzinome eignet.
Vorzugsweise umfaßt ein solches System ein E7-Protein in Form eines Lex A
(DBD)-E7-Protein-Fusionsproteins und ein Zell-Regulatorprotein in Form eines
B42 (TAD)-Zell-Regulatorprotein-Fusionsproteins, wobei die Fusionsproteine in
Form von sie exprimierenden DNAs zusammen mit einer ein Reporter-Protein
exprimierenden DNA vorliegen, und wobei die Expression des Reporter-Proteins
unter der Kontrolle eines Lex A (DBD)-abhängigen Promotors steht.
Der Ausdruck "exprimierende DNAs" weist darauf hin, daß die für die angespro
chenen Fusionsproteine und das Reporter-Protein kodierenden DNAs gemeinsam
in einer Zelle exprimiert werden können. Für eine solche Expression kennt der
Fachmann Expressionsvektoren, Wirtszellen und Verfahren. Hierzu wird auf
vorstehende Ausführungen verwiesen.
Der Ausdruck "Reporter-Protein" umfaßt jegliches Reporter-Protein, dessen
Expression unter der Kontrolle eines Lex A (DBD)-abhängigen Promotors stehen
kann. Beispiele eines solchen Reporter-Proteins sind LacZ oder "green fluo
rescent protein".
Durch die Expression der für die angesprochenen Fusionsproteine kodierenden
DNAs, d. h. durch die Bereitstellung der Fusionsproteine, Lex A (DBD)-E7-Protein
und B42 (TAD)-Zell-Regulatorprotein, können diese Fusionsproteine aneinander
binden und über Lex A (DBD) an den Lex A (DBD)-abhängigen Promotor der für
das Reporter-Protein kodierenden DNA binden und diesen aktivieren. Für letzeres
ist insbesondere B42 (TAD) des Fusionsproteins B42 (TAD)-Zell-Regulatorprotein
wichtig.
In bevorzugter Ausführungsform liegen in vorstehendem System zur in vivo-
Bestimmung von Wirksubstanzen gegen HPV-assoziierte Karzinome eine bis alle
der angesprochenen DNAs in einer Zelle vor. Günstig ist es, wenn das Vorliegen
stabil ist. Zellen, die eine bis alle dieser DNAs enthalten, sind ebenfalls Gegen
stand der vorliegenden Erfindung. Eine dieser Zellen, die alle der angesprochenen
DNAs stabil enthält, wurde als 16 E7/p27 bei der DSMZ unter DSM 11308 am
26. Nov. 1996 hinterlegt.
Die Anwendung vorstehenden Systems zur in vivo-Bestimmung von Wirksub
stanzen gegen HPV-assoziierte Karzinome wird beispielhaft anhand der Zellinie
DSM 11 308 beschrieben. Diese Zellinie exprimiert stabil die Fusionsproteine, Lex
(DBD)-E7-Protein und B42 (TAD)-p27KIP1, sowie das Reporter-Protein, Lac Z.
Letztere Expression wird durch den Nachweis von ß-Galactosidase-Aktivität
angezeigt. Nach Zugabe von Substanzen, welche die Bindung eines E7-Proteins
an das Zell-Regulator-Protein p27KIP1, verhindern, wird eine verminderte bzw.
gar keine β-Galactosidase-Aktivität mehr gemessen. Auf diese Weise werden
Wirksubstanzen gegen HPV-assoziierte Karzinome bestimmt.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Wirksubstanzen gegen HPV-
assoziierte Karzinome zu bestimmen. Dies kann in schneller und einfacher Weise
erfolgen. Insbesondere ist es von großem Vorteil, daß die Bestimmung sowohl
in vitro als auch in vivo erfolgen kann. Damit ist ein gegenseitiges Bestätigen
bzw. Verifizieren der erhaltenen Daten möglich. Dies läßt verläßlichere Aussagen
über die Wirksamkeit von Substanzen bzw. Substanzkombinationen zu. Die
vorliegende Erfindung stellt somit einen großen Schritt in der Suche nach Thera
piemöglichkeiten bei gegen HPV-assoziierten Karzinomen dar.
Claims (10)
1. System, umfassend ein E7-Protein von HPV und ein durch das E7-Protein
gebundenes Zell-Regulatorprotein.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das E7-Protein
von HPV1, 5, 6, 11,16 oder 18 stammt.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zell-
Regulatorprotein der Zellzyklus-Regulator p27KIP1 ist.
4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zell-
Regulatorprotein das Glykolyse-Kontrollenzym M2PK ist.
5. System nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das
E7-Protein als Lex A (DBD)-E7-Protein-Fusionsprotein und das Zell-Regula
torprotein als B42 (TAD)-Zell-Regulatorprotein-Fusionsprotein vorliegen.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fusionsprotei
ne in Form von sie exprimierenden DNAs zusammen mit einer ein Repor
ter-Protein exprimierenden DNA vorliegen, wobei die Expression des
Reporter-Proteins unter der Kontrolle eines Lex A (DBD)-abhängigen
Promotors steht.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein bis alle der
angesprochenen DNAs in einer Zelle vorliegen.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine alle der
angesprochenen DNAs enthaltende Zelle unter DSM 11308 am 26. No
vember 1996 hinterlegt worden ist.
9. Verwendung des Systems nach einem der Ansprüche 1-5 zur in vitro-
Bestimmung von Wirkstoffen gegen HPV-assoziierte Karzinome.
10. Verwendung des Systems nach einem der Ansprüche 6-8 zur in vivo-
Bestimmung von Wirkstoffen gegen HPV-assoziierte Karzinome.
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