DE68924162T2 - Stressproteine und verwendungen dafür. - Google Patents

Stressproteine und verwendungen dafür.

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Description

    Grundlagen der Erfindung
  • Obwohl die Funktion der Streßproteine nicht vollständig geklärt ist, scheinen einige bei Zusammensetzung und Strukturstabilisierung bestimmter zellulärer oder viraler Proteine beteiligt zu sein, und ihr Vorhandensein in hohen Konzentrationen kann einen zusätzlich stabilisierenden Effekt während der Exposition bei nachteiligen Bedingungen ausüben. Neidhardt, F.C. und R.A. VanBogelen, In: Escherichia coli and Salmonella typhimurium, Cellular and Molecular Biology, (eds. Neidhardt, F.C., Ingraham, J.L., Low, K.B., Magasanik, B., Schachter, M. and Umbarger, H.E. (Am. Soc. Microbiol., Washington, D.C.), Seiten 1334-1345 (1987); Pelham, H.R.B. Cell, 46:959-961 (1986); Takano, T. und T. Kakefuda, Nature, 239:34-37 (1972); Georgopoulus, C. et al., New Biology, 239:38-41 (1972). Phagocytenwirtszellen bilden ein Wirtsmilieu für fremde Organismen, und die Fähigkeit der Produktion von Streßproteinen ist mit dem Überleben bakterieller Pathogene in Makrophagen in Verbindung gebracht worden. Christman, M.F. et al., Cell, 41:753-762 (1985).
  • Mycobacterium (M.) tuberculosis und Mycobacterium (M.) leprae sind die Erreger der Tuberkulose und beziehungsweise Lepra. An diesen Krankheiten leiden 20-30 Millionen Menschen, und diese Krankheiten sind immer noch ein großes weltweites Gesundheitsproblem. Joint International Union Against Tuberculosis and World Health Organization Study Group, Tubercle, 63:157-169 (1982); Bloom, B. und T. Godal, Rev. Infect Dis. 5:765-780 (1983). Für die Entwicklung wirksamerer Mittel für Diagnose und Prävention dieser Krankheiten ist das Verstehen der Immunantwort auf eine Infektion mit mycobakteriellen Pathogenen wichtig.
  • Die Antikörper- und T-Zellantworten auf Infektion oder Impfung mit abgetöteten Mycobakterien sind bei Menschen und Tieren untersucht worden. An Tuberkulose oder Lepra erkrankte Patienten produzieren gegen mindestens 12 mycobakterielle Proteine gerichtete Serumantikörper. Einige dieser Proteine werden auch von gut charakterisierten murinen monoklonalen Antikörpern erkannt. Mit Mycobakterien-Lysaten immunisierte Mäuse produzieren Antikörper, die vorwiegend gegen sechs M. tuberculosis und sechs M. leprae Proteinantigene gerichtet sind. Engers, H.D., Infect. Immun., 48:603-605 (1985); Engers, H.D., Infect. Immun., 51:718-720 (1986). Es sind die Gene, die diese 12 mycobakteriellen Antigene codieren, kloniert worden und von diesen Klonen produzierte rekombinante Proteine hat man zur Erforschung der menschlichen T-Lymphocyten-Antwort auf eine mycobakterielle Infektion verwendet. Husson, R.N. und R.A. Young, Proc. Natl. Acad. Sci., USA 84:1679-1683 (1987); Young, R.A. et al., Nature, 316:450-452 (1985); Britton, W.J et al., Leer. Rev., 57, Suppl. 2, 67-75 (1986).
  • Der Schutz gegen eine mycobakterielle Krankheit umfaßt eine zellvermittelte Immunität. Joint International Union Against Tuberculosis and World Health Organization Study Group, Tubercle, 63:157-169 (1982); Hahn, H. und S.H.E. Kaufman, Rev. Infect. Dis., 3: 1221-1250 (1981). Man hat von Patienten oder freiwilligen Probanden, die mit abgetöteten Mycobakterien immunisiert worden waren, geklonte T-Lymphocyten auf deren Fähigkeit getestet, die rekombinanten mycobakteriellen Proteine zu erkennen. Lymphocyten-Proliferationstests zeigen, daß die meisten der mit monoklonalen Antikörpern identifizierten Antigene bei der T-Zellantwort auf eine mycobakterielle Infektion oder Impfung bei Mäusen und Menschen beteiligt sind. Der Verdünnungsreihentest deutet darauf, daß 20% der auf Mycobakterien reagierenden CD&sup4;&spplus; T-Lymphocyten in M. tuberculosis infizierten Mäusen nur ein einziges Protein, das 65 kDa Antigen, erkennen. Kaufman, S.H.E. et al., Eur. J. Immunol., 17:351-357 (1987).
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Streßproteine und Verfahren zur Verstärkung der Immunantwort eines Individuums auf ein Pathogen außer einem Mycobakterium, und insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung derartiger Streßproteine zur Herstellung eines "Impfstoffs" für die prophylaktische Immuntherapie, die zu einer Induktion oder Verstärkung der Immunantwort auf ein gewähltes Pathogen bei der Immunprophylaxe führt, wobei die Streßproteine zur Verhinderung oder Verminderung der Wirkungen in einem Individuum eines Pathogens, das ein beliebiger Virus, Mikroorganismus oder anderer Organismus oder Substanz (z. B. ein Toxin oder Toxoid)sein kann, der/das eine Krankheit verursacht, verabreicht werden. Bei Verhinderung oder Verminderung nachteiliger Wirkungen des nichtviralen Pathogens (z. B. Bakterien) gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine Immunantwort eines Individuums auf das (die) Streßprotein(e) des nichtviralen Pathogens durch Verabreichung eines Impfstoffs induziert oder verstärkt, der ein oder mehrere Streßproteine des Pathogens und üblicherweise ein Adjuvans umfaßt.
  • Die Verhinderung oder Verminderung nachteiliger Wirkungen der viralen Pathogene, ebenso wie die Verhinderung der Zelltransformation oder die Minderung des vorkommenden Transformationausmaßes gemäß dem vorliegenden Verfahren, wird durch die vorübergehende Verstärkung eines Immunüberwachungssystems des Individuums bewirkt. In diesem Fall haben die verursachenden Pathogene (z. B. Virus; transformierendes Agens) keine eigenen Streßproteine. Die Verstärkung der Immunantwort kann durch Modulation der Immunzellen mittels Stimulation mit einem nichtviralen Streßprotein (z. B. einem bakteriellen Streßprotein) oder Modulation der Streßantwort des Individuums durch beliebige Mittel (z. B. lokale Hitzeapplikation) bewirkt werden.
  • In der Immuntherapie, wie sie beispielsweise bei der Behandlung von Autoimmunkrankheiten angewendet wird, werden die bekanntermaßen an der Immunantwort beteiligten Streßproteine verabreicht, um die Immunantwort eines Individuums durch Tolerierung des Streßproteins herabzusetzen. Siehe EP-A-0.262.710. Alternativ wird die Immunantwort auf ein Streßprotein, das bekanntermaßen bei Autoimmunkrankheiten vorkommt, durch Beeinträchtigung der Fähigkeit der Immunzellen vermindert, die auf Streßproteine antworten.
  • Ein gewähltes Streßprotein der vorliegenden Erfindung kann einem Individuum gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verabreicht werden und zu einer Immunantwort führen, die vor späteren Infektionen durch einen nichtviralen Organismus (z. B. Bakterien, andere infektiöse Agentien, die Streßproteine produzieren) schützt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Abbildung 1 ist eine graphische Darstellung der Homologien zwischen mycobakteriellen Antigenen und bekannten Streßproteinen. Abbildung 1A zeigt die Sequenzähnlichkeit zwischen Bereichen des M. tuberculosis 71 kDa Antigens (Reste 1-204; TB 71 kDa) und des E. coli DnaK Proteins (Reste 430-469). Abbildung 1B zeigt die Sequenzähnlichkeit zwischen Bereichen des M. tuberculosis 65 kDa Antigens (Reste 1-540; TB 65 kDa) und des E. coli GroEL Proteins (Reste 1-547).
  • Abbildung 2 zeigt einen Vergleich der Aminosäuresequenz des menschlichen P1 Proteins (573 Reste) mit der Aminosäuresequenz des GroEL Proteins (547 Reste).
  • Abbildung 3 zeigt einen Vergleich der Aminosäuresequenz des menschlichen P1 Proteins (573 Reste), das ein Homolog des groEL-Proteins ist, mit der Aminosäuresequenz des 65 kDa M. leprae Proteins (540 Reste).
  • Abbildung 4 zeigt einen Vergleich der Aminosäuresequenz des menschlichen P1 Proteins (573 Reste), das ein Homolog des groEL-Proteins ist, mit der Aminosäuresequenz des 65 kDa M. tuberculosis Proteins (540 Reste).
  • Genaue Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß Streßproteine Vertreter der wichtigen Antigene sind, die für Präsentation für T-Lymphozyten verfügbar sind und gewöhnliche Immunziele in einem breiten Spektrum von Infektionskrankheiten sein können. Immunantworten auf Streßproteine sind an der Immunüberwachung vom Körper beteiligt, und man hat gezeigt, daß eine Reihe verschiedener T-Zelltypen hoch konservierte Streßproteindeterminanten erkennen. Mehrere unten beschriebene Beobachtungen lassen ein Modell der Immunüberwachung postulieren, wo selbstreaktive T-Zellen eine erste Verteidigungslinie gegen eine Infektion oder eine andere Invasion von Pathogenen und gegen eine Zelltransformation durch Erkennen und Hilfe zur Beseitigung gestreßter autologer Zellen wie auch von intrazellulären Bakterien infizierte Zellen bilden. Ohne sich streng an dieses Modell zu halten, ist eine Erklärung möglich, warum prokaryontische und eukaryontische Zellen auf eine Reihe möglicherweise zerstörender Stimuli antworten, wie beispielsweise erhöhte Temperatur, durch eine vermehrte Synthese einer Proteinfamilie, die als Streßproteine bezeichnet werden, die unter den am höchsten konservierten und häufig vorkommenden Proteinen sind, die in der Natur vorkommen.
  • Untersuchungen von Antigenen, die an der Immunantwort auf Tuberkulose- und Leprabacilli (M. tuberculosis und M. leprae) beteiligt sind, führten zunächst zu der Beobachtung, daß eine Reihe von Streßproteinen sich unter den Hauptzielen der Immunantwort befinden, wie dies unten ausführlicher beschrieben wird.
  • Eine weitere Bewertung hat gezeigt, daß Streßproteine gewöhnliche Ziele bei einem breiten Spektrum von Infektionskrankheiten sein können. Eine Sequenzanalyse hat ein 70-kDa Hitzeschockprotein erkennen lassen, das homolog zu den Hauptantigenen der protozooischen Parasiten Plasmodium falciparum (Bianco, A.E. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 83:8713-8717 (1986)) und Schistosoma mansoni (Hedstrom, R. et al., J. Exp. Med., 165:1430-1435 (1987)) und den Malaria-Parasiten Brugia malayi (Selkirk, M.E. et al., J. Cell Biochem., 12D: 290 (1988)) ist. Entsprechend sind Homologe von GroEL unter Antigenen gefunden worden, die an der Immunantwort auf Salmonella typhimurium und Coxiella beteiligt sind. Vodkin, M.H. und J.C. Williams, J. Bacteriol, 170:1227 (1988). Das Vorhandensein von Streßproteinen unter den Hauptimmunzielen bei einer Reihe von Humanpathogenen stützt die Vorstellung, daß die Streßantwort ein üblicher Teil der Infektion sein kann, und daß Streßproteine als mögliche Spalt-Impfstoffe in Betracht gezogen werden sollten. Alle Organismen reagieren auf Hitze, in dem eine Synthese von Hitzeschockproteinen (Hsps), eine Proteingruppe, induziert wird. Diese Antwort ist das am höchsten konservierte genetische System, das man kennt, und man hat gezeigt, daß es in jedem bis heute untersuchten Organismus, einschließlich Mikroorganismen, Pflanen und Tiere, vorkommt. Viele dieser Reaktionsmerkmale sind allen Organismen gemeinsam und die Hsps sind Vertreter der am höchsten konservierten Proteine, die man kennt. Beispielsweise sind die hsp90 und hsp70 Proteinfamilien in sehr verschiedenen Organismen vorhanden. Die Proteine jeder Familie - selbst in derart verschiedenen Organismen - sind fast zu 50% auf Aminosäure-Ebene identisch und bei nichtidentischen Resten zeigen sie viele Ähnlichkeiten. Mehrere der durch Hitze induzierten Proteine werden auch durch eine Reihe anderer Streßfaktoren induziert. Die hsps oder ein eng verwandtes/ähnliches Protein kommen in allen Organismen bei normalen Temperaturen vor, und man hat gezeigt, daß sie eine Schlüsselfunktion im normalen Zellmetabolismus besitzen. Lindquist, S. und E.A. Craig, Ann. Rev Genet., 22:631-677 (1988). Weil die Streßantwort allen Prokaryonten und Eukaryonten gemeinsam ist, und die Streßproteine die am höchsten konservierte Sequenz besitzen, kann man erwarten, daß ein Antigen eines Pathogens gegen ein anderes Pathogen immunisieren könnte. Eine im Leben frühe Exposition an fremde Streßproteine könnte tatsächlich eine gewisse Immunität gegen zahlreiche infektiöse Agentien induzieren. Falls dies zuträfe, könnte dies die Beobachtung erklären, daß bei vielen Pathogenen nur bei einem Teil der Infizierten eine klinische Erkrankung wirklich ausbricht.
  • Im folgenden wird beschrieben: Die Beziehung, die man zwischen Streßproteinen und der Immunantwort auf eine mycobakterielle Infektion beobachtet hat; die Beobachtung und Belege, daß Streßproteine bei vielen nichtviralen Infektionen Immunziele sind; die Feststellung der Tatsache, daß Immunantworten auf konservierte Streßproteindeterminanten eine wichtige Rolle bei der Autoimmunpathologie bei der rheumatoiden Arthritis wie auch bei der adjuvanten Arthritis spielen; und die Rolle der Streßproteine bei der Immunüberwachung und ebenso ein postuliertes Modell der Immunüberwachung, wo selbstreaktive T-Zellen eine erste Verteidigungslinie gegen eine Infektion und Zelltransformation bilden.
  • Mycobakterielle Streßproteine sind Ziele der Immunantwort
  • Eine interessante Beziehung zwischen Streßproteinen und der Immunantwort auf eine mycobakterielle Infektion ist beobachtet worden. Eine genauere Überprüfung von Streßproteindeterminanten und Immunantwort-Mechanismen ist für das Verstehen der Beziehung zwischen Streßproteinen, Infektion und Immunität notwendig.
  • Aufgrund der Beteiligung von M. tuberculosis und M. leprae Proteinen bei humoralen und zellvermittelten Immunantworten und zum Nachweis der Funktionen dieser Proteine in der Mycobakterienzelle ist die DNS, die mehrere M. tuberculosis und H. leprae Antigene codiert, sequenziert worden. Als Ergebnis hat man gezeigt, daß viele dieser mycobakteriellen Proteinantigene eine erstaunliche Sequenzähnlichkeit zu bekannten streßinduzierten Proteinen zeigen. Bei drei der untersuchten M. leprae und zwei M. tuberculosis Proteinantigenen ist eine erstaunliche Sequenzähnlichkeit zu bekannten Streßproteinen gezeigt worden. Aus in den Beispielen diskutierten Gründen hat man geschlossen, daß zwei der M. leprae und zwei der M. tuberculosis Antigene Homologe der E. coli DnaK und GroEL Proteine sind.
  • In Versuchsmäusen ruft die Immunisierung mit mycobakteriellen Lysaten Antikörperantworten auf mindestens sechs M. tuberculosis Proteinantigene und in etwa die gleiche Anzahl an M. leprae Proteinantigenen hervor. Für diese Proteine spezifische Antikörper wurden verwendet, um Klone aus λgt11 DNS-Expressionsbibliotheken von H. tuberculosis und M. leprae zu isolieren. Die Sequenz der DNS-Klone zeigte, daß mycobakterielle hsp70 (alias 70 kDa Antigen) und hsp60 (alias 65 kDa Antigen, groEL) die Hauptziele der murinen Antikörperantwort sowohl auf M. tuberculosis als auch auf M. leprae waren. Zwei zusätzliche hsp's, ein 18 kDa Verteter der kleinen hsp Familie und ein 12 kDa Homolog zu groES wurden unter den M. leprae und M. tuberculosis Antigenen gefunden. Young, D.B., et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 85:4267-4270 (1988); Shinnick, T.M., et al., Nuc. Acids Res., 17:1254 (1989).
  • Die mycobakteriellen Streßproteine sind sowohl für murine Antikörper- als auch T-Zellantworten unter den immunodominanten Zielen. In einer Studie, in der die Ergebnisse von 10 Labors zusammengefaßt wurden, erkannte eine Auswahl von 24 murinen monoklonalen Antikörpern 6 M. leprae Proteine; 7 dieser Antikörper sind gegen 6 unterschiedliche Determinanten in dem M. leprae hsp60 gerichtet. Engers, H.D., et al., Infect. Immun., 48:603-605 (1985); Mehra, V., et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 83:7013-7017 (1986). In einer ähnlichen Studie erkannten 3 von 33 gegen M. tuberculosis gerichtete monoklonale Antikörper das M. tuberculosis hsp60 Protein. Engers, H.D., et al., Infect. Immun., 51:718-720 (1986). Schließlich zeigt eine Verdünnungsreihentest, daß 20% der auf Mycobakterien reagierenden CD4&spplus; T-Lymphocyten in Mäusen, die mit M. tuberculosis immunisiert wurden, dieses Antigen erkennen. Kaufman, S.H., et al., Eur. J. Immunol., 17:351-357 (1987).
  • Obwohl von einer genauen quantitativen Analyse der menschlichen Immunantwort auf mycobakterielle Streßproteine bis jetzt noch nicht berichtet wurde, werden mycobakterielle Streßproteine von menschlichen Antikörpern und T-Lymphocyten erkannt, und dieser Sachverhalt läßt vermuten, daß diese Proteine unter den Hauptzielen der menschlichen zellvermittelten Immunantwort sind. Emmrich, F., et al., J. Exp. Med., 163:1024-1029 (1985); Mustafa, A.S., et al., Nature (London), 319:63-66 (1986); Oftung, F., et al., J. Immunol., 138:927-931 (1987); Lamb, J.R., et al., EMBO J., 6:1245-1249 (1987). T- Lymphocyten von Patienten mit einer mycobakteriellen Infektion oder von Freiwilligen, die mit Mycobakterien immunisiert worden waren, sind kloniert und auf ihre Fähigkeit getestet worden, mycobakterielle Streßproteine zu erkennen. In allen Untersuchungen konnte man zeigen, daß eine Fraktion der menschlichen T-Zellklone ein oder mehrere mycobakterielle Streßproteine erkennt.
  • Streßproteine sind Immunziele bei nichtviralen Infektionen
  • Die Beobachtung, daß Streßproteine wichtige Ziele der Immunantwort auf eine mycobakterielle Infektion sind und das Wissen, daß die Hauptstreßproteine konserviert sind und häufig in anderen Organismen vorkommen, ließen vermuten, daß Streßproteine wahrscheinlich Immunziele bei vielen nichtviralen Infektionen sind. Tatsächlich trifft dies zu. Antigene vieler infektiöser Agentien sind als Vertreter der Streßproteinfamilien identifiziert worden. Das Hauptstreßproteinantigen, das von Antikörpern bei bakteriellen Infektionen erkannt wird, ist das hsp60. Das "gewöhnliche Antigen", ein immundominantes Proteinantigen, von dem schon lang bekannt ist, daß es in den meisten Bakterienarten vorkommt, wurde als hsp60 identifiziert. Shinnick, T.H., et al., Infect. Immun., 56:446 (1988); Thole, J.E.R., et al., Microbial Pathogenesis, 4:71-83 (1988). Es sind auch Streßproteine als Immunziele bei den wichtigsten Parasiteninfektionen des Menschen identifiziert worden. Bianco, A.E., et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 83:8713 (1986); Nene., V., et al., Mol. Biochem. Parasitol., 21:179 (1986); Ardeshir, F., et al., EMBO J., 6:493 (1987); Hedstrom, R., et al., J. Exp. Med., 165:1430 (1987); Selkirk, M.E., et al., J. Cell Biochem., 12D:290 (1988); Engman, D.M., et al., J. Cell Biochem., 12D: Supplement, 290 (1988); Smith, D.F., et al., J. Cell Biochem., 12D:296 (1988). Antikörper gegen hsp70 sind in Sera von Patienten, die an Malaria, Trypanosomiasis, Leishmaniasis, Schistosomiasis und Filariasis leiden, identifiziert worden. Hsp90 ist ebenfalls ein Antikörperziel bei Trypanosomiasis, und ein Mitglied der kleinen hsp Familie wird bei einigen Patienten mit Schistosomiasis erkannt.
  • Streßproteine und Autoimmunreaktionen
  • Rheumatoide Arthritis ist durch eine chronische Proliferations- und Entzündungsreaktion in der Gelenkinnenhaut gekennzeichnet, wobei angenommen wird, daß Autoimmunreaktionen beteiligt sind. Die adjuvante Arthritis bei Ratten ähnelt in manchem der menschlichen rheumatoiden Arthritis und ist als ein Tierversuchsmodell für eine Humanerkrankung verwendet worden. Pearson, C.M., Arthritis Rheum., 7:80-86 (1964). Adjuvante Arthritis kann bei Ratten mit einer einzigen intradermalen Injektion abgetöteter M. tuberculosis in einem kompletten Freund Adjuvans ausgelöst werden. Eine Autoimmunreaktion mit Beteiligung von T-Lymphocyten scheint für die Krankheitsentstehung verantwortlich zu sein. Holoshitz, J., et al., Science, 219:56-58 (1983). T-Zellinien, die durch Lymphknotendrainage arthritischer Ratten isoliert und in vitro durch Stimulation mit H. tuberculosis gepulsten, syngenes Antigen präsentierenden Zellen vermehrt wurden, können eine vorübergehende Form der Krankheit verursachen, wenn sie in bestrahlte Ratten transferiert werden. Da in diesen Experimenten darauf geachtet wurde, daß ein Transfer kontaminierender H. tuberculosis ausgeschlossen war, läßt dieses Ergebnis wirklich vermuten, daß die klinischen Effekte der Krankheit eine Folge der Autoimmunreaktion sind, wo das Autoantigen mit M. tuberculosis geteilt wird.
  • Die Ratten- und M. tuberculosis Antigene, die von arthritogenen T-Zellen erkannt werden, sind schon lange gesucht worden. Zahlreiche verschiedene Proteine in der Gelenkinnenhaut hat man für das kreuzreagierende Rattenantigen gehalten, wurden aber später mit Vorbehalt aufgenommen, als die Reinigungsverfahren für diese Proteine verbessert waren. van Eden, W., et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 82:5117-5120 (1985); Holoshitz, J., et al., Science, 219:56-58 (1983). Vor kurzem wurde gezeigt, daß das von arthritogenen T-Zellen erkannte M. tuberculosis Antigen ein 65 kDa Protein ist (van Eden, W., et al., Nature, 331:171 (1988)), und man hat jetzt gezeigt, daß es ein hsp60 ist (siehe Beispiele). Bei Verwendung einer Kombination verkürzter rekombinanter 65 kDa Proteine und Peptide ist ein neun Aminosäure-Epitop von hsp60 als die kleinste stimulierend wirkende Sequenz auf arthritogene T-Zellklone in Proliferationstests identifiziert worden. Da es nun offensichtlich ist, daß einige arthritogene T- Zellen das mycobakterielle hsp60 erkennen, ist es sehr wohl möglich, daß das Ratten-Autoantigen ebenfalls hsp60 ist.
  • Die mit dem adjuvanten Arthritismodell erhaltenen Ergebnisse veranlaßten Forscher zu bestimmen, ob T-Lymphocyten von Patienten mit rheumatoider Arthritis auch mycobakterielle Antigene erkennen. Diese Forscher haben herausgefunden, daß nicht nur Patienten mit rheumatoider Arthritis T-Zellen haben, die M. tuberculosis Antigene erkennen, sondern daß diese T-Zellen verschiedene Phänotypen haben Wesentliche Proliferationsreaktionen auf mycobakterielle Extrakte werden mit nichtklonierten T- Zellen (vorwiegend CD4&spplus;) von sowohl Gelenk-Infiltraten als auch Peripherblut beobachtet, wenn auch die Reaktionen normalerweise bei Gelenkinnenhaut-Infiltraten stärker sind. Abrahamson, T.G., et al., Scand. J. Immunol. 7:81-90 (1978); Holoshitz, J., et al., Lancet ii, 305-306 (1986). Holoshitz et al. fanden, daß 4 von 5 T-Zellklonen, die aus der menschlichen rheumatoiden Gelenkinnenhaut isoliert wurden, und auf H. tuberculosis Antigene antworten, CD4&supmin; CD8&supmin; Zellen mit γ/δ T-Zellreportern waren. Holoshitz, J, et al., Nature, 339:226- 229 (1989). Diese Beobachtung ist interessant, da man jetzt den γ/δ T-Zellen eine Funktion bei der Immunität zuordnen kann. Einer der γ/δ Klone wurde auf seine Fähigkeit getestet, auf gereinigtes mycobakterielles hsp60 zu reagieren, und er war in Proliferationstests positiv. Aufgrund der konservierten Natur der Streßproteine, sind diese T-Zellen potentiell autoreaktiv. Lamb und Mitarbeiter haben gezeigt, daß polyklonale T- Zellen aus Gelenk-Infiltraten sowohl hsp60 als auch hsp70 erkennen. Lamb, J.R., et al., Intl. Immunol., im Druck (1989). Von der Population T-Zellen, die die mycobakteriellen Streßproteine erkennt, konnte man zeigen, daß sie auf E. coli hsp60 und hsp70 und hochinteressanterweise auf menschliches hsp70, gereinigt aus Hitzeschock behandelten Makrophagen, reagiert. Folglich können Immunantworten auf konservierte Streßproteindeterminanten, die möglicherweise durch eine Bakterieninfektion (nicht notwendigerweise eine mycobakterielle) ausgelöst werden, eine wichtige Rolle bei der Autoimmunpathologie bei rheumatoider Arthritis wie auch bei der adjuvanten Arthritis spielen.
  • Streßproteine und Immunüberwachung
  • Man hat von einer Reihe verschiedener T-Zelltypen gezeigt, daß sie hochkonservierte Streßproteindeterminanten erkennen. Die Fähigkeit der Zellen, auf Streß durch eine Erhöhung der Spiegel der hochkonservierten Streßproteine zu reagieren; in Gesunden das Vorkommen von T-Zellen verschiedener Phänotypen, die in der Lage sind, körpereigene Streßproteindeterminanten zu erkennen; und Beobachtungen, daß Streßreaktionen durch eine virale Infektion und Zelltransformation ausgelöst werden, dies alles führte zu einem Modell der Immunüberwachung, wo selbstreaktive T-Zellen eine erste Verteidigungslinie gegen eine Infektion und Transformation durch Erkennen und Hilfe bei Beseitigung von gestreßten autologen Zellen wie auch von intrazellulären Bakterien infizierten Zellen bilden. Der Pool von Lymphocyten, die die konservierten Streßproteindeterminanten erkennen, würde beim Herstellen einer natürlichen Mikrobenflora auf der Haut und im Darm induziert werden, und durch häufige bakterielle und virale Stimulation und auch durch Streßstimuli, die im Leben normalerweise vorkommen, aufrechterhalten werden. Dieses Modell ist bestechend, da es eine Möglichkeit liefert, wo das Immunsystem die Existenz konservierter Epitope in Streßproteinen nutzen kann, um unmittelbar auf Antigene unterschiedlicher Pathogene und zelluläre Änderungen zu antworten, um eine erste Verteidigung zu bilden, die keine Immunitätsentwicklung für neue Antigene abzuwarten braucht.
  • Die Streßproteininduktion geschieht in eukaryontischen Zellen im Anschluß an eine Infektion von verschiedenen Viren in vitro. Collins, P.L. und Hightower, L.E., J. Virol., 44:703-707 (1982); Nevins, J.R., Cell, 29:913-939 (1982); Garry, R.F., et al., Virology, 129:391-332 (1988); Khandjian, E.W. und Turler, H., Mol. Cell Biol., 3:1-8 (1983); LaThangue, N.E., et al., EMBO J., 3:267-277 (1984). CTL, die diese Neoantigene erkennen, könnten die Verbreitung des Virus durch Abtöten der infizierten Zellen, möglicherweise bevor größere Mengen des reifen Virus zusammengesetzt sind, und durch Sekretion des Lymphokinins γ-Interferon einschränken. Pestka, S., in: Methods Enzymol., Interferons, Teil A., Vol. 79, Academic Press, New York, Seite 667 (1981). Der mit diesem Gedanken in Einklang stehende Sachverhalt ist erstaunlich. Koga et al. haben gezeigt, daß eine Infektion primärer Mäusemakrophagen mit CMV sie als Ziele für MHCOI beschränkte CD8&spplus; CTL, die spezifisch für lineare Epitope von H. tuberculosis hsp60 sind, empfänglich machen. Koga, T. et al. Obwohl das von diesen CTL auf infizierten Makrophagen erkannte Epitop nicht definiert war, ist es doch verführerisch darüber zu spekulieren, ob eine Kreuzreaktion mit körpereigenen hsp60 Epitopen beobachtet wird. Tatsächlich zeigten die gleichen Gruppen, daß ein homologes hsp60 konstitutiv in Makrophagen vorhanden ist und von einer γ-Interferonstimulation hochreguliert wird.
  • T-Zellen, die in der Lage sind, durch eine Transformation gestreßte autologe Zellen zu erkennen, könnten bei Beseitigung entstehender Tumorzellen helfen. Streßproteine scheinen in großen Mengen in mindestens einigen transformierten Zellen gebildet zu werden. Bensaude, O., und Morange, M., EMBO J., 2:173-177 (1983). Man hat ein 86 kDa murines Tumorantigen gefunden, das homolog zu Vertretern der hsp90 Familie in Hefe und Drosophila ist. Ullrich, S.J., Proc. Natl. Acad. Sci., USA 83:3121-3125 (1986). Die Immunisierung von Mäusen mit gereinigtem Protein führte zu einer Hemmung des Tumorwachstums in 95% der Versuchstiere, denen man kultivierte Tumorzellen transplantiert hatte. Alle geschützten Mäuse hatten hohe Titer an einem anti-hsp90 Serum-Antikörper, der mit murinem hsp90 aus Lysaten von Hitzeschock behandelten embryonalen Mäusezellen präzipitieren konnte. Wieder sind autoreaktive Lymphocyten beteiligt.
  • Lymphocyten, die konservierte Streßproteindeterminanten erkennen, müssen in der Lage sein, zwischen normalen und gestreßten Zellen zu unterscheiden. Da viele Streßproteine in normalen Zellen konstitutiv exprimiert werden, aber in geringeren Mengen als in gestreßten Zellen, ist eine mögliche Autoreaktivität immer gegeben. Normale Zellen können der Zerstörung durch Expression von nur substimulatorischen Mengen an Streßproteindeterminanten auf ihren Oberflächen entgehen. Zusätzlich können Streßproteine nur während des Stresses gebildet und präsentiert werden, und es könnte wichtig sein, daß viele Streßproteine die intrazellulären Stellen während des Stresses geändert haben. Schließlich könnten unter normalen Umständen regulatorische Vernetzungen die Aktivierung selbstreaktiver T-Zellen verhindern. Die für dieses System notwendigen regulatorischen Einschränkungen können gelegentlich verloren gehen, möglicherweise während des von bakteriellen oder viralen Infektionen verursachten Stresses, was zu einer Autoimmunerkrankung führt. Die rheumatoide Arthritis kann eine derartige Krankheit sein.
  • Regulation der Immunantwort
  • Die genaue Beziehung zwischen Streßproteinen und der Immunantwort des Wirts auf eine Infektion ist bis heute nicht definiert. Wenn Zellen verschiedenen Streßformen unterzogen werden, antworten sie durch selektive Steigerung der Synthese einer begrenzten Reihe von Streßproteinen. Einige Streßproteine, einschließlich der Produkte von dnaK und groEL, sind wichtige Bestandteile der Zellen unter normalen Wachstumsbedingungen und werden auf noch höhere Niveaus während des Stresses induziert. Lindquist, S., Annu. Rev. Biochem., 55:1151-1191 (1986); Neidhardt, F.C., und R.A. VanBogelen, In: Escherichia coli and Salmonella Typhimurium, Cellular and Molecular Biology, (eds. Neidhardt, F.C., Ingraham, J.L. Low, K.B. Magasanik, B. Schaechter, M. and Umbarger, H.E.) Am. Soc. Microbiol., Washington, D.C., Seiten 1134-1345 (1987). Man hat nun gezeigt, daß mit Streßantwort-Proteine Ziele der Immunantwort sind. Man erwartet verständlicherweise, daß immundominante Antigene unter derart häufig vorkommenden Proteinen zu finden sind, wie man das in diesem Fall gezeigt hat.
  • Streßinduzierte Proteine oder deren funktionelle Äquivalente können zur Immunisierung eines Tiers gegen eine nichtvirale Infektion eingesetzt werden, oder wahlweise andere gewählte streßinduzierte Proteine oder deren funktionellen Äquivalente können zum Auslösen einer Immuntoleranz in einem Tier eingesetzt werden. Gemäß der Methode des vorliegenden Verfahrens ist es möglich, die Immunantwort eines Individuums durch eine Antwortänderung des Individuums auf Streßproteine zu regulieren. Insbesondere ist es möglich, die Antwort eines Individuums auf ein Pathogen (z. B. Bakterium, Virus oder einen anderen Organismus oder anderes Agens, wie beispielsweise Parasiten, Toxine, Toxoide, die Krankheiten oder Zelltransformationen verursachen) zu regulieren.
  • Es ist möglich, wie hier beschrieben, die Streßproteine als Impfstoff zu verwenden, der nach Verabreichung einem Individuum eine Immunantwort in diesem Individuum auslöst oder verstärkt und somit gegen eine nachfolgende Infektion schützt. Weil dies, wie gezeigt, Proteine sind, die Bereiche hoch konservierter Aminosäuresequenzen enthalten, und man gezeigt hat, daß derartige Proteine ubiquitäre Ziele bei mycobakteriellen, bakteriellen oder anderen Infektionen sind, können diese Proteine zum Auslösen einer gleichermaßen ubiquitären Immunantwort eingesetzt werden.
  • Wenn beispielsweise ein Pathogen Streßproteine exprimiert, wie z. B. nichtvirale Pathogene, können zwei Verfahren zur Verstärkung der Immunantwort eines Individuums (und folglich zur Minderung der Pathogenwirkungen) eingesetzt werden.
  • Erstens ist es möglich, da die Streßproteine eines nichtviralen Pathogens sich von denen des Wirts unterscheiden, eine für die Streßproteine des Pathogens spezifische immunoprophylaktische Antwort zu induzieren. Dies kann durch Verabreichung eines Impfstoffs geschehen, der das gesamte oder einen Teil (z. B. hinreichende Sequenz, um die gewünschte Stimulationswirkung auf die Immunantwort zu haben) des Streßproteins des Pathogens oder eines anderen Proteins mit einer hinreichend ähnlichen Aminosäuresequenz zu der des Streßproteins umfaßt, um die Immunantwort auf das Pathogen zu stimulieren. Alternativ können hoch konservierte Streßproteindeterminanten, wie solche, von denen man gezeigt hat, daß sie von einer Reihe T-Zellen erkannt werden, als eine Art "allgemeiner" Impfstoff verabreicht werden. Auf jeden Fall wird die Immunantwort auf die Streßproteinsequenz verstärkt sein, und die Wirkungen des nichtviralen Pathogens werden vermindert (geschwächt, verhindert oder beseitigt).
  • Zweitens ist es auch möglich, das Immunüberwachungssystem oder die Immunantwort zu induzieren oder zu verstärken, die gegen gestreßte Wirtszellen gerichtet ist. Dies wird ausführlicher im Zusammenhang mit der Verstärkung der Immunantwort in den Fällen beschrieben, wo das Pathogen (z. B. ein Virus, transformierendes Agens) keine eigenen Streßproteine (z. B. Streßproteine, die sich von den Streßproteinen des Wirts unterscheiden) besitzt (exprimiert).
  • Der Impfstoff, der zur Induktion oder Verstärkung der Immunantwort auf nichtvirale Pathogene verabreicht wird, umfaßt ein Streßprotein des Pathogens gegen das eine Immunantwort gewünscht wird, ein Teil dieses Proteins mit hinreichender Größe, um die gewünschte Immunantwort zu stimulieren oder ein Protein oder eine Aminosäuresequenz (z. B. ein Polypeptid), welche(s) das funktionlle Äquivalent des Streßproteins des Pathogens ist, weil es eine hinreichend homologe Sequenz zu der des Streßproteins besitzt, das in der Lage ist, die gewünschte Antwort auslösen zu können. Der Ausdruck "hinreichend homologe Sequenz zu der des Streßproteins" bedeutet, daß die Sequenz des Proteins oder Polypeptids im allgemeinen ungefähr zu 50% identisch mit der Amino- Säuresequenz des Streßproteins ist. Der Impfstoff kann auch ein Adjuvans, einen geeigneten Träger und einen geeigneten Puffer umfassen. Das Protein oder die Aminosäuresequnz, das/die im Impfstoff vorliegt, kann mittels bekannter Techniken hergestellt werden. Beispielsweise kann es natürlichen Ursprungs sein und gewonnen (isoliert) werden, es kann durch Klonieren und Exprimieren des Gens produziert werden, das das gewünschte Streßprotein oder einen Teil davon codiert, oder es kann chemisch oder technisch synthetisiert werden.
  • Falls ein Pathogen, wie beispielsweise ein Virus oder ein transformierendes Agens (z. B. ein Agens, dessen Aktivität zur Produktion oder Bildung von Krebszellen führt), das seine eigenen Streßproteine nicht exprimiert, wird der folgende Versuch unternommen, um die Immunantwort oder normale Immunüberwachung (z. B. die Fähigkeit des Immunsystems, körpereigene ebenso wie fremde Proteine zu erkennen) zu verstärken. Ein Impfstoff, der ein bakterielles, mycobakterielles oder anderes Streßprotein umfaßt, kann verabreicht werden. Obwohl es keine viralen Streßproteine gibt, die für diesen Zweck eingesetzt werden, wird die Verabreichung eines derartigen Impfstoffs das bestehende Immunüberwachungssystem verstärken. Zudem kann die Immunüberwachung auch durch Applikation lokaler Hitze oder beliebig anderer Substanzen oder Änderungen der Bedingungen verstärkt werden, die die Streßantwort im behandelten Individuum induzieren. (Dies kann auch in Verbindung mit dem Impfstoff angewendet werden, der zur Verstärkung der Immunantwort auf ein Streßproteine produzierendes Pathogen, wie zuvor beschrieben, verabreicht wird). Es ist bekannt, daß erhöhte Streßproteinspiegel in vielen Krebszelltypen gebildet werden. Wie beschrieben, kann eine Verstärkung des Immunüberwachungssystems genutzt werden, um die Zerstörung von Krebszellen zu erleichtern und/oder eine Progression oder Etablierung der Krebszellen zu verhindern.
  • Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, aber beschränkt sich hierauf nicht.
  • BEISPIELE
  • Rekombinante DNS-Klone. Die Isolierung und Charakterisierung der M. tuberculosis und M. leprae λgt11 genomischen DNS-Klone mit murinen monoklonalen Antikörpern sind beschrieben worden. Husson, R.N. und Young, R.A., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 84:1679-1683 (1987); Young, R.A., et al., Nature (London) 316:450-452 (1985). Die DNS wurde aus diesen Klonen isoliert und mit Hilfe Standardtechnlken aufgearbeitet. Davis, R.W., Advanced Bacterial Genetics: A Manual for Genetic Engineering (Cold Spring Harbor Lab., Cold Spring Harbor, NY), (1980).
  • DNS-Sequenzanalyse. Die DNS wurde in den Vektor M13mp18 oder M13mp19 (New England Biolabs) subkloniert, wie vom Lieferanten empfohlen. Dideoxynucleotid-Kettenabbruch- Reaktionen und Gelelektrophorese der sequenzierten Produkte erfolgte wie beschrieben. Davis, R.W., Advanced Bacterial Genetics: A Manual for Genetic Engineering (Cold Spring Harbor Lab., Cold Spring Harbor, NY), (1980). Die DNS-Sequenzen beider DNS-Stränge wurden bestimmt. Die Computeranalyse der Sequenzen mit UWGCG Programmen erfolgte, wie von Devereux, J., et al., Nucleic Acids Res., 12:387-395 (1984) beschrieben.
  • Immunoblot-Analyse. Der Escherichia coli Stamm TG1 wurde mit den folgenden Plasmiden mittels Standardverfahren transformiert (Maniatis, T., et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Lab., Cold Spring Harbor, NY) (1982), mit Selektion auf Ampicillinresistenz: pND5, ein Derivat von pBR325, das die E. coli groE Gene enthält (Jenkins, A.J., et al., Mol. Gen. Genet, 202:446-454 (1986); pUC8 (Vic?, J., Gene, 19:259- 268 (1982); pUC8 mit inserierter DNS für λgt11 Klon Y3178 (M. leprae 65 kDa Antigen, Young, R.A., et al., Nature, (London) 316:450-452 (1985)), die in die EcoRI Stelle ligiert wurde.
  • Übernachtkulturen von E. coli Stämmen in Luria- Bertani (LB) Medium wurden zentrifugiert und in isotonischer phosphatgepufferten Saline zu einer Zelldichte resuspendiert, die einer Absorption von 20 bei 60 nm entspricht. Ein gleiches Volumen Probenpuffer mit 2% (wt/vol) Polyacrylamidgelen mit NaDodSO&sub4; wurde zugegeben, und nach 2 min Erhitzen im kochenden Wasserbad wurden 5 ml Proben auf 12% (wt/vol) Polyacrylamidgelen mit NaDodSO&sub4; elektrophoretisch aufgetrennt. Blots wurden durch elektrophoretischen Transfer der Proteine auf eine Nitrocellulose-Membran hergestellt, und das Binden der monoklonalen Antikörper wurde mit einem Peroxidase-gekoppelten zweiten Antikörper getestet, wie beschrieben. Young, D.B., et al., Infect. Immun., 55:1421-1425 (1987).
  • Sechs M. tuberculosis und sechs M. leprae Proteine sind bei der Immunantwort auf mycobakterielle Pathogene (T1) beteiligt gewesen. Um Hinweise auf die gewöhnliche zelluläre Funktion von einigen dieser mycobakteriellen Antigene zu erhalten, wurden DNS-Klone, die diese Proteine codieren, mit Hilfe monoklonaler Antikörper zur Untersuchung von λgt11 Bibliotheken isoliert (Husson, R.N. und Young, R.A., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 84:1679-1683 (1987); Young, R.A., et al., Nature (London) 316:450.452 (1985)) und einer Sequenz-Analyse unterzogen. Mit den ermittelten Sequenzen ist die GenBank Sequenzdatenbank durchsucht worden.
  • Das mycobakterielle 71 kDa Antigen. Das 71 kDa Antigen von M. tuberculosis wird von menschlichen T-Zellen während der Infektion erkannt (Tabelle). TABELLE Mycobakterielle Protein-Antigene Erkannt von menschlichen Der Sequenz-Analyse unterzogen Homologie zu bekannten Proteinen M. tuberculosis M. leprae keine Pflanzliches Hsp
  • Zusammengefaßt sind mycobakterielle Proteinantigene, ihre Erkennung von menschlichen T-Zellen und die Homologie der herleitbaren mycobakteriellen Proteinsequenzen zu bekannten Proteinen.
  • ND, nicht bestimmt; +, ja; -, nein
  • * Umfaßt Daten der Untersuchung der 65 kDa Antigene von M. bovis BCG (Bacillus Calmette-Guerin), das identisch mit dem M. tuberculosis 65 kDa Antigen ist.
  • + A.S. Mustafa, J.R. Lamb, D. Young und R.A. Young, unveröffentlicht.
  • Die inserierte DNS des λgt11 Klons Y3271 (Husson, R.N., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84:1679-1683 (1987) wurde sequenziert, um Informationen über die Aminosäuresequenz des 71 kDA Antigens von M. tuberculosis zu erhalten. Dieser Klon produziert ein beta-Galactosidase Fusionsprotein, das das Carboxyl-terminale Drittel des 71 kDa Antigens enthält, das eine 40% Aminosäuresequenz- Identität mit vergleichbaren Abschnitten des dnaK Genprodukts von E. coli zeigt (Bardwell, J.C., et al., Proc. Natl. Sci. USA, 81:848-852 (1984)), (Abb. 1). Abb. 2A zeigt das Ausmaß der Sequenzähnlichkeit zwischen Abschnitten der mycobakteriellen und den E. coli 70 kDa Polypeptiden. Sequenzen transkrlptional downstream von dem mycobakteriellen 71 kDa Gen lassen ein 356 Aminosäureprotein herleiten, das homolog zum E. coli dnaJ Genprodukt ist (unveröffentlicht), was darauf hindeutet, daß die E. coli dnaK-dnaJ Operonstruktur in M. tuberculosis konserviert ist und mit der Folgerung übereinstimmt, daß das mycobakterielle 71 kDa Antigen homolog zum E. coli dnaK Genprodukt ist. Das Produkt des dnaK Gens ist ein Vertreter der 70 kDa Hitzeschock- Proteinfamilie, die bei den Prokaryonten und Eukaryonten hoch konserviert ist (Bardwell, J.C., et al., Proc. Natl. Sci., USA, 81:848-852 (1984); Lindquist, S., Annu. Rev. Biochem. 55:1151-1191 (1986).
  • Das M. leprae 70 kDa Antigen macht Kreuzreaktionen mit monoklonalen Antikörpern, die gegen M. tuberculosis uns M. leprae gerichtet sind, die alle beide Vertreter der 70 kDa Hitzeschockproteinfamilie der Streßproteine sind.
  • Das mycobakterielle 65 kDa Antigen. Die 65 kDa Antigene von M. tuberculosis und M. leprae sind an der Antwort der menschlichen T-Zellen auf eine mycobakterielle Infektion beteiligt (Tabelle). Diese Proteine codierenden Gene sind isoliert (Husson, R.N. und Young, R.A., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 84:1679-1683 (1987); Young, R.A., et al., Nature (London) 316:450-452 (1985)) und sequenziert worden (Shinnick, T.M., J. Bacteriol., 169:1080-1088 (1987); Mehram, V., et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 83:7013-7017 (1986)) und es stellte sich heraus, daß die Aminosäuresequenzen der 65 kDa Antigene von M. tuberculosis und M. leprae zu 95% identisch sind. Diese Proteinsequenzen zeigen keine signifikante Sequenzähnlichkeit zu Proteinen in der GenBank Datenbank.
  • Die Identifizierung dieser Proteine beruhte auf der Beobachtung, daß einige monoklonale Antikörper, die gegen die mycobakteriellen 65 kDa Antigene gerichtet sind, mit einem E. coli Protein mit 60 kDa kreuzreagieren. Bei E. coli Zellen, die mit dem Plasmid pND5 transformiert sind (Sanger, F., et al., Proc. Natl. Acad. Sci.. USA, 74:5463-5467 (1977) und die E. coli gro E Gene enthalten, hat man gezeigt, daß sie große Mengen an 60 kDA Protein akkumulieren. Ein Vergleich der mycobakteriellen 65 kDa Proteinsequenzen mit den für E. coli groEL ermittelten Sequenzen (C. Woolford, K. Tilly, C. Georgopoulous und R.H., unveröffentlicht) zeigte das Ausmaß der Sequenzähnlichkeit (Abb. 1B).
  • Das 60 kDa Gro EL Protein ist ein wichtiges Streßprotein in E. coli. Lindquist, S., Annual Rev. Biochem., 55:1151-1191 (1986); Nature, 333:330-334 (1988). Es gibt Anzeichen, daß die mycobakteriellen 65 kDa Proteine bei einer Streßreaktion akkumulieren: In Zink-Mangelmedium gewachsene Kulturen von Mycobacterium bovis BCG (Bacillus Calmette-Guerin) sind hauptsächlich mit diesem Protein angereichert (De Bruyn, J., et al., Infect. Immun., 55:245-252 (1987)). Daraus kann man schließen, daß die 65 kDA Proteine von H. tuberculosis und M. leprae homolog zum E. coli Gro EL Protein sind.
  • Weitere mycobakterielle Antigene. T-Lymphocyten, die auf das M. tubercolisis 65 kDa Antigen und M. leprae 18 kDa Antigen reagieren, sind bei Menschen mit Tuberkulose und beziehungsweise Lepra beobachtet worden (Tabelle 1). Die DNS, die diese Antigene codiert, wurde von Agt11 Klonen Y3148 (Husson, R.N. und Young, R.A., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 84:1679-1683 (1987); und beziehungsweise Y3179 (Young, R.A., et al., Nature, (London) 316:450-452 (1985)) sequenziert. Die aus der DNS abgeleitete M. tuberculosis 19 kDa Proteinsequenz zeigte keine signifikante Sequenzähnlichkeit zu Proteinen in der GenBank Datenbank.
  • Allerdings ähnelte die M. leprae 18 kDa Proteinsequenz dem Sojabohnen 17 kDa Hitzeschockprotein, ein Proteinvertreter einer wichtigen Klasse von Pflanzenhitzeschockproteinen (Schoffl, F. und Van Bogelen, R.A., In: Escherichia coli and Salmonella typhimurium, Cellular and Molecular Biology, Am. Soc. Microbiol., Washington, D.C. (1987).

Claims (8)

1. Verwendung eines ganzen oder eines Teils eines Streßproteins (oder eines ganzen oder eines Teils eines Proteins mit einer Aminosäuresequenz, die hinreichend homolog zu der Aminosäuresequenz des Streßproteins ist, so daß seine immune, therapeutische und/oder prophylaktische Aktivität beibehalten wird) zur Herstellung eines Impfstoffes zur Verstärkung der Immunantwort in einem Individuum gegen ein Pathogen (z. B. ein nicht-virales Pathogen) außer einem Mycobakterium.
2. Verwendung gemäß Anspruch 1, in welcher der Impfstoff zur Immunisierung eines Patienten (z. B. eines Tiers) gegen eine Infektion eines Pathogens außer einem Mycobakterium dient.
3. Verwendung eines ganzen oder eines Teils eines Streßproteins (oder eines ganzen oder eines Teils eines Proteins mit einer Aminosäuresequenz, die hinreichend homolog zu der Aminosäuresequenz des Streßproteins ist, so daß seine immune, therapeutische und/oder prophylaktische Aktivität beibehalten wird) zur Herstellung einer Zusammensetzung zur Bildung oder Verstärkung einer Immunantwort in einem Individuum gegen eine Erkrankung außer einer mycobakteriellen Erkrankung.
4. Verwendung gemäß Anspruch 3, worin die Erkrankung Malaria, Trypanosomiasis, Leishmaniose, Schistosomiasis, Filariose oder Krebs ist.
5. Verwendung gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, worin das Streßprotein ein Vertreter der hsp90, hsp70, hsp60 oder der hsp Streßprotein-Familie mit geringem Molekulargewicht ist.
6. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, in welcher das Streßprotein aus den E. coli Dnak, GroEl, GroES und DnaJ Proteinen gewählt wird.
7 Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, in welcher das Streßprotein ein mycobakterielles Streßprotein ist.
8. Verwendung gemäß Anspruch 7, in welcher das Streßprotein aus M. tuberculosis 71, 65 und 12kDa Proteinen und M. leprae 70, 65 und 18kDa Proteinen gewählt wird.
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Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5348945A (en) * 1990-04-06 1994-09-20 Wake Forest University Method of treatment with hsp70
US5429929A (en) * 1991-04-19 1995-07-04 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method for detecting antibodies to a neuroblastoma antigen in mental illness
US5736146A (en) * 1992-07-30 1998-04-07 Yeda Research And Development Co. Ltd. Conjugates of poorly immunogenic antigens and synthetic peptide carriers and vaccines comprising them
GB9223816D0 (en) * 1992-11-13 1993-01-06 Medical Res Council Heat shock proteins and the treatment of tumours
US5843460A (en) * 1993-05-19 1998-12-01 Institut Pasteur Immunogenic compositions against helicobacter infection, polypeptides for use in the compositions, and nucleic acid sequences encoding said polypeptides
EP0700445B1 (de) * 1993-06-04 2002-01-23 Whitehead Institute For Biomedical Research Stressproteine und ihre verwendung
US7008790B1 (en) 1993-08-12 2006-03-07 Classen Immunotherapies, Inc. Method and composition for an early vaccine to protect against both common infectious diseases and chronic immune mediated disorders or their sequelae
US5728385A (en) 1993-08-12 1998-03-17 Classen Immunotherapies, Inc. Method and composition for an early vaccine to protect against both common infectious diseases and chronic immune mediated disorders or their sequelae
CN1103781C (zh) 1993-11-23 2003-03-26 加利福尼亚大学 丰富的细胞外产物和其生产与使用方法
US6752993B1 (en) 1993-11-23 2004-06-22 The Regents Of The University Of California Abundant extracellular product vaccines and methods for their production and use
US7300660B2 (en) 1993-11-23 2007-11-27 The Regents Of The University Of California Abundant extracellular products and methods for their production and use
US5750119A (en) * 1994-01-13 1998-05-12 Mount Sinai School Of Medicine Of The City University Of New York Immunotherapeutic stress protein-peptide complexes against cancer
US5997873A (en) 1994-01-13 1999-12-07 Mount Sinai School Of Medicine Of The City University Of New York Method of preparation of heat shock protein 70-peptide complexes
US5961979A (en) * 1994-03-16 1999-10-05 Mount Sinai School Of Medicine Of The City University Of New York Stress protein-peptide complexes as prophylactic and therapeutic vaccines against intracellular pathogens
GB9409985D0 (en) 1994-05-18 1994-07-06 Medical Res Council Vaccine against mycobacterial infections
US5869058A (en) * 1994-05-25 1999-02-09 Yeda Research And Development Co. Ltd. Peptides used as carriers in immunogenic constructs suitable for development of synthetic vaccines
IT1271074B (it) * 1994-11-21 1997-05-26 Italfarmaco Spa Peptidi ad attivita' antiinfiammatoria
US5919620A (en) * 1995-06-07 1999-07-06 Biochem Vaccines Inc. Heat shock protein HSP72 of Streptococcus pneumoniae
US5985270A (en) * 1995-09-13 1999-11-16 Fordham University Adoptive immunotherapy using macrophages sensitized with heat shock protein-epitope complexes
US5935576A (en) 1995-09-13 1999-08-10 Fordham University Compositions and methods for the treatment and prevention of neoplastic diseases using heat shock proteins complexed with exogenous antigens
CA2231998A1 (en) * 1995-09-13 1997-03-20 Fordham University Therapeutic and prophylactic methods using heat shock proteins
US5837251A (en) * 1995-09-13 1998-11-17 Fordham University Compositions and methods using complexes of heat shock proteins and antigenic molecules for the treatment and prevention of neoplastic diseases
GB9519737D0 (en) * 1995-09-27 1995-11-29 Peptide Therapeutics Ltd Polypeptides and their use in treatment and prophylaxis of auto-immune
US6013660A (en) * 1996-10-02 2000-01-11 The Regents Of The University Of California Externally targeted prophylactic and chemotherapeutic method and agents
US6130087A (en) * 1996-10-07 2000-10-10 Fordham University Methods for generating cytotoxic T cells in vitro
US7157089B1 (en) 1996-11-26 2007-01-02 Stressgen Biotechnologies Corporation Immune responses using compositions containing stress proteins
US6017540A (en) 1997-02-07 2000-01-25 Fordham University Prevention and treatment of primary and metastatic neoplastic diseases and infectious diseases with heat shock/stress protein-peptide complexes
US5830464A (en) * 1997-02-07 1998-11-03 Fordham University Compositions and methods for the treatment and growth inhibition of cancer using heat shock/stress protein-peptide complexes in combination with adoptive immunotherapy
DK1002110T3 (da) 1997-08-05 2003-05-26 Stressgen Biotechnologies Corp Immunsvar mod HPV-antigener fremkaldt af sammensætninger, som omfatter et HPV-antigen og et stressprotein eller en ekspressionsvektor i stand til at ekspressere disse proteiner
US6007821A (en) * 1997-10-16 1999-12-28 Fordham University Method and compositions for the treatment of autoimmune disease using heat shock proteins
US5948646A (en) 1997-12-11 1999-09-07 Fordham University Methods for preparation of vaccines against cancer comprising heat shock protein-peptide complexes
JP4768122B2 (ja) 1998-02-20 2011-09-07 ユニバーシティー オブ マイアミ 改変型熱ショックタンパク質−抗原性ペプチド複合体
US6451316B1 (en) 1998-10-05 2002-09-17 University Of Conneticut Health Center Methods for generating antigen-reactive T cells in vitro
US6497880B1 (en) 1998-12-08 2002-12-24 Stressgen Biotechnologies Corporation Heat shock genes and proteins from Neisseria meningitidis, Candida glabrata and Aspergillus fumigatus
AU5926700A (en) 1999-07-08 2001-01-30 Stressgen Biotechnologies Corporation Induction of a th1-like response in vitro
US8128922B2 (en) 1999-10-20 2012-03-06 Johns Hopkins University Superior molecular vaccine linking the translocation domain of a bacterial toxin to an antigen
WO2001051081A1 (en) 2000-01-14 2001-07-19 Whitehead Institute For Biomedical Research In vivo ctl elicitation by heat shock protein fusion proteins maps to a discrete atp binding domain and is cd4+ t cell-independent
EP1286693A4 (de) 2000-06-02 2005-07-13 Univ Connecticut Health Ct Komplexe aus alpha-2-makroglobulin und antigenen molekülen zur immuntherapie
KR100919266B1 (ko) 2000-06-26 2009-09-30 엔벤타 바이오파마슈티컬스 코포레이션 인간 파필로마 바이러스 치료법
ES2454640T3 (es) 2000-08-03 2014-04-11 Johns Hopkins University Vacuna molecular que lleva unida un polipéptido de chaperona del retículo endoplasmático a un antígeno
BR0206995A (pt) 2001-02-05 2005-08-16 Stressgen Biotechnologies Corp Tratamento do vìrus da hepatite b
US7666581B2 (en) 2001-08-20 2010-02-23 University Of Connecticut Health Center Methods for preparing compositions comprising heat shock proteins useful for the treatment of cancer and infectious disease
EP2157101B1 (de) 2002-01-31 2014-09-24 Andromeda Bio Tech Ltd. HSP-Peptide und Analoga zur Modulation von Immunantworten mittels antigenpräsentierenden Zellen
EP1644048B1 (de) 2003-05-05 2015-04-29 Johns Hopkins University Anti-krebs-dna-vakzine mit einer für plasmide kodierenden signalsequenz, mutiertes onkoprotein-antigen und hitzeschockprotein
WO2006072946A2 (en) 2005-01-04 2006-07-13 Yeda Research And Development Co. Ltd. At The Weizmann Institute Of Science Hsp60, hsp60 peptides and t cell vaccines for immunomodulation
CA2594040A1 (en) 2005-01-06 2006-07-13 The Johns Hopkins University Rna interference that blocks expression of pro-apoptotic proteins potentiates immunity induced by dna and transfected dendritic cell vaccines
WO2008062288A2 (en) * 2006-11-23 2008-05-29 Cadila Pharmaceuticals Limited Poly-tlr antagonist
US9085638B2 (en) 2007-03-07 2015-07-21 The Johns Hopkins University DNA vaccine enhancement with MHC class II activators
AU2009223838B2 (en) 2008-03-03 2012-07-26 The University Of Miami Allogeneic cancer cell-based immunotherapy
CA2718884C (en) 2008-03-20 2016-11-22 University Of Miami Heat shock protein gp96 vaccination and methods of using same
AU2016215175B2 (en) 2015-02-06 2021-09-16 Heat Biologics, Inc. Vector co-expressing vaccine and costimulatory molecules
KR101863756B1 (ko) * 2015-11-18 2018-06-01 고려대학교 세종산학협력단 GroEL을 포함하는 감염질환의 예방 또는 치료용 조성물
US11666649B2 (en) 2016-10-11 2023-06-06 University Of Miami Vectors and vaccine cells for immunity against Zika virus
CA3058938A1 (en) 2017-04-04 2018-10-11 Heat Biologics, Inc. Intratumoral vaccination

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8404280D0 (en) * 1984-02-17 1984-03-21 Stanford J L Biological preparations
IL71683A0 (en) * 1984-04-27 1984-09-30 Yeda Res & Dev Pharmaceutical compositions for treating arthritis type diseases comprising fractions obtained from mycobacteria
FR2596593A1 (fr) * 1986-03-25 1987-10-02 Thomson Csf Procede de suppression des echos parasites dans les lignes a retard electroacoustiques a ondes de volume, et ligne a retard mettant en oeuvre ce procede
US4906742A (en) * 1986-07-31 1990-03-06 Whitehead Institute For Biomedical Research Encoding antigens of M. Leprae
WO1988005823A2 (en) * 1987-02-02 1988-08-11 Whitehead Institute For Biomedical Research Mycobacterium tuberculosis genes encoding protein antigens
US4952395A (en) * 1987-02-26 1990-08-28 Scripps Clinic And Research Foundation Mycobacterial recombinants and peptides

Also Published As

Publication number Publication date
EP0419569B1 (de) 1995-09-06
WO1989012455A1 (en) 1989-12-28
EP0419569A1 (de) 1991-04-03
DE68924162D1 (de) 1995-10-12
ATE127345T1 (de) 1995-09-15
CA1338778C (en) 1996-12-10

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