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Hintergrund
der Endung
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In dieser Anmeldung werden verschiedene
Veröffentlichungen
mittels arabischer Zahlen in Klammern zitiert. Vollständige Referenzen
dieser Veröffentlichungen
können
am Ende der Beschreibung unmittelbar vor den Patentansprüchen gefunden
werden. Die Offenbarungen dieser Veröffentlichungen beschreiben
den Stand der Technik, den diese Erfindung betrifft.
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Zelluläre Onkogene sind normale Gene,
die während
der Evolution erhalten blieben und von denen angenommen wird, dass
sie normale funktionelle Rollen in der Zelle besitzen. In ihrem
nicht-aktivierten (Wildtyp) Zustand werden solche zellulären Onkogene
manchmal als Proto-Onkogene
bezeichnet. Proto-Onkogene sind nicht onkogen oder tumorverursachend,
bis sie auf irgendeine Weise aktiviert werden. Eine Reihe verschiedener
genetischer Mechanismen kann die somatische Mutation von Onkogenen
verursachen, die zu den aktivierten Onkogenen führt, die in Tumorzellen gefunden
werden. Diese schließen
Punktmutationen, Translokationen, Genumordnungen und Genamplifikation
ein, von denen alle durch chemische oder physikalische karzinogene
Mittel oder durch die Integration eines viralen Genoms neben die
Proto-Onkogen-Sequenzen in der DNA des Wirts induziert werden können. Bestimmte
Onkogene, wie ras und Wildtyp-p53-Onkogene, codieren mutierte Proteine,
wenn sie „aktiviert"
sind, während
andere, wie myc, erhöhte
Mengen an normalem Protein exprimieren können.
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Das Wildtyp-p53-Onkogen codiert Wildtyp-p53-Polypeptid,
das als ein negativer Regulator der Zellteilung fungiert. Das Wildtyp-p53-Polypeptid
wurde intrazellulär
in normalen Zellen und Geweben in geringen Mengen gefunden. Mutierte
p53-Polypeptide, codiert von aktivierten p53-Onkogenen, liegen intrazellulär in hohen
Konzentrationen in Säugertumoren
und Tumorzelllinien vor.
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Das Wildtyp-p53-Onkogen ist über eine
breite Vielzahl von Arten, einschließlich Mensch, Maus, Ratte und
Frosch (1) konserviert. cDNA-Sequenzanalyse hat gezeigt, dass es
fünf Blöcke sehr
hoch konservierter Sequenzen gibt (2, 3). Diese konservierten Reste
wurden in Blöcke
gruppiert, beginnend bei Aminosäure
117 und endend bei Aminosäure
286 (4). Punktmutationen, die im wesentlichen in diesen fünf Blöcken sehr
hoch konservierter Sequenzen und auch in hoch konservierten Bereichen
des Wildtyp-p53-Onkogens vorkommen, die außerhalb dieser Blöcke liegen,
liefern ein aktiviertes p53-Onkogen (SEQ ID Nr. 2 - SEQ ID Nr. 7).
Veränderungen
in diesen konservierten Bereichen haben eine signifikante Auswirkung
auf die Funktion des mutierten p53-Polypeptids. Veränderungen
in diesen Bereichen des Wildtyp-p53-Onkogens erzeugen ein aktiviertes p53-Onkogen,
das ein Protein mit einer zur großen Mehrheit der so exprimierten
mutierten p53-Polypeptide identischen Konformationsänderung
codiert.
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Das Produkt des aktivierten p53-Onkogens,
d. h. mutiertes p53-Polypeptid, kommt in hohen Mengen in einem hohen
Prozentsatz fast aller Klassen menschlicher Tumoren vor, einschließlich Tumoren
des Dickdarms, der Lunge und der Brust (2). Biochemische Analysen
mutierer p53-Polypeptide zeigen, dass aktivierende Mutationen die
Struktur des Polypeptids auf ähnliche
Weise beeinflussen. Mutierte p53-Polypeptide besitzen eine viel
längere
Halbwertszeit, verglichen mit normalem p53-Polypeptid. Darüber hinaus
können
mutierte p53-Polypeptide mit der Hitzeschockprotein 70-Familie von
Proteinen komplexieren, aber nicht mit dem SV40-Large-T-Antigen
(5–8).
Schließlich
konnten in histologischen oder Zellbasierten Assays mutierte und Wildtyp-p53-Polypeptide
auf der Basis differentieller Reaktivität mit monoclonalen Antikörpern unterschieden werden.
Der Antikörper,
der von dem Clon PAb246 sekretiert wird, reagiert mit Wildtyp-p53-Polypeptiden,
aber mit keinem der bisher getesteten mutierten p53-Polypeptide,
während
der Antikörper,
der von dem Clon PAb240 sekretiert wird, mit allen bisher getesteten
mutierten p53-Polypeptiden reagiert, aber nicht mit einem Wildtyp-p53-Polypeptid
(5–21).
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Das menschliche, Wildtyp-p53-Polypeptid
liegt auf Chromosom 17p. Allelischer Verlust in 17p kommt sehr häufig in
menschlichem Brustkrebs (22), Dickdarmkrebs (23), Astrocytomas (24)
und Kleinem Zell-Lungencarcinom (25) vor. Die Frage allelischen
Verlusts des Wildtyp-p53-Onkogens
wurde durch cytogenetische Analyse einer Reihe von Dickdarmkrebsproben
mit spezifischen DNA-Sonden angegangen. Die Ergebnisse einer solchen
Analyse zeigten an, dass mindestens ein Teil, wenn nicht alles,
von einem der beiden Allele des Wildtyp-p53-Onkogens verloren war. Es gab jedoch
keine großen
Deletionen oder Umordnungen im p53-Onkogen des anderen Allels. In den meisten
Fällen
zeigte Sequenzanalyse der cDNA aus den Tumoren, dass das p53-Onkogen,
das von dem zweiten Allel codiert wird, aktivierende Punkt- oder
Missensemutationen in den Bereichen enthielt, die die konservierten
Aminosäuresequenzboxen
codieren (26).
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Mutierte p53-Polypeptide besitzen
eine verlängerte
Halbwertszeit von etwa 24 Stunden im Vergleich zu Wildtyp-p53-Polypeptiden,
die eine Halbwertszeit von etwa 20 Minuten besitzen. Die verlängerte Halbwertszeit
mutierter p53-Polypeptide erlaubt eine Akkumulation nachweisbarer
Mengen in den Tumoren, die mit einem aktivierten p53-Onkogen assoziiert
sind. Im Gegensatz dazu akkumuliert Wildtyp-p53-Polypeptid nicht und
kann nicht leicht nachgewiesen werden. Da das Wildtyp-p53-Polypeptid
in normalen Zellen aufgrund seiner extrem kurzen Halbwertszeit kaum
nachweisbar ist, beweist die Anwesenheit wesentlicher Mengen an p53-Polypeptid,
dass das Protein sowohl eine Mutation, die zu einer verlängerten
Halbwertszeit führt,
als auch den folgenden Phänotyp
eines dominanten onkogenen Proteins enthält. Stabilisierung des mutierten
p53-Polypeptids kann aus seiner Fähigkeit resultieren, Komplexe
mit anderen Molekülen,
wie Hitzeschockproteinen, zu bilden. In einer anderen Ausführungsform
kann Stabilisierung des mutierten p53-Polypeptids aus Mutationen
der Primärsequenz
der Polypeptide resultieren, die sie intrinsisch stabiler machen.
In einer weiteren Ausführungsform
kann Stabilisierung des mutieren p53-Polypeptids aus posttranslationalen
Modifikationen, wie Hyperphosphorylierung resultieren (5–8, 27).
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Wie vorstehend diskutiert ist das
Wildtyp-p53-Onkogen sehr häufig
in der Mehrheit menschlicher Krebsarten mutiert. Einer der ersten
Hinweise, dass p53-Polypeptidexpression mit einigen Formen menschlichen
Krebs verbunden sein könnte,
war die Beobachtung, dass etwa 9% der Patienten mit Brustcarcinoma
(14 von 155 getesteten Proben) Auto-Antikörper gegen p53-Polypeptide
besaßen
(28). Das Vorkommen autologer Antikörper gegen p53-Polypeptide in Patienten
mit Tumoren deutete an, dass das mit dem Tumor assoziierte p53-Polypeptid ausreichend
verändert
war, so dass es immunogen wurde. Es ist wichtig festzustellen, dass
zu der Zeit dieser Entdeckungen es nicht möglich war zu unterscheiden,
ob die so beobachteten Auto-Antikörper gegen Wildtyp- oder mutierte
p53-Polypeptide gerichtet waren (28). Tatsächlich war die wirkliche Existenz
mutierter p53-Polypeptide zu der Zeit, als solche Auto-Antikörper gegen
p53-Polypeptide beobachtet wurden, noch nicht bekannt (28).
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Eine frühe Studie fand, dass Tumoren
von 24% der Brustkrebspatienten erhöhte Mengen an p53-Polypeptid
zeigten (17). Eine zusätzliche
Studie zeigte, dass 40% der menschlichen Brustkrebsbiopsien erhöhte Mengen
an p53-Polypeptiden zeigten (18). Ähnlich zeigten bis zu 55% an
Tumorproben von Dickdarmkrebs eine Überexpression an p53-Polypeptid,
basierend auf immunhistochemischen Daten (19). Keiner dieser Tests unterschied
zwischen Wildtyp- und
mutierten p53-Polypeptiden.
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US-A-4798787 offenbart Peptidantikörper und
ihre Verwendung zum Nachweis von Onkogen-Produkten. US-A-4798787
lehrt oder legt keine Proben oder Assays für p53 nahe und lehrt oder legt
nicht die quantitative Bestimmung eines p21-Expressionsprodukts
oder p53-Expressionsprodukts nahe.
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Benchimol et al., EMBO J. 1 (1982),
1055–1062,
beschreiben einen Radioimmunassay zellulären p53-Proteins in Zelllinien
der Maus und des Menschen, aber lehren nicht, dass p53 oder mutiertes
p53 in Blutserum, geschweige denn anderen biologischen Flüssigkeiten
vorhanden sein könnte
und dass auf diese Weise solche Flüssigkeiten als Proben zur Bestimmung
verwendet werden könnten,
ob ein Individuum einen neoplastischen Zustand aufweist.
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Banks et al., Eur. J. Biochem. 159
(1986), 529–534,
beschreiben die Isolierung menschlicher p53-spezifischer monoclonater
Antikörper
und ihre Verwendung in Studien menschlicher p53-Expression. Banks
et al. offenbaren jedoch nicht, dass p53 in einer biologischen Flüssigkeit,
wie Serum, nachgewiesen werden kann und zeigen keine Korrelation
zwischen der Konzentration an p53 in einer biologischen Flüssigkeit
und der Wahrscheinlichkeit eines neoplastischen Zustands in einem
Individuum auf.
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EP-A2 0 214 520 offenbart einen Immunassay
zum Nachweis von ras-codierten Proteinen. Dieser Assay basiert auf
der Bestimmung der Anwesenheit eines aktivierten Onkogens in einer
biologischen Flüssigkeit für ein Individuum.
In den Beispielen wird die Bestimmung der Anwesenheit von ras 21
mittels eines geeigneten Antikörpers
in Serum von Krebspatienten beschrieben. EP-A2 0 214 520 offenbart
nicht einen Assay zur Bestimmung eines neoplastischen Zustands,
der auf der Bestimmung der Konzentration von mutiertem p53 in Körperflüssigkeiten
basiert.
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Im Jahr 1990 wurde eine intensivere
Studie mit dem monoclonalen Antikörper PAb240 durchgeführt, der
selektiv mit mutierten p53-Polypeptiden reagiert. Diese Studie fand,
dass mutierte p53-Polypeptide in 50% Dickdarmkrebs, 30% Brustkrebs
und 70% Lungenkrebstumorschnitten nachgewiesen werden konnten (4). Mutierte
p53-Polypeptide konnten jedoch nicht in jedem normalen oder prämalignem
Gewebe dieser Patienten nachgewiesen werden. Andere Untersuchungen
fanden eine Überexpression
mutierten p53-Polypeptids
in Patienten mit Leukämie
oder Lymphom (20, 21, 29). Es wird zunehmend offensichtlich, dass
bei geeigneter Vorsicht zum Erhalt der Probe gefunden wird, dass
ein hoher Prozentsatz an untersuchten Krebsbiopsien erhöhte Mengen
an mutiertem p53-Polypeptid
exprimiert.
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Vor der Erfindung der Anmelder war
Histopathologie die einzige Technik, die die Korrelation zwischen mutierten
p53-Polypeptiden und Neoplasie zeigte. Die Literatur beschrieb monoclonale
Antikörper,
die mutierte p53-Polypeptide spezifisch erkennen und binden, diese
Antikörper
-
- (1) wiesen jedoch nicht mutierte p53-Polypeptide in biologischen
Flüssigkeiten
nach oder
- (2) implizierten jedoch nicht, dass der Nachweis mutierten p53-Polypeptids
in biologischen Flüssigkeiten
die Diagnose neoplastischer Zustände
beeinflussen könnte
oder neoplastische Zustände überwachen
könnte. Darüber hinaus
würde,
da mutierte p53-Polypeptide im Inneren der Zelle lokalisiert sind,
ein Fachmann nicht erwarten, mutierte p53-Polypeptide in im wesentlichen
zellfreien biologischen Flüssigkeiten
nachzuweisen. Folglich basiert diese Erfindung auf der Entdeckung,
dass normalerweise intrazelluläre,
mutierte p53-Polypeptide in biologischen Flüssigkeiten, wie Serum, nachgewiesen
werden können,
und dass ein solcher Nachweis verwendet werden kann, um neoplastische
Bedingungen oder Zustände
zu diagnostizieren oder zu überwachen.
Entsprechend hätte
die Herstellung eines Serumbasierten diagnostischen Markers für menschlichen Krebs
bedeutende kommerzielle Anwendungen. Unter Verwendung von Assaykits
könnte
Blut, das Patienten entnommen wurde, routinemäßig und leicht auf die Konzentration
an mutiertem p53-Polypeptid getestet werden. Die Korrelation zwischen
der gemessenen mutierten p53-Polypeptidkonzentration und der Anwesenheit einer
neoplastischen Krankheit im Patienten liefert ein Mittel zum frühen Nachweis
von Krebs. Zusätzlich
kann aufgrund der Einfachheit der Durchführung der hier beschriebenen
Erfindung ein viel größerer Teil
der Bevölkerung
getestet werden. Darüber
hinaus sollte die Erfindung eine weite Anwendung in grundlegenden
und klinischen Forschungsanwendungen haben.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung, wie in
den Patentansprüchen
1 bis 25 beansprucht, liefert ein Verfahren zur Diagnose eines neoplastischen
Zustands in einem Individuum.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1:
Eine Standardkurve, hergestellt unter Verwendung von gereinigtem
menschlichem rekombinantem mutiertem p53-Polypeptid. Der Assay weist
den gereinigten Standard mit einer Sensivität von etwa 30 pg/ml nach.
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2:
Liniengraph einer Standardkurve, hergestellt unter Verwendung von
gereinigtem rekombinantem mutiertem p53-Polypeptid (Hup53HIS273),
das mittels des T7-Expressionssystems
exprimiert wurde.
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3:
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- A. Ein Foto eines Gels. E. coli Stamm BL21(DE3)LysS, transformiert
mit mutierter menschlicher p53-cDNA im T7-Expressionsplasmid pT7-7,
wurde für
3 h in Anwesenheit (I) oder Abwesenheit (U) von 0.4 mM Isopropyl-1-thio-β-D-galactosid
(IPTG) inkubiert. Gewaschene Bakterien wurden lysiert, verdünnt mit
Probenverdünnungspuffer
und auf mutiertes p53 im ELISA-Assay analysiert.
- B. Ein Liniengraph von mutiertem p53 aus Bakterienlysaten. 2 μl lysierter
bakterieller Pellets wurden auf 10% Acrylamidgels aufgelöst, auf
Nitrocellulose elektrogeblottet und mit polyclonalen Kaninchen-anti-mutiertem p53-Antikörpern inkubiert.
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4:
Fotos von drei Gelen. Extrakte von Säugerzellen (Spuren II–IV, 1 mg
Protein/Spur), gereinigtes p53 (Spuren V, 5 μg/Spur) und Molekulargewichtsstandards
(Spuren 1) wurden durch Elektrophorese auf einem 10% Acrylamidgel
aufgetrennt. Das Gel wurde in drei identische Abschnitte geschnitten
und entweder mit Coomassie Brilliant Blue G-250® gefärbt (A)
oder auf Nitrocellulose geblottet und mit entweder polyclonalen Kaninchen-anti-mutiertes
p53 (HIS175)-Antikörpern
(B) oder einem Kontroll-Kaninchen-polyclonalem Antikörper irgendeiner
Spezifität
inkubiert (C). Spuren II, K-NRK Zelllysate; Spuren III, HL60 Zelllysate,
Spuren IV, A431 Zelllysate.
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5:
Ein Säulendiagramm,
das das Wiederfinden von zugegebenem p53 in Serum und Urin zeigt. Gereinigtes
rekombinantes mutiertes p53 wurde zu unverdünntem normalem Serum und verdünntem (1
: 5 mit Probenverdünnungspuffer)
normalem menschlichem Serum in einer Endkonzentration von 4 ng/ml
zugegeben. Gereinigtes p53 wurde zu verdünntem menschlichem Urin in
einer Endkonzentration von 2 ng/ml zugegeben. Die zugegebenen p53-Proben wurden im
p53-ELISA-Assay analysiert. Die Menge an nachgewiesenem mutiertem
p53 wird als Prozentsatz der tatsächlich der Probe zugegebenen
Menge ausgedrückt.
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6:
Ein Säulendiagramm,
das zeigt, dass ein monoclonaler Antikörper spezifisch für p53-Polypeptid (p53(Ab-2))
spezifisch die Reaktivität
einer mutiertes p53 enthaltenden Serumprobe von menschlichem Krebs
hemmen wird, während
ein Antikörper
gegen ein unverwandtes Protein (trpE(Ab-1)) keine Wirkung besitzt.
Kein Antikörper
besitzt irgendeine Wirkung auf eine normale Serumprobe, die kein
nachweisbares mutiertes p53 enthält.
Keine Reaktivität
wird als eine Säule
mit einer zu 0.05 ng/ml gleichen Höhe dargestellt, was die Sensitivitätsgrenze
dieses Assays ist.
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7:
Ein Säulendiagramm,
das zeigt, dass Immunpräzipitation
mit einem monoclonalen Antikörper spezifisch
für p53-Polypeptid
(p53(Ab-2)) verwendet werden kann, um jedes mutierte p53 aus einer
Serumprobe (Colon Ca), enthaltend mutiertes p53, wirksam zu entfernen.
Unter den gleichen Bedingungen entfernt ein Antikörper gegen
ein unverwandtes Protein (trpE(Ab-1)) das mutierte p53-Polypeptid
aus der Probe nicht. Normales Serum, das kein nachweisbares mutiertes
p53-Polypeptid enthält,
ist von jeder Behandlung unbeeinflusst. Keine Reaktivität ist als
eine Säule
mit einer zu 0.05 ng/ml gleichen Höhe dargestellt, was die Sensitivitätsgrenze
dieses Assays ist.
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8:
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- A. Ein Liniengraph, der mutiertes p53 aus verdünnten Lysaten
von Säugerzellen
zeigt. Ganze Zellextrakte werden aus mehreren Säugerzelllinien hergestellt.
Die Zellextrakte wurden im p53-ELISA-Assay in mehreren verschiedenen
Verdünnungen
analysiert.
- B. Ein Säulendiagramm,
das mutiertes p53 in Lysaten von Säugerzellen zeigt. Die Menge
an mutiertem p53 in jeder der verschiedenen Zelllinien wurde aus
Proben berechnet, die 1 : 5 mit Probenverdünnungspuffer verdünnt worden
waren, und relativ zur Menge des gesamten extrahierten Proteins
ausgedrückt.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung, wie in
den Patentansprüchen
1 bis 25 beansprucht, liefert ein Verfahren zur Diagnose eines neoplastischen
Zustands in einem Individuum, zum Beispiel einem Menschen. In diesem
Verfahren zeigt die Anwesenheit des mutierten p53-Polypeptids in
der Probe an, dass das Individuum den neoplastischen Zustand aufweist.
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Wie in dieser Anmeldung verwendet,
meint ein „neoplastischer
Zustand" einen Zustand, charakterisiert durch Tumorbildung und Tumorwachstum.
Beispiele neoplastischer Zustände,
die in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung diagnostiziert werden können, schließen die
folgenden Formen von menschlichem Krebs ein: Brustkrebs, Dickdarmkrebs,
Lungenkrebs, Lymphom, Hepatom und Leukämie, Astrocytome und Kleine Zell-Lungencarcinome.
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Zusätzlich, wie hier verwendet,
ist eine biologische Flüssigkeit
irgendeine Körperflüssigkeit
oder irgendeine Flüssigkeit,
die von einer biologischen Probe stammt. Beispiele von Körperflüssigkeiten
schließen Urin,
Blut, Sputum, amniotische Flüssigkeiten,
Speichel, irgendeine schleimartige Körpersekretion oder cerebrospinale
Flüssigkeiten
ein. Beispiele von Flüssigkeiten,
die von biologischen Proben stammen, schließen Serum, Plasma, Zellextrakte,
Lungenspülung
oder Aszitesflüssigkeit
ein. Serum ist bevorzugt.
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Zellextrakte können aus Tumorzellen oder -geweben,
normalen Geweben oder Zelllinien, die kontinuierlich in Kultur wachsen,
stammen. Es wäre
dem Fachmann klar, dass solche Zellen von jedem Säuger stammen
können,
wie Ratten, Maulwürfe,
Spitzmäuse,
Affen, Fledermäuse,
Hasen, Kaninchen, Hunde, Katzen, Wale, Delphine, Elefanten, Pferde,
Kühe, Hirsche
und Mensch.
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Wie in dieser Anmeldung verwendet,
meint „Nachweis
der Anwesenheit" den Nachweis auf irgendeine Art. Weiter meint,
wie hier verwendet, „mutiertes
p53-Polypeptid" jedes Polypeptid, das von einem aktivierten p53-Onkogen
codiert wird. Wie hier verwendet, meint „Onkogen" ein Gen, das das
Potential besitzt, Krebs zu verursachen. Zusätzlich meint der Begriff „aktiviert",
im Fall eines p53-Onkogens, einen Zustand, der den Ausbruch von
Krebs, Neoplasie oder allgemeiner Onkogenese auslöst. Genauer
wird der Zustand durch eine Mutation, wie eine Punktmutation, in
einem p53-Onkogen verursacht.
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In einem Beispiel dieser Erfindung
umfasst der Nachweis in Schritt (b): (i) Inkontaktbringen der Probe aus
Schritt (a) mit einem Protein, das einen Komplex mit dem mutiertem
p53-Polypeptid unter
Bedingungen bilden kann, die die Komplexbildung erlauben; und (ii)
Bestimmen, ob irgendein Komplex so gebildet wird, wobei die Anwesenheit
des Komplexes anzeigt, dass das Individuum den neoplastischen Zustand
aufweist.
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In Übereinstimmung mit der Durchführung der
Endung kann das Protein aus Schritt (i) ein Antikörper sein.
In einem Beispiel der Erfindung ist der Antikörper ein polyclonaler Antikörper. In
einem anderen Beispiel ist der Antikörper ein monoclonaler Antikörper.
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Wie hier verwendet, meint der Begriff „Antikörper" irgendein
immunologisch reaktives Molekül
(d. h. ein Protein, Polypeptid oder Fragment davon), das natürlicherweise
vorkommt oder mittels gentechnologischer Verfahren oder anders hergestellt
wird. Darüber
hinaus kann der Antikörper
einen Isotyp besitzen, ausgewählt aus
einer Gruppe, umfassend IgG-, IgA-, IgD-, IgE- oder IgM-Isotyp oder
irgendeine Kombination davon. Der Antikörper kann durch Fusion von
Fragmenten ausgewählter
Isotypen hergestellt, in einem rekombinanten System exprimiert oder
durch Hybridomtechnologie erzeugt sein.
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In einem anderen Beispiel des vorstehend
beschriebenen Verfahrens ist das Protein ein Hitzeschockprotein.
Das Hitzeschockprotein kann aus der Gruppe ausgewählt sein,
bestehend aus HSC 70-72 und HSP 70-72.
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In einem Beispiel der vorstehend
beschriebenen Erfindung bildet das Protein spezifisch einen Komplex
mit dem mutierten p53-Polypeptid. Wie hier verwendet, meint der
Ausdruck „spezifisch
formt einen Komplex", dass das vorstehend erwähnte Protein nur mutiertes
p53-Polypeptid erkennt
und bindet. Ein Beispiel des Proteins ist ein Antikörper, z.
B. der PAb240 monoclonale Antikörper.
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Weiter kann das Protein an einen
festen Träger
gebunden werden. Beispiele eines festen Trägers schließen eine Nylonmembran, eine
Nitrocellulosemembran, eine Celluloseacetatmembran, eine Epoxy-aktivierte
synthetische Copolymermembran, Agarose, Sepharose®, ein
Plastik- oder Glasröhrchen
oder irgendeinen Teil davon, eine Plastik- oder Glasplatte oder -kügelchen
oder irgendeinen Teil davon ein.
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In einem anderen Beispiel des vorstehend
erwähnten
Verfahrens umfasst die Bestimmung, ob irgendein Komplex gebildet
ist, in Schritt (ii): a) das Inkontaktbringen der Probe aus Schritt
(i) mit einem zweiten Protein, das einen zweiten Komplex mit jedem
in Schritt (i) gebildeten Komplex unter Bedingungen bilden kann,
die die Bildung des zweiten Komplexes erlauben; und b) Bestimmung
der Anwesenheit irgendeines so gebildeten Komplexes, wobei die Anwesenheit
irgendeines solchen zweiten Komplexes anzeigt, dass das Individuum
den neoplastischen Zustand aufweist.
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In dem vorstehend erwähnten Verfahren
kann das zweite Protein ein Hitzeschockprotein sein. Das Hitzeschockprotein
kann aus der Gruppe, bestehend aus HSC 70-72 und HSP 70-72, ausgewählt sein.
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Gegebenenfalls kann das zweite Protein
ein Antikörper
sein, wie ein polyclonaler Antikörper
oder ein monoclonaler Antikörper.
In einem Beispiel bildet das zweite Protein spezifisch einen Komplex
mit dem mutierten p53-Polypeptid.
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Gegebenenfalls kann das Protein an
einen festen Träger
gebunden sein. Weiter kann das Protein mit einem nachweisbaren Marker
markiert sein.
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Auch kann das zweite Protein mit
einem nachweisbaren Marker markiert sein. Beispiele nachweisbarer
Marker schließen
Enzyme, Biotine, Fluorophore, Chromophore, Schwermetalle, paramagnetische
Isotope oder Radioisotope ein.
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Die vorliegende Endung liefert ein
Verfahren zur Diagnose eines neoplastischen Zustands in einem Individuum,
umfassend das quantitative Bestimmen der Konzentration an mutiertem
p53-Polypeptid, codiert von einem aktivierten p53-Onkogen, in einer
Probe einer im wesentlichen zellfreien biologischen Flüssigkeit des
Individuums, wobei eine erhöhte
Konzentration an mutiertem p53-Polypeptid in der Probe anzeigt,
dass das Individuum einen neoplastischen Zustand aufweist. Bevorzugt
ist eine erhöhte
Konzentration eine, die gleich oder größer als zwei Standardabweichungen über der
Konzentration liegt, die in Proben normaler Individuuen gefunden
wird.
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In einem Beispiel des vorstehend
beschriebenen Verfahrens umfasst das quantitative Bestimmen in Schritt
(b): (i) das Inkontaktbringen der Probe aus Schritt (a) mit einem
Protein, das einen Komplex mit dem mutiertem p53-Polypeptid unter
Bedingungen bilden kann, die die Bildung des Komplexes erlauben;
und (ii) das Bestimmen der Menge jedes so gebildeten Komplexes,
wobei die Anwesenheit des Komplexes anzeigt, dass das Individuum
den neoplastischen Zustand aufweist.
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In einem Beispiel des vorstehend
beschriebenen Verfahrens ist das Protein ein Hitzeschockprotein. Das
Hitzeschockprotein kann aus der Gruppe, bestehend aus HSC 70-72
und HSP 70-72, ausgewählt
sein.
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In Übereinstimmung mit der Durchführung dieses
Verfahrens kann das Protein ein Antikörper, wie ein polyclonaler
Antikörper
oder ein monoclonaler Antikörper,
sein. Weiter kann das Protein an einen festen Träger gebunden sein. Zusätzlich kann
das Protein spezifisch einen Komplex mit den mutierten p53-Polypeptiden
bilden. Ein Beispiel eines solchen Proteins ist der PAb240 monoclonale
Antikörper.
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Weiter umfasst in einer Ausführungsform
des vorstehend beschriebenen Verfahrens das quantitative Bestimmen,
ob irgendein Komplex in Schritt (ii) gebildet wird: a) das Inkontaktbringen
der Probe aus Schritt (i) mit einem zweiten Protein, das einen zweiten Komplex
mit jedem in Schritt (i) gebildeten Komplex unter Bedingungen bilden
kann, die die Bildung des zweiten Komplexes erlauben; und b) das
Bestimmung der Menge jedes so gebildeten zweiten Komplexes und Vergleichen
der so bestimmten Menge mit der Menge in einer Probe eines normalen
Individuums, wobei die Anwesenheit einer wesentlich unterschiedlichen
Menge anzeigt, dass das Individuum einen neoplastischen Zustand
aufweist.
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In einem Beispiel des vorstehend
beschriebenen Verfahrens ist das zweite Protein ein Hitzeschockprotein.
Das Hitzeschockprotein kann aus der Gruppe ausgewählt sein,
bestehend aus HSC 70-72 und HSP 70-72.
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In Übereinstimmung mit der Durchführung dieses
Verfahrens kann das zweite Protein ein Antikörper sein, z. B. ein polyclonaler
oder monoclonaler Antikörper.
Gegebenenfalls kann das Protein spezifisch einen Komplex mit dem
mutiertem p53-Polypeptid bilden.
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Weiter kann das zweite Protein an
einen festen Träger
gebunden sein. In Übereinstimmung
mit der Durchführung
dieses Verfahrens kann das zweite Protein mit einem nachweisbaren
Marker markiert sein.
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Der nachweisbare Marker kann ein
Enzym, Biotin, ein Fluorophor, ein Chromophor, ein Schwermetall, ein
paramagnetisches Isotop oder ein Radioisotop sein.
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Diese Endung liefert weiter ein Verfahren
zur quantitativen Bestimmung der Konzentration an p53 in einer biologischen
Flüssigkeitsprobe,
das umfasst (a) das Inkontaktbringen eines festen Trägers mit
einem Überschuss
an erstem Antikörper
unter Bedingungen, die die Anheftung des Antikörpers an die Oberfläche des
festen Trägers
erlauben; (b) das Inkontaktbringen des resultierenden festen Trägers, an
den der erste Antikörper
gebunden ist, mit einer biologischen Flüssigkeitsprobe unter Bedingungen,
so dass jedes p53-Polypeptid in der biologischen Flüssigkeit
an den Antikörper
bindet und einen Komplex damit bildet; (c) das Inkontaktbringen
des in Schritt (b) gebildeten Komplexes mit einer vorbestimmten
Menge eines zweiten Antikörpers gegen
ein Epitop von p53, das sich von dem Epitop unterscheidet, gegen
das der erste Antikörper
von Schritt (a) gerichtet ist, um einen Komplex zu bilden, der p53,
den ersten Antikörper
und den zweiten Antikörper
einschließt;
(d) das quantitative Bestimmen der Menge des in Schritt (c) gebildeten
Komplexes; und (e) dadurch das Bestimmen der Konzentration an p53
in der biologischen Flüssigkeitsprobe.
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Auch ist in einem Beispiel des Verfahrens
der an den festen Träger
gebundene erste Antikörper
ein monoclonaler Antikörper
und der zweite Antikörper
ist ein polyclonaler Antikörper.
Zusätzlich
ist in einem anderen Beispiel der Erfindung der an den festen Träger gebundene
erste Antikörper
ein polyclonaler Antikörper und
der zweite Antikörper
ist ein monoclonaler Antikörper.
Gegebenenfalls ist der an den festen Träger gebundene erste Antikörper ein
polyclonaler Antikörper
und der zweite Antikörper
ist ein polyclonaler Antikörper.
In einer anderen Ausführungsform
ist der an den festen Träger
gebundene erste Antikörper
ein monoclonaler Antikörper
und der zweite Antikörper
ist ein monoclonaler Antikörper.
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In Übereinstimmung mit der Durchführung dieses
Verfahrens kann der erste Antikörper
mit einem nachweisbaren Marker markiert sein. Gegebenenfalls kann
der zweite Antikörper
mit einem nachweisbaren Marker markiert sein, getrennt oder zusätzlich zum
ersten Antikörper.
Beispiele geeigneter nachweisbarer Marker schließen ein Enzym, Biotin, ein
Fluorophor, ein Chromophor, ein Schwermetall, ein paramagnetisches
Isotop oder ein Radioisotop ein.
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Diese Erindung liefert ein Verfahren
zur Überwachung
des Verlaufs eines neoplastischen Zustands in einem Individuum,
das die quantitative Bestimmung in einer ersten Probe einer biologischen
Flüssigkeit
aus dem Individuum der Anwesenheit eines mutierten p53-Polypeptids gemäß irgendeines
der vorstehend beschriebenen Verfahren und den Vergleich der so
bestimmten Menge mit der in folgenden Proben des Individuums vorhandenen
Menge umfasst, wobei die Proben zu verschiedenen Zeitpunkten genommen
wurden, d. h. eine Probe wird nach einem ausreichenden Zeitraum
nach der anderen Probe genommen, um Tumorwachstum oder -regression
zu erlauben. Ein Unterschied in den bestimmten Mengen zeigt dabei
den Verlauf des neoplastischen Zustands, d. h. Wachstum oder Regression.
Im Zusammenhang dieser Endung schließt ein neoplastischer Zustand
Carcinoma der Lunge, der Blase, der Brust, des Uterus, der Prostata,
des Dickdarms, Adenocarcinoma der Lunge, Neuroblastoma, Melanoma,
Rhabdomyosarcoma, Lyphoma oder Leukämien ein, ist aber nicht darauf
beschränkt.
-
In Übereinstimmung mit den Bestimmungen
des Budapester Vertrags über
die Internationale Anerkennung der Hinterlegung von Mikroorganismen
zum Zweck der Patentierung wurden die nachstehend aufgelisteten
Hybridomas bei der American Type Culture Collection („ATCC"),
12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852, U.S.A. hinterlegt:
-
- 1. ein Hybridom mit der Bezeichnung PAb 1801, hinterlegt
unter der ATCC Hinterlegungsnr. HB 10642;
- 2. ein Hybridom mit der Bezeichnung PAb 421, hinterlegt unter
der ATCC Hinterlegungsnr. HB 10643;
- 3. ein Hybridom mit der Bezeichung PAb 240, hinterlegt unter
der ATCC Hinterlegungsnr. HB 10614.
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Experimentelle
Details Material und Methoden
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Probenbehandlungsprotokolle: Serum-
oder Plasmaproben, gesammelt unter Verwendung von Heparin, EDTA
oder Oxalat, können
gefroren bei –70°C vor der
Analyse aufbewahrt werden, oder in einer anderen Ausführungsform
können
die Proben sofort getestet werden. Serum- und/oder Plasmaproben können in
reiner Form (d. h. unverdünnt)
analysiert werden, oder in einer anderen Ausführungsform können die
Proben mit Probenverdünnungspuffer
verdünnt
werden (PBS, pH 7.4, enthaltend 50 mM NaCl, 0.1% BSA, 0.5% Tween –20°, 0.02% Thimerosal
und 1% (v/v) normales Mauserum). Das Verdünnungsverhältnis ist von dem mutierten p53-Polypeptidgehalt
der Probe abhängig
und muss empirisch bestimmt werden. Die Proben werden in Duplikaten,
100 μl pro
Vertiefung, analysiert. In einigen Fällen können autologe Antikörper gegen
mutiertes p53-Polypeptid in den Patientenserum- und/oder – plasmaproben
vorhanden sein. Die Anwesenheit dieser Antikörper kann in einigen Fällen mit
der Sensitivität,
mit der das mutierte p53-Polypeptid in diesen Proben nachgewiesen
werden kann, interferieren und/oder sie verringern. Unter diesen
Bedingungen sollten die folgenden zusätzlichen Vorgehensweisen angewendet
werden. Zu 500 Microliter an Probe wird ein gleiches Volumen an Ansäuerungspuffer
(200 mM Glycin-HCl, pH 2.0) zugegeben und für 5 Minuten auf Eis (4°C) inkubiert.
Ein zehntel Volumen (d. h. 100 Microliter zugegeben zu 1 ml Probe)
an Neutralisationspuffer (2 M Tris-HCl, pH 8) wird zu der angesäuerten Probe
zugegeben und sofort wird mit dem Assay weitergemacht. Die angesäuerte und
neutralisierte Probe kann direkt oder nach weiterer Verdünnung mit
Probenverdünnungspuffer
analysiert werden. In einer anderen Ausführungsform kann die angesäuerte Probe
auf eine Säule
von Sephadex G-100 superfein® (Pharmacia, Katalognr.
17-0061-01) gegeben werden. Das Säuleneluat wird mittels eines
Spektrophotometers, eingestellt auf 280 nm, überwacht. Der erste Peak von
280 nm-absorbierendem Material (enthaltend Proteine eines Molekulargewichts
größer als
100 kDa, einschließlich
aller autologer Antikörper)
wird verworfen. Die verbleibenden Peaks, die nach dem ersten eluieren,
werden vereinigt und auf mutiertes p53-Polypeptid analysiert. Die
eluierte, vereinigte Probe kann gefroren bei –20°C aufbewahrt werden und/oder
durch Lyophilisierung vor der Analyse auf mutierte p53-Polypeptide konzentriert
werden.
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Urin: Frisch gesammelter Urin wird
durch die Zugabe von 1/10 Volumen an Urinpuffer (1 M Tris-HCl, pH
8.0, enthaltend 0.2% Thimerosal) pH-gepuffert. Gepufferte Proben
können
gefroren aufbewahrt oder sofort, wie vorstehend beschrieben, analysiert
werden.
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Zellextrakte: Um die Konzentration
an mutiertem p53 in Zellen zu messen muss zuerst ein Flüssigextrakt
hergestellt werden. Zahlreiche Extraktionsprotokolle können verwendet
werden. Das folgende bereitgestellte Protokoll ist ein Beispiel
eines Extraktionsverfahrens ganzer Zellen und sollte nicht als die
absolute Methode der Wahl betrachtet werden. Die Zellen werden durch
Zentrifugation pelletiert (1000 Xg, für 10 min bei 4°C), dann
3mal mit 20 bis 30 Volumina des Zellpellets an eiskaltem PBS gewaschen.
Die Zellen werden pelletiert und die PBS-Waschlösung verworfen. 5 Volumina
des Zellpellets an eiskaltem Schwellungspuffer (20 mM Tris/HCl,
5 mM EDTA, 1 mM PMSF, pH 8) werden zugegeben und auf Eis für 30 Minuten
inkubiert. Die Zellen werden alle 10 Minuten sanft resuspendiert.
Nicht-ionisches Detergens (z. B. Tween-20®) wird
in einer Endkonzentration von 1% (v/v) zugegeben und die Inkubation
auf Eis wird für
zusätzliche
30 Minuten fortgesetzt. Die Zellen werden alle 10 Minuten resuspendiert.
NaCl wird in einer Endkonzentration von 0.5 M zugegeben. Es wird
15 Minuten auf Eis inkubiert. Alle 5 Minuten wird resuspendiert.
Es wird bei etwa 70,000 Xg für 30
Minuten bei 4°C
(z. B. 70.1 Ti bei 30,000 (UpM) pelletiert. Der Membran-freie Überstand
wird vorsichtig gesammelt. Der Überstand
(Gesamtzellextrakt) kann sofort auf die Konzentration an mutiertem
p53 analysiert werden oder gefroren bei – 70°C zur späteren Analyse aufbewahrt werden.
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Antikörper- und Reagensherstellung.
Die Antikörper
können
an einen festen Träger
gebunden werden und verwendet werden, um mutiertes p53-Polypeptid
zu fangen. Affinitätsgereinigte
polyclonale Antikörper
gegen mutiertes p53 Polypeptid können
als das Reporterreagens verwendet werden.
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Platten, beschichtet mit monoclonalem
Antikörper.
Gereinigter monoclonaler Antikörper
des Clons PAb421 oder alternativ des Clons PAb 1801 oder des Clons
PAb240 wird 5 μg/ml
in 100 mM Natriumcarbonatpuffer, pH 9, verdünnt. 100 μl der verdünnten Antikörperlösung wird zu jeder Vertiefung
einer Mikrotiterplatte mit 96 Vertiefungen (Immulon 1®) zugegeben.
Die Platte wird dann mit Plastikfolie bedeckt und für 16 Stunden bei
4°C inkubieren
lassen oder in einer anderen Ausführungsform für 3 h bei
37°C. Die
Vertiefungen werden entleert und einmal mit 200 μl Waschpuffer (PBS, enthaltend
0.05% Tween-20® und
0.02% Thimerosal) gewaschen. Nach dem Waschen werden die Vertiefungen
entleert und für
4 h bei Raumtemperatur mit 200 μl
Blockierungspuffer (PBS, enthaltend 1% BSA, pH 7.4) blockiert. Nach
Blockieren werden die Vertiefungen entleert und 3mal mit 200 μl Waschpuffer
pro Vertiefung pro Waschvorgang gewaschen. Beschichtete und blockierte Vertiefungen
werden bei 4°C
mit 200 μl
PBS, enthaltend 0.02% Thimerosal, pro Vertiefung aufbewahrt. In
einer anderen Ausführungsform
werden die Vertiefungen für
4 bis 16 h bei 4°C
lyophilisiert, dann in versiegelten Behältern unter Vakuum aufbewahrt.
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PAb421 ist ein IgG2a,
der Säuger-Wildtyp-
und mutierte p53-Polypeptide nahe der carboxyterminalen Domäne bindet
(30). PAb1801 ist ein IgG1, das in der aminoterminalen
Domäne
von menschlichem Wildtyp- und mutiertem p53-Polypeptid bindet. PAb240
ist ein IgG1-Isotop, das nur die mutierte
Form von nativem (d. h. nicht-denaturiertem) menschlichem p53-Polypeptid
bindet. Dieser Clon jedoch wird Säuger-Wildtyp-p53-Polypeptid
binden, wenn das Protein denaturiert worden ist (wie in einem Western
Blot). Dieser Antikörper
erkennt ein Konformationssensitives Epitop nahe der Mitte des mutierten
p53-Polypeptids (Reste 156–214
von denaturiertem mutierten p53-Polypeptid der Maus).
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Platten, beschichtet mit polyclonalem
Antikörper.
In einer möglichen
Vorgehensweise können
Affinitäts-gereinigte
polyclonale Antikörper
gegen mutiertes oder Wildtyp-p53-Polypeptid
auf Platten gemäß eines Verfahrens
beschichtet werden, das in jeder Hinsicht mit dem vorstehend für Platten,
beschichtet mit monoclonalem Antikörper, beschriebenen identisch
ist.
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Gereinigtes, menschliches rekombinantes
mutiertes p53-Polypeptid. Eine Standardkurve für mutiertes p53-Polypeptid
(siehe 1) wird unter
Verwendung von rekombinantem menschlichem p53-Polypeptid hergestellt,
derart mutiert, einen Histidinrest an Position 273 (Hup53HIS2273)
zu enthalten (30). Zur Durchführung dieser
Erfindung wäre
jede Reihe von Mutationen, die in hoch konservierten Sequenzen des
menschlichen p53-Onkogens vorkommen und in der Bildung von mutiertem
Protein mit den vorstehend offenbarten Charakteristika resultieren,
funktionell äquivalent.
Die Clonierung und Expression mutierten p53-Polypeptids folgt etablierten
Techniken der Molekularbiologie. Eine cDNA-Genbank wird hergestellt
(z. B. in pUC8- oder pUC9-Plasmiden) mittels mRNA, extrahiert aus
A431-Zellen (exprimieren
Hup53HIS273), wie von Harlow et al. (30) beschrieben (SEQ ID Nr.
1). Die cDNA-Genbank, so hergestellt, wird auf die Anwesenheit von
p53-Onkogensequenzen durch Hybridisierung mit einer komplementären cDNA-Sonde,
wie beschrieben, abgesucht (30). Kolonien, die aktivierte p53-Onkogensequenzen
tragen, werden isoliert, und die Plasmide werden, wie beschrieben,
gereinigt (31) und sequenziert (30, 32). Die das mutierte p53-Polypeptid
codierende Sequenz wird dann in einen Plasmidexpressionsvektor,
wie pUR291, subcloniert (33). Dieses Konstrukt, codierend ein β-Galactosidase-mutiertes
p53-Polypeptidfusionsprotein,
wird in E. coli (Stamm LE392)-Kulturen für 16–18 h bei 37°C in Anwesenheit
von 100 μg/ml
Isopropyl-β-thiogalactosid
wachsen gelassen. Die Zellen werden gesammelt, mit PBS gewaschen
und lysiert (31). Das mutierte p53-Polypeptidfusionsprotein wird
aus dem Zelllysat durch Immunaffinitätschromatographie mittels einer
PAb421-Agarosesäule gereinigt.
-
In einer anderen Ausführungsform
kann eine PAb240-Agarosesäule
verwendet werden, um das mutierte p53-Polypeptidfusionsprotein zu
reinigen. Das gereinigte rekombinante Protein ist in einer Zwischenkonzentration
von 8 μg/ml
in PBS, enthaltend 0.1% BSA, verdünnt. Diese ist weiter in Probenverdünnungspuffer (PBS,
enthaltend 50 mM NaCl, 0.5% Tween-20®, 0.1% BSA und 0.02% Thimerosal,
pH 7.4) verdünnt,
um Lösungen
herzustellen, die mutiertes p53-Polypeptid in Konzentrationen von
0, 0.125, 0.500, 1.0, 2.0, 4.0 und 8.0 ng/ml oder jeder anderen,
für den
dynamischen Rahmen des Assays geeignete Konzentration enthalten.
-
Anschließend wurde eine zweite Standardkurve
(2) unter Verwendung
von rekombinantem menschlichem p53-Polypeptid (Hup53HIS273), exprimiert
unter Verwendung eines anderen bakteriellen Expressionssystems,
aufgestellt. Genau wurde E. coli Stamm BL21 (DE3)LysS mit mutierter
menschlicher p53-cDNA, cloniert in das T7-Expressionsplasmid pT7-7, transformiert.
Die transformierten Bakterien wurden für 3 Stunden in Anwesenheit
von 0.4 mM IPTG inkubiert. Die gewaschenen Bakterien wurden lysiert
und gereinigt, wie vorstehend beschrieben, verdünnt mit Probenverdünnungspuffer
und verwendet, um eine Standardkurve für mutiertes p53 im ELISA-Assay
herzustellen (3 und Tabelle 1).
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TABELLE 1: Inter- und Intra-Assay-Genauigkeit,
bestimmt bei 3 Punkten entlang der vorstehend gezeigten Standardkurve.
-
I. Inter-Assay-Genauigkeit
-
Proben, enthaltend drei verschiedene
Konzentrationen an mutiertem p53, verdünnt in Probenverdünnungspuffer,
wurden in 8 getrennten Assays analysiert.
-
-
Tabelle 1 (Fortsetzung): Inter- und
Intra-Assay-Genauigkeit, bestimmt bei 3 Punkten entlang der vorstehend
gezeigten Standardkurve.
-
II. Intra-Assay-Genauigkeit
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Proben, enthaltend drei verschiedene
Konzentrationen an mutiertem p53, verdünnt in Probenverdünnungspuffer,
wurden jede 8mal während
des Verlaufs eines einzelnen Assays analysiert.
-
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Polyclonale Antikörper des
Kaninchens gegen mutiertes p53-Polypeptid. Weibliche Weiße
-
Neuseelandkaninchen wurden mit gereinigtem
rekombinantem mutiertem p53-Polypeptid nach einem Standardprotokoll
immunisiert. Genau wird das mutierte p53-Polypeptid (0.1 mg) mit
RIBITM-Adjuvans emulgiert und den Perilymphknoten
verabreicht. Drei Wochen später
wurde den Kaninchen ein intramuskulärer Boost (0.05 mg Antigen/Tier)
gegeben. Die Boosts wurden in 21 Tageintervallen fortgesetzt. Serum
wurde gesammelt, und der Antikörpertiter
mittels ELISA 10 Tage nach jedem Boost bestimmt. Wenn einmal ein
hoher Titer erreicht ist, wird das Serum gesammelt, und der gereinigte
Antikörper,
wie nachstehend beschrieben, gereinigt.
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Antiseren, gesammelt wie vorstehend
beschrieben, werden mittels ELISA titriert. Gereinigtes rekombinantes
mutiertes p53-Polypeptid wird auf Mikrotitervertiefungen absorbiert
(1 μg/ml
in 0.1 M Natriumcarbonatpuffer, pH 9.0; 50 μl/Vertiefung) für 16 bis
20 Stunden bei 4°C.
Die Antigenlösung
wird verworfen, und nicht besetzte Proteinbindungsstellen werden
mittels 200 μl
PBS, enthaltend 1% BSA (pH 7.3, für 2 h bei Raumtemperatur) blockiert.
Duplikat-Vertiefungen
werden für
3 Stunden bei 37°C
mit Antiseren, verdünnt
in Puffer (serielle 5-fache
Verdünnungen,
beginnend bei 1 : 500 und endend bei 1 : 312, 500; plus eine Kontrolle
ohne Antiserum) inkubiert. Gebundener Antikörper wird durch Inkubation
mit Peroxidasekonjugiertem Ziege-anti-Kaninchen-Antikörper (2–3 h bei
37°C) nachgewiesen,
gefolgt von der Zugabe eines Peroxidase-Substrats. Die Absorption
wird mittels eines Dualstrahls, Lesegerät für Mikrotiterplatten mit 96
Vertiefungen (Bio-Tek® Instruments,
Modell EL320) gemessen. Der Antiserumtiter wird als die Verdünnung definiert,
die eine Absorption ergibt, die zweimal die Hintergrundabsorption
ist.
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Antikörper aus Kaninchen, die einen
hohen Serumtiter ergeben, werden, wie nachstehend beschrieben, gereinigt
und weiter auf ihre Eignung als ein Reporterreagens in einem Zwei-Seiten-Sandwich-ELISA-Assay
für mutiertes
p53-Polypeptid beurteilt.
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Antikörperreinigung. Antikörper (Ig),
der mit menschlichem mutiertem p53-Polypeptid reagiert, wird aus
hyperimmunen Kaninchenseren mittels Immunaffinitätschromatographie gereinigt.
Gereinigtes rekombinantes mutiertes p53-Polypeptid wird an CNBR-aktivierte
Sepharose 4B® (Pharmacia)
gekoppelt. Rohantiserum wird durch Zentrifugation bei 10,000 × g für 30 min
geklärt,
und Rohantikörper
wird erhalten durch Präzipitation
mit Ammoniumsulfat. Die Ig-angereicherte Präparation wird auf mutierter
p53-Polypeptid-Sepharose® aufgegeben,
und der gebundene Antikörper
mittels 100 mM Glycin-HCl, pH 2.5 eluiert und mit 2.0 M Tris-HCl, pH
8.0 neutralisiert. In einem zweiten Beispiel wird IgG, das mit menschlichem
mutiertem p53-Polypeptid reagiert, aus hyperimmunen Kaninchenseren
durch Affinitätschromatographie
mit Protein-A-Sepharose® gemäß eines zu dem vorstehend beschriebenen
identischen Protokolls gereinigt.
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Polyclonaler Antikörper erkennt
vielfache Epitope, die sowohl mutierten und Wildtyp-p53-Polypeptiden gemeinsam
sind. In einem Fall wird polyclonaler Antikörper gegen ein p53-Polypeptid mit einem
monoclonalen Bindungs-Antikörper
kombiniert, der sowohl Wildtypals auch mutiertes p53-Polypeptid
(d. h. Clon PAb421) bindet. In einem anderen Fall wird polyclonaler
Antikörper
gegen ein p53-Polypeptid mit einem monoclonalen Bindungs-Antikörper kombiniert,
der mutiertes p53-Polypeptid (d. h. Clon PAb240) spezifisch erkennt
und bindet. In einem anderen Fall konnte der polyclonale Antikörper spezifisch
für mutierte
menschliche p53-Polypeptide durch Absorption gegen gereinigtes Wildtyp
menschliches p53-Polypeptid,
das an einen festen Träger,
wie CNBr-Sepharose® oder Polystyrolröhrchen gebunden
wurde, gemacht werden.
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Natives, Wildtyp-p53-Polypeptid kann
für die
Adsorption von polyclonalen Antikörpern des Kaninchens verwendet
werden, um ein mutiertes p53-Polypeptid-spezifisches Reagens zu
ergeben und als eine negative Kontrolle für den Assay.
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Monoclonale Antikörper der Maus gegen p53-Polypeptide.
p53-β-Galactosidasefusionsproteine
(siehe vorstehend) werden mittels SDS-Polyacrylamidgelelektrophorese
gereinigt. Die Bande, die dem Fusionsprotein entspricht, wird aus
dem Gel ausgeschnitten und in einer Lösung von 1% SDS, 0.2 M Tris/Acetat
pH 8.0, 0.1% DTT gewaschen. Das Protein wird dann elektroeluiert,
gegen 20 mM Ammoniumbicarbonat, 0.02% SDS dialysiert und in BALB/c
Mäuse injiziert.
Die Mäuse
werden intraperitoneal mit 5 μg
an den Tagen 0, 7 und 14 immunisiert. An Tag 28 werden die Seren
gegen mutiertes p53-Polypeptid-β-Galactosidasefusionsprotein
mittels ELISA getestet. Die Mäuse
werden mit 5 μg
des gleichen Antigens geboosted, und die Milzzellen werden mit NS
1-Myelomfusionspartnern mittels etablierter Verfahren fusioniert
(37). Die Hybridomen werden mittels ELISA gegen mutiertes p53-Polypeptid-β-Galactosidasefusionsprotein
abgesucht. Zusätzlich
werden Clone, die mit mutiertem p53-Polypeptidfusionsprotein reagieren,
aber nicht mit reiner β-Galactosidase
zweimal durch begrenzte Verdünnung
subcloniert. Hybridoma werden als Aszites-Tumoren in Mäusen wachsen
gelassen, und Antikörper
wird wie früher
beschrieben gereinigt (39).
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Kovalente Koppung monoclonaler Antikörper an
Affi-Gel-10TM. Gereinigte monoclonale Antikörper gegen
mutiertes p53-Polypeptid werden gegen PBS bei 4°C dialysiert, und das Affi-Gel-10® (Bio-Rad®)
wird zu der gereinigten monoclonalen Antikörperlösung in einer Konzentration
von 7.0 mg Protein pro ml Affi-Gel-10® zugegeben.
Allgemein werden 70 mg Antikörperligand
zu 10 ml Affi-Gel-10® zugegeben. Die Lösung wird
sanft auf einem Labquake-Rotator (Labindustries #400-10) für vier Stunden
bei 4°C
geschüttelt,
gefolgt von der Zugabe von Ethanolamin (Eastman Kodak) in einer
Endkonzentration von 0.1 M, um unreagierte Estergruppen zu blockieren.
Nach einer Stunde wird die Gelmatrix intensiv mit PBS durch Zentrifugation
bei 2,500 UpM für 10
Minuten gewaschen, bis das Gel frei von Reaktanten ist, wie durch
Erhalt von null Absorbtion bei 280 nm (OD280)
beurteilt. Um sicherzustellen, dass die Antikörperfunktion nach der Kopplungsprozedur
aufrechterhalten wird, wird die Bindungs-Gelmatrix mit Seren inkubiert,
die mutiertes p53-Polypeptid enthalten, und gebundenes Protein wird
mit Probenpuffer zur Analyse mittels SDS-PAGE eluiert.
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Biotiniylierung von ereinigtem Antikörper zur
Verwendung in der Antigen-Bindungsurozedur.
Monoclonale oder polyclonale Antikörper werden gemäß einem
von LKB Laboratories veröffentlichten
Protokoll biotinyliert. Zweihundert Microliter von Act BIOTIN-Lösung, hergestellt durch Zugabe
von 2.0 mg von Act BIOTIN zu 0.5 ml anhydriertem Dimethylformamid
(Pierce), werden zu 10 mg Antikörper,
gelöst
in 10 ml 0.2 M Natriumbicarbonat pH 8.8, enthaltend 0.15 M NaCl,
zugegeben. Die Reaktion wird für
15 Minuten bei Raumtemperatur laufen gelassen, gefolgt von der Beendigung
der Reaktion mit 0.1 ml 1.0 M Ammoniumchlorid pH 6.0. Der biotinylierte
Antikörper
wird gegen PBS dialysiert, um andere Salze zu entfernen, und 1.0
ml Aliquots werden bei –20°C gelagert.
Um sicherzustellen, dass die biologische Aktivität des Antikörpers nach der Biotinylierung aufrechterhalten
wird, werden die Antikörper
mittels Immunpräzipitation
von 35S-Methionin markierten Zellextrakten,
enthaltend mutierte p53-Polypeptide, getestet. Der monoclonale Antikörper (0.5
mg), der mutiertes p53-Polypeptid erkennt, wird mit abnehmenden
Volumina an Probe reagieren gelassen und mit 0.05 ml einer Streptavidin-Agarose-Suspension
bei 0.24 mg/ml immunpräzipitiert.
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Iodierung von ereinigtem Antikörper zur
Verwendung im Antigenbindungsprozess. Aliquots von 20 μl von Iodo-Gert
(Pierce), die zuvor in Chloroform in einer Konzentration von 10
mg/ml gelöst,
lyophilisiert und gefroren aufbewahrt worden waren, werden auf Raumtemperatur
aufgewärmt.
Folgendes wird zu dem Röhrchen,
enthaltend Iodo-Gen®, in der angegebenen Reihenfolge,
zugegeben; 0.025 ml Puffer II (0.4 M Tris-HCl, 0.4 mM EDTA, pH 7.4),
monoclonaler Antikörper
in einer Konzentration von 1.0 mg/0.1 ml und 3.7 × 107 Bq (1.0 mCi) Na125I
(Amersham#IMS.40). Die Iodierungsreaktion wird für eine Minute unter sanftem
Schütteln
laufen gelassen, und das Gemisch wird der Gelfiltrationschromatographie
mittels einer G-25 SephadexTM PD10-Säule (Pharmacia), äquilibriert
mit 10 mM Tris-HCl, 10 mM NaCl, pH 7.8 unterzogen, um unreagiertes freies 125I zu entfernen. Einen halben ml Fraktionen
werden gesammelt, und 10% Trichloressigsäure (TCA) präzipitierbare
Einheiten werden bestimmt, bevor die Proben vereinigt werden.
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SDS-Polyacrylamid-Plattengelelektrophorese.
Die Proben werden in 20 Microliter Probenpuffer, enthaltend 6.0
M Harnstoff (Ultrapure, BRL), 0.1 M Tris-HCl (Sigma; T-1503), pH 6.8, 15%
Glycerol (Kodak; 114-9939), 2% Natriumdodecylsulfat (Bio-Rad®;
#167-07-10), verdünnt und
auf einem 5 bis 20% Acrylamidgradienten aufgetrennt, im wesentlichen
wie von Laemmli beschrieben (35). Die Proben werden für 2 Minuten gekocht,
vor dem Auftragen auf ein 1–1.5
mm dickes Plattengel in einem Bio-Rad® Modell
155 Vertikale Elektrophoresezelle (Bio-Rad® 165–1420) unter
konstanter Spannung bei 45 Volt pro Gel für 15 Stunden (Hoeffer Spannungsquelle;
PS 1200 DC). Verwendete Molekulargewichtsmarker sind Myosin, 200,000;
Beta-Galactosidase, 130,000; Phosphorylase B, 92,000; Rinderserumalbumin,
68,000; Ovalbumin, 45,000; Carbonanhydrase, 29,000; Sojabohnentrypsininhibitor,
21,000; Lysozym, 14,400; und Cytochrom C, 12,000. Die Gele werden
mit 0.1% Coomassie Blau R-250° (Bio-Rad® #16-0400)
in 7.0% Essigsäure
und 10% Methanol für
5 Minuten gefärbt
und in der gleichen Lösung
ohne Coomassie® entfärbt ( 4). Einige Gele werden mittels Silbertechnik
gefärbt,
wie von Merril (36) beschrieben (Bio-Rad Silberfärbungskit; #161-0443). Die
Gele, die radioaktiv markierte Proben enthalten, werden der Autoradiographie,
wie von Bonner und Laskey (37) beschrieben, unter Verwendung von
Enhance® (New
England Nuclear) und Typ XR-2 Röntgenfilm
(Kodak) unterzogen. In Gelen mit markierten Proben verwendete Molekulargewichtsmarker
werden mit 14C vormarkiert (New England
Nuclear).
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Quantifizierung von mutiertem p53-Polypeptid
in einer biologischen Flüssikeitsbrobe.
Quantifizierung wird durch Herstellung einer Standardkurve mittels
bekannter Konzentrationen von gereinigtem, rekombinantem menschlichem
mutiertem p53 erreicht. Durch Vergleich der Absorption, die aus
einer Probe, enthaltend eine unbekannte Menge von mutiertem p53,
erhalten wird, mit der, die aus den Standards erhalten wird, kann die
Konzentration an mutiertem p53 in der Probe bestimmt werden (1 und 2).
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BEISPIEL 1
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Zwei-Seiten-Sandwich-ELISA-Assay.
In einem ersten Beispiel wird gereinigter monoclonaler Antikörper aus
Clon PAb1801 (5 μg/ml
in 0.1 M Natriumcarbonatpuffer, pH 9.0, 100 μl/Vertiefung), der sowohl an
Wildtyp- als auch an mutiertes p53-Polypeptid bindet, auf Microtitervertiefungen
für 16
bis 20 Stunden bei 4°C
adsorbiert. Die Antikörperlösung wird
aus den Vertiefungen entfernt, und alle verbleibenden Proteinbindungsstellen
werden durch Inkubation der Vertiefungen mit PBS, enthaltend 1%
BSA bei pH 7.2, für
2 Stunden bei Raumtemperatur (etwa 23°C) blockiert. Nach der Blockierung
werden die Vertiefungen 4mal mit 200 μl Waschpuffer (PBS, enthaltend
1% BSA und 0.05% Tween-20®, pH 7.3) gewaschen, dann
werden richtig markierte Vertiefungen mit wechselnden Mengen an
p53-Polypeptid-β-Galactosidasefusionsprotein
(Standard) oder der zu testenden biologischen Probe für 16–18 Stunden
bei 4°C
(alternativ für
3 Stunden bei 37°C)
inkubiert. Die Platten werden durch Umdrehen auf Papiertücher entleert,
und die Vertiefung 4mal, wie vorstehend beschrieben, gewaschen.
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Biotin-gekoppelter monoclonaler Antikörper aus
Clon PAb421 (Reporter-Antikörper)
wird in Probenverdünnungspuffer
(PBS, enthaltend 50 mM NaCl, 1% normales Mauserum, 0.1% BSA, 0.5%
Tween-20® und 0.02%
Thimerosal) in einer Konzentration von 10 μg/ml gelöst und (100 μl/Vertiefung)
für 2–3 Stunden
bei 37°C inkubiert.
Der Reporter-Antikörper
dagegen wird durch Inkubation (1 Stunde bei Raumtemperatur) mit
Streptavidin, konjugiert an Meerrettichperoxidase (0.4 μg/ml in Probenverdünnungspuffer)
gebunden. Die Vertiefungen werden 4mal gewaschen, wie vorstehend
beschrieben, und eine Peroxidase-Substratlösung (z.
B. ABTS, 100 μl/Vertiefung)
wird zugegeben. Nach einem geeigneten Zeitraum der Inkubation (etwa
60–100
Minuten bei Raumtemperatur) wird die Absorption bei 405 nm gemessen.
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Die Seren aus 6 normalen und 6 Krebspatienten-Donoren
werden auf mutiertes p53-Polypeptid
nach dem vorstehend beschriebenen Protokoll analysiert.
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Die mittlere Absorption (A40
5) aus Duplikatvertiefungen
für jede
Probe wurde in die Regressionsgleichung der Standardkurve eingegeben,
um die Menge an mutiertem p53-Polypeptid
in jeder der Proben zu berechnen. Die maximale Sensitivität des Assays
ist 100 pg/ml. Daher werden Proben, die kein nachweisbares mutiertes
p53-Polypeptid enthalten, als weniger als (<) 100 pg/ml enthaltend bezeichnet.
-
Tabelle 2 liefert eine Liste der
p53-Polypeptidkonzentrationen in Seren von 6 normalen und b Krebspatienten:
-
-
Wie vorstehend beschrieben, unterscheidet
die Auswahl an Antikörpern,
die in diesem ersten Beispiel verwendet werden, nicht zwischen mutierten
und Wildtyp-p53-Polypeptiden und liefert daher ein Maß der gesamten
(Wildtyp und mutiertes) p53-Polypeptidkonzentration in der Probe.
Wildtyp p53-Polypeptid jedoch, wie früher diskutiert, akkumuliert
nicht in nachweisbaren Mengen; daher sind die in diesen Proben nachgewiesenen
und gemessenen Polypeptide folglich mutierte p53-Polypeptide. Es
sollte auch bemerkt werden, dass der Gehalt der Probe an mutiertem
p53-Polypeptid durch den Gesundheitszustand des Probendonors, d.
h. der Tumorbelastung des Patienten, beeinflusst sein kann. Diese
Belastung wird durch den Status des Fortschreitens der zugrundeliegenden
Krankheit sowie jede verbessernde Therapie, wie Chirurgie, Chemotherapie
oder Bestrahlung, die vor Serumprobenentnahme unternommen worden
sein können,
beeinflusst.
-
In einem zweiten Beispiel wird gereinigter
PAb240 auf Mikrotitervertiefungen adsorbiert, da dieser Antikörper für das mutierte
p53-Polypeptid spezifisch ist. Der Antikörper (5 μg/ml in 0.1 M Natriumcarbonatpuffer, pH
9.0; 100 μl/Vertiefung)
wird für
16 bis 20 h bei 4°C
adsorbieren gelassen. Die Antikörperlösung wird
dann aus den Vertiefungen entfernt, und alle unbesetzten Proteinbindungsstellen
werden durch Inkubation der Vertiefungen mit PBS, enthaltend 1%
BSA bei pH 7.2, für
zwei Stunden bei Raumtemperatur blockiert. Nach dem Blockieren werden
die Vertiefungen 4mal mit 200 μl
Waschpuffer (PBS, enthaltend 0.1% BSA und 0.05% Tween-20®,
pH 7.3) gewaschen, dann werden richtig markierte Vertiefungen mit
wechselnden Mengen an gereinigtem, rekombinantem mutiertem p53-Polypeptid
(Standard) oder der zu testenden biologischen Probe für 16–18 h bei
4°C oder
alternativ für
3 h bei 37°C
inkubiert. Die Platten werden durch Umdrehen über Papiertüchern entleert, und die Vertiefungen
werden 4mal, wie vorstehend beschrieben, gewaschen.
-
Polyclonaler Antikörper aus
Kaninchen, der mutiertes p53-Polypeptid erkennt und bindet, wird
in Probenverdünnungspuffer
(PBS, enthaltend 50 mM NaCl, 1% normales Mauserum, 0.1% BSA, 0.5%
Tween-20® und
0.02% Thimerosal) in einer Konzentration von 5 μg/ml gelöst und (100 μl/Vertiefung)
für 2–3 h bei
37°C inkubiert.
Gebundener Reporter-Antikörper
dagegen wird durch Inkubation (1–2 Stunden bei Raumtemperatur) mit
Peroxidasekonjugiertem Ziege-anti-Kaninchen-Immunglobulin nachgewiesen.
Nach Waschen der Vertiefungen wird ein Peroxidase-Substrat, wie
ABTS (2,2'-Azino-di-[3-ethyl benzthiazolinsulfonat] zugegeben, und nach
einem geeigneten Zeitraum der Inkubation (etwa 30–60 Minuten
bei Raumtemperatur) wird die Absorption bei 405 nm gelesen.
-
Seren von 21 gesunden Donoren und
von 67 Krebspatienten werden auf mutierte p53-Polypeptide mittels des vorstehend beschriebenen
Mutanten-spezifischen Protokolls analysiert. 1 zeigt die Standardkurve, erhalten durch
genaue Konzentrationen an gereinigtem, rekombinantem menschlichem
mutiertem p53-Polypeptid. Die Kurve ist linear von 0 bis 8 ng/ml
(linearer Regressionskoeffizient = 0.999).
-
Zugabe und Wiedergewinnen von p53
in normalem Serum zeigte, dass das Wiedergewinnen besser war, wenn
das Serum verdünnt
wurde (5). Zum Beispiel
wurde gereinigtes, rekombinantes mutiertes p53 zu unverdünntem normalem
menschlichem Serum und zu verdünntem
(1 : 5 mit Probenverdünnungspuffer) normalem
menschlichem Serum in einer Endkonzentration von 4 ng/ml zugegeben.
Gereinigtes p53 wurde zu verdünntem
menschlichem Urin in einer Endkonzentration von 2 ng/ml zugegeben.
Die Proben, denen p53 zugegeben wurde, wurden im p53-ELISA-Assay
analysiert. Die Menge an nachgewiesenem mutiertem p53 wird als ein
Prozentsatz der tatsächlich
zu der Probe zugegebenen Menge ausgedrückt.
-
Die Serumproben werden 1 : 5 mit
Probenverdünnungspuffer
verdünnt,
und 100 μl
des verdünnten
Serums werden zu Duplikatvertiefungen für jeden der 21 normalen und
67 Krebspatienten-Proben zugegeben.
-
Die mittlere Absorption (A40
5) aus den Duplikatvertiefungen
für jede
Probe wurde in die Regressionsgleichung der Standardkurve eingegeben,
um die Menge an mutiertem p53-Polypeptid
in jedem der verdünnten
Proben zu berechnen. Diese Menge wurde dann mit dem Verdünnungsfaktor
(d. h. 5) multipliziert, um die Menge an in den ursprünglichen,
unverdünnten
Seren vorhandenem mutiertem p53-Polypeptid zu erhalten. Die Menge
an mutiertem p53-Polypeptid in den Proben wird in Picogramm (pg)
pro Milliliter (ml) unverdünntem Serum
ausgedrückt.
Die maximale Sensitivität
des Assays beträgt
30 pg/ml. Das heißt,
die Proben mit weniger als 30 pg/ml an mutiertem p53-Polypeptid
können
in diesem Assay nicht nachgewiesen werden und können nicht voneinander oder
sogar von Proben, die kein mutiertes p53-Polypeptid enthalten, unterschieden
werden. Da die Proben 1 : 5 verdünnt
wurden, wird diese Sensitivitätsgrenze
150 pg/ml (30 × 5).
Daher werden im Bericht der Ergebnisse dieser Studie Serenproben
ohne nachweisbare p53-Polypeptide als weniger als (<) 150 pg/ml enthaltend
bezeichnet.
-
Tabelle 3 liefert eine Liste gemessener
mutierer p53-Polypeptidkonzentration der Seren von 21 normalen menschlichen
Donoren. Tabelle
3
Konzentration an mutiertem p53-Polypentid in normalen menschlichen
Seren
Probe | Konzentration
an mutiertem p53-Polypeptid (pg/ml) |
1 | <150 |
2 | <150 |
3 | <150 |
4 | <150 |
5 | <150 |
6 | <150 |
7 | <150 |
8 | <150 |
9 | <150 |
10 | 645 |
11 | <150 |
12 | <150 |
13 | <150 |
14 | <150 |
15 | <150 |
16 | <250 |
17 | 515 |
18 | <150 |
19 | 390 |
20 | <150 |
21 | <150 |
-
18 der 21 Proben (86%) besaßen kein
nachweisbares mutieres p53-Polypeptid (d. h. <150 pg/ml). Die drei verbleibenden
Proben (14%) besaßen
alle Konzentrationen an mutiertem p53-Polypeptid, die sehr nahe an
der Sensitivitätsgrenze
lagen, und keine Probe besaß mehr
als 1000 pg/ml mutieres p53-Polypeptid.
-
Tabelle 4 liefert eine Liste der
gemessenen mutierten p53-Polypeptidkonzentration aus den Seren von 67
Krebspatienten. Die Krebsarten waren verschiedener Natur, wie in
Tabelle 4 angezeigt.
-
Tabelle
4: Konzentrationen an mutiertem p53 in Krebspatientenseren
-
Tabelle
4: Konzentrationen an mutierem p53 in Krebspatientenseren
-Fortsetzung
-
Im Gegensatz zu was in normalen Proben
gesehen wurde, besaßen
41 von 67 getesteten Proben (61%) nachweisbares mutiertes p53-Polypeptid;
9 Proben (13%) besaßen
mehr als 1000 pg/ml p53-Polypeptid.
-
Die hier vorgestellten Daten zeigen
einen klaren Unterschied in den Konzentrationen an mutiertem p53-Polypeptid
im Serum, das von diesen zwei Probenpopulationen (d. h. normale
versus Krebspatientensera) erhalten wird. Es sollte nochmals betont
werden, dass aufgrund der nach dem ersten Beispiel diskutierten Gründe die
Werte an mutiertem p53-Polypeptid der Probe des Krebspatienten wahrscheinlich
die Werte unterschätzen,
die in ansonsten unbehandelten (d. h. neu diagnostizierten) Krebspatienten
mit wesentlicher Tumorbelastung erhalten werden würden.
-
Eine Antikörper-Kompetitionsstudie wurde
durchgeführt,
um zu überprüfen, dass
der Faktor, der in Serum von menschlichen Krebspatienten nachgewiesen
wird, mutiertes p53-Polypeptid war. Für diese Untersuchung wurden
zwei menschliche Serumproben ausgewählt. Eine Probe war von einem
Patient mit Dickdarmkrebs (Nr. 86-37-76). Für diese Probe war früher gezeigt
worden, dass sie mutiertes p53-Polypeptid enthält, wenn sie mit dem Zwei-Seiten-Sandwich-ELISA analysiert
wurde (Mittelwert von 8 getrennten Analysen = 1.9 ng/ml). Die zweite
Probe war von einem gesunden normalen Donor (OSI #15), von dem früher gezeigt
wurde, dass er kein mutiertes p53-Polypeptid enthält. Jedes
dieser zwei Seren wurde 1 : 2 mit Assay-Puffer verdünnt, dann weiter in zwei gleiche
Teile mit der Markierung „experimentell"
und „Kontrolle"
geteilt. Zu jedem der experimentellen Röhrchen wurden 7.5 μg gereinigter
monoclonaler Antikörper
p53(Ab-2) Clon PAb1801 (ATCC Hinterlegungsnr. HB 10642) gegeben.
Das ist ein sehr gut charakterisierter Antikörper, der spezifisch an p53-Polypeptid
bindet, aber selbst keinen Bestandteil des Zwei-Seiten-Sandwich-ELISAs
darstellt. Jedes der Kontrollröhrchen
erhielt 7.5 μg
des gereinigten monoclonalen Antikörpers trpE(Ab-1). Dieser Antikörper dient als
eine Kontrolle, da er den gleichen Isotyp (IgG1)
besitzt wie der PAb1801-Antikörper,
aber spezifisch an bakterielle Anthranilatsynthetase bindet, ein
Protein, das in menschlichem Serum nicht vorkommt. Jeder IgGl-Antikörper jedoch,
der mit einem irrelevanten Antigen reagiert und der auch nicht mit
p53 kreuzreagiert, kann als eine geeignete Kontrolle dienen. Zum
Beispiel sind zwei andere Antikörper,
die gleich gut als Kontrollen funktionieren würden, ATTC CRL 1640, ein Anti-DNA-Polymerase-alpha-IgGl-Clon oder ATTC CRL
1713, ein Anti-E. coli-DNA-Polymerase-IgGl-Clon.
-
Jede der Proben wurde dann in dem
Zwei-Seiten-Sandwich-ELISA analysiert. Die Ergebnisse zeigen (siehe 6), dass die Zugabe von
p53(Ab-2)-Antikörper
zur Krebsserumprobe ausreichend war, um das Signal auf nicht-nachweisbare
Mengen zu reduzieren, während
der trpE(Ab-1)-Antikörper
keine Wirkung hatte. Zugabe jedes Antikörpers zur normalen Serumprobe
veränderte
die Tatsache nicht, dass kein p53 in der normalen Probe gefunden
wurde. Diese Ergebnisse sind genau, was man erwarten würde, wenn
der nachgewiesene Faktor in der Krebsserumprobe p53-Polypeptid wäre.
-
In einer weiteren Verbesserung dieser
Untersuchung wurde das Experiment, wie vorstehend beschrieben, wiederholt,
mit der Ausnahme, dass 35 μl
des bakteriellen Protein A/G (Oncogen Science, Inc., Uniondale,
N.Y.) zu jeder der Proben zugegeben wurde. Protein A/G bindet an
den Fc-Teil der Antikörper.
Durch Zentrifugieren der Proben (10 min bei 4°C, Eppendorf® Microfuge)
wird das Protein A/G zusammen mit dem gebundenen Antikörper und
allen anderen Proteinen pelletiert, an die Antikörper ihrerseits gebunden haben.
Der p53(Ab-2)-Antikörper
Clon PAb1801 würde
auf diese Weise alles p53 entfernen, das in der Probe vorhanden sein
hätte können, während der
trpE(Ab-1) alles p53 in der Probe unberührt lassen würde. Das
wurde gemacht, und die Überstände wurden
im Zwei-Seiten-Sandwich-ELISA
analysiert. Die Ergebnisse (siehe 7) bestätigen die
vorstehenden Befunde.
-
Während
die Verwendung des Clons PAb240 als ein Bindungs-Antikörper die
bevorzugte Konfiguration darstellt, da nur mutiertes p53-Polypeptid
gebunden worden wäre,
wäre eine
annehmbare Alternative, entweder Clon PAb421 oder Clon PAb1801 als
Bindungs-Antikörper zu
haben. Für
diese Alternativen wäre
das Assay-Format identisch zu dem vorstehend beschriebenen. In einer
anderen Ausführungsform
kann der polyclonale Antikörper
als der Bindungs-Antikörper
mit PAb240 als Reporter verwendet werden. In dieser Konfiguration
wird Peroxidase-konjugiertes Ziege-anti-Kaninchen-Immunglobulin
durch Peroxidase-konjugiertes Ziege-anti-Maus-Immunglobulin im vorstehend
beschriebenen Assay-Format ersetzt.
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BEISPIEL 2
-
Immunoblot-Analyse. Zu analysierende
Serenproben oder Zellextrakte werden zuerst der SDS-PAGE, wie hier
vorstehend beschrieben, auf einem 5–20% Acrylamidgradientengel
unterzogen. Nach der Elektrophorese wird der Transfer von Proteinen
auf Nitrocellulose (Schleicher & Schuell,
BA 85, 0.45 μm)
durchgeführt. Die
Proteine werden bei 70 Volt für
2– 3 Stunden
bei 4°C übertragen.
Die Nitrocellulose wird in 0.5% Magermilchpulver (Carnation®)
in Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung pH 7.4 (PBS), enthaltend
0.02% Natriumazid, für
1 Stunde bei Raumtemperatur inkubiert. Der Filter wird dann mit
PBS, enthaltend 0.1% Tween-20® (Bio-Rad® Lab),
gewaschen und mit 125[I] markiertem PAb240
monoclonalem Antikörper
(2.0 × 106 CPM/ml), verdünnt in dem gleichen Puffer,
für 1.5
Stunden bei 37°C
inkubiert. Die Filter werden dreimal mit PBS-Tween-20® gewaschen,
getrocknet und auf Kodak XR-2-Film bei –70°C mit Verstärkungsfolien exponiert. In
einer anderen Ausführungsform
wird der Filter mit PAb240 monoclonalem Antikörper inkubiert, dann mit PBS
gewaschen und mit Alkalischer Phosphatase-konjugiertem Ziege-anti-Maus- IgG inkubiert. Der
Filter wird mit PBS gewaschen und mit einem geeigneten Alkalische
Phosphatase-Substrat (z. B. 5-Brom-4-chlor-3-indolyl-phosphat) inkubiert,
bis sich gefärbte
Banden entwickeln. Weiter wird der Filter in einer anderen Ausführungsform
mit polyclonalem Kaninchen-anti-p53-Antikörper inkubiert, mit PBS gewaschen
und mit Alkalische Phosphatase-konjugiertem Ziege-anti-Kaninchen-IgG
inkubiert. Der Filter wird gewaschen und, wie vorstehend beschrieben,
entwickelt.
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BEISPIEL 3
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Immunpräzipitation von mutiertem p53-Polypeptid
mit Immunglogbulin. 1 ml der Seren wird für 15 Stunden bei 4°C mit 1 Microgramm
monoclonalen Antikörpers
PAb240 und 50 μl
einer 10% (v/v) Suspension von Protein-A-Agarose (BRL), enthaltend
0.175 mg Protein-A, reagieren gelassen. Die Immunkomplexe werden
dreimal in PBS TDS gewaschen und durch Zentrifugation bei 1000 UpM
für 10
Minuten gesammelt. Die Immunpräzipitate
werden durch Elektrophorese mittels 5–20% Acrylamid-SDS-PAGE aufgelöst. Die
aufgelösten
Proteine werden elektrophoretisch auf Nylon, Nitrocellulose oder
andere geeignete Membranträger übertragen
(geblottet). Geblottete Membranen werden für 1 h in einer Lösung, enthaltend
PBS und 1% bis 10% BSA oder Casein, blockiert, um nicht-spezifische
Proteinbindungsstellen zu blockieren. Die blockierten Membranen
werden mit radiomarkierten Antikörpern
gegen mutierte p53-Polypeptide (entweder monoclonal oder polyclonal)
inkubiert, dann der Autoradiographie unterzogen. In einer anderen
Ausführungsform
können
die Antikörper
gegen mutierte p53-Polypeptide enzymatisch markiert sein, und der
Nachweis durch die Verwendung einer geeigneten Substratlösung ausgeführt werden.
Zum Beispiel könnte
ein Peroxidase-markierter Antikörper
mit 0.03% 4-Chloro-1-naphthol inkubiert werden.
-
In einem alternativen Immunpräzipitationsprotokoll
wird PAb240 monoclonaler Antikörper
nach einem von LKB Laboratories veröffentlichten Protokoll biotinyliert.
200 Mikroliter Act BIOTIN-Lösung,
hergestellt durch Zugabe von 2.0 mg von Act BIOTIN zu 0.5 ml wasserfreiem
Dimethylformamid (Pierce), werden zu 10 mg PAb240, gelöst in 10
ml 0.2 M Natriumbicarbonat pH 8.8, enthaltend 0.15 M NaCl, gegeben.
Die Reaktion wird für
15 Minuten bei Raumtemperatur laufen gelassen, gefolgt von einer
Terminationsreaktion mit 0.1 ml 0.1 M Ammoniumchlorid pH 6.0. Der
biotinylierte Antikörper
wird gegen PBS dialysiert, um andere Salze zu entfernen, und 1.0
ml Aliquots bei –20°C gelagert.
Um sicherzustellen, dass die biologische Aktivität des Antikörpers nach der Biotinylierung
aufrechterhalten wird, werden die Antikörper durch Immunpräzipitation
von gereinigten, rekombinanten mutierten p53-Polypeptiden getestet.
PAb240 MoAb (0.5 g) wird mit abnehmenden Volumina von Patientenseren,
enthaltend das mutierte p53-Polypeptid, reagieren gelassen und mit
0.05 ml Streptavidinagarosesuspension bei 0.24 mg/ml immunpräzipitiert,
was in einem PAb240-mutiertes p53-Polypeptid-Streptavidinagarose-Komplex resultiert,
der nachweisbar ist.
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BEISPIEL 4
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Festphasen-Antigenbindungsverfahren
mittels biotinyliertem monoclonalem Antikörper als Reporter. Für jeden
Assay-Punkt wird ein Aliquot der Affinitätsbindungsmatrix, umfassend
eine PAb240-Affi-Gel-10TM-Suspension, zu
einem Röhrchen,
enthaltend 4 ml PBS mit 4% BSA, zugegeben, für eine halbe bis zu drei Stunden
blockiert, pelletiert durch Zentrifugation bei 2,800 UpM, dann einmal
in PBS gewaschen. Die blockierte, gewaschene Bindungsmatrix wird
verwendet, um die Anwesenheit von mutierten p53-Polypeptiden in
Seren von Krebspatienten zu testen. Patientenserum wird zu jedem
Röhrchen,
enthaltend ein Pellet von Affinitätsmatrix, zugegeben und für ein oder
zwei Stunden reagieren gelassen. Die Matrix wird pelletiert und
einmal in 4.0 ml PBS, enthaltend 0.05% Tween-20®, gewaschen.
1 ml PBS und biotinylierter PAb240 werden zu jedem Röhrchen zugegeben,
bei 37°C
für 1 Stunde
inkubiert, pelletiert, dann einmal in PBS-0.5% Tween-20® gewaschen.
Ein Avidin-Biotin-Meerrettich-Peroxidase-Komplex
wird durch Mischen von zwei Tropfen der Lösung A (Vectastain, Avidin
Biotin Komplex (ABC) Kit, #PK4004, Vector Laboratories) und 2 Tropfen
der Lösung B
in 10.0 ml PBS, enthaltend 0.05% Tween-20® hergestellt.
Nach 30 Minuten wird 1 ml ABC-Lösung
zum Matrix-Pellet zugegeben, gemischt und bei 37°C für 30 bis 60 Minuten inkubiert.
Dann wird die Matrix pelletiert und einmal mit 4.0 ml PBS-0.5% Tween-20® gewaschen.
Entwicklungslösung
wird wie folgt hergestellt: Lösung I
wird durch Zugabe von 0.06 ml 30% Wasserstoffperoxid zu 100 ml PBS
hergestellt. Lösung
II wird durch Zugabe von 60 mg Meerrettichperoxidase-Entwickler
(BioRad) zu 20.0 ml eiskaltem Methanol hergestellt. Unmittelbar
vor Verwendung werden 5 Teile Lösung
I mit 1 Teil Lösung
II gemischt und 1.0 ml zu der Matrix zugegeben. Die Matrix entwickelt
eine blaue Farbe in Proben, die das mutierte p53-Polypeptid enthalten.
-
Festphasen-Antigenbindungsverfahren
mittels iodierten Antikörpern
als Reporter-Antikörper.
1 ml PAb240 Bindungsaffinitätsmatrix
wird zweimal mit 4.0 ml PBS TDS und einmal mit 4.0 ml PBS, enthaltend 0.1%
BSA (PBS-BSA) gewaschen. Bindungsmatrizes können entweder mit Zellextrakten
oder menschlichen biologischen Flüssigkeiten verwendet werden
und werden in Polypropylenröhrchen
mit rundem Boden (12 × 75
mm, Enkay) oder konischen (12 × 75
mm, Enkay) inkubiert.
-
Das Gelmatrixpellet wird in seinem
zweifachen Volumen an PBS, enthaltend 0.1% Natriumazid, suspendiert,
und 0.01 ml werden in ein Röhrchen
mit rundem Boden (12 × 75
mm, Enkay) überführt, enthaltend eine
bakterielle Wachstums- und Proteaseinhibitorlösung (BGIPI, 0.05 ml) einer
Endkonzentration von 0.005% TPCK (Sigma), 0.01% Sojabohnentrypsininhibitor
(Sigma), 0.01% Natriumazid und 0.01% Natriumfluorid und 2.75 μl (0.054
TIU) Aprotinin (Sigma) (19.8 TIU/ml). Ein halber ml von Patienten-
oder normaler menschlicher Seren (NHS) oder Zellextrakt wird zu
jedem Röhrchen
zugegeben, und die Probe wird über
Nacht bei 4°C
inkubiert. Die Gelmatrix wird zweimal mit 3.0 ml PBS gewaschen,
und etwa 0.1 ml Volumen Flüssigkeit
wird mit dem Gelmatrixpellet zurückgehalten.
Das Pellet wird für
2 Stunden bei 37°C
mit 0.1 ml 125I-markiertem Antikörper gegen
mutierte p53-Polypeptide [monoclonal oder polyclonal - etwa 60,000
CPM, 1.0 μCi 125I Iod pro 1.0 Mikrogramm Protein] geschüttelt, einmal
mit 3.0 ml PBS TDS, zweimal mit 3.0 ml PBS gewaschen und zuletzt in
einem Gammazähler
gezählt.
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BEISPIEL 5
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Doppeldiffusion in Agar. Geschmolzener
Agar wird auf Glassplättchen
oder in Petrischalen gegossen und aushärten gelassen. Kleine Vertiefungen
werden aus dem Agar einige Millimeter voneinander ausgestanzt. 50 μl des affinitätsgereinigten
polyclonalen Antikörpers
aus Kaninchen gegen mutierte p53-Polypeptide werden in eine der
ausgestanzten Vertiefungen gegeben, und 100 μl Patientenseren werden in eine
andere der ausgestanzten Vertiefungen gegenüber der den Antikörper enthaltenden
Vertiefung gegeben. Diese Proben werden gegeneinander in einer feuchten
Kammer für
18–24
Stunden diffundieren gelassen. Die resultierenden Präzipitationslinien
repräsentieren
mutierte p53-Polypeptidkomplexe, die visuell in indirektem Licht
mit Hilfe von Vergrößerungslinsen
analysiert werden. Der Antikörper
und das mutierte p53-Polypeptid diffundieren auf radiale Weise,
wobei sie einen Bogen erzeugen, der sich einer geraden Linie an
den Führungsecken
des diffundierenden Antikörper-mutieres
p53-Polypeptidkomplexes annähert.
-
BEISPIEL 6
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Lösungsphasen-Antigenbindungstest.
Ein Lösungsphasentest
zur Bindung von mutiertem p53-Polypeptid, der eine alternative Ausführungsform
der Erfindung darstellt, wurde entworfen. Dieser Test erfordert
0.1 ml Patientenserum, und die anderen Testkomponenten bestehen
aus Streptavidin-Agarose (Bethesda Research Laboratories, Rockville,
MD, Katalognr. 5942SA, Labornr. 52101), biotinyliertem Bindungs-Antikörper PAb240
und 125Iod-markierten PAb1801 als Reporter-Antikörper.
-
Die Bedingungen für optimierte Durchführungen
wurden bestimmt. Serenproben (0.1 ml), 3 Mikrogramm biotinylierter
Bindungs-Antikörper
und 100,000 CPM 125Iod-markierter Reporter-Antikörper werden
vereinigt, eine Stunde bei 25°C
inkubiert, und 16 Mikrogramm kovalent an Agarose gekoppeltes Streptavidin
werden zugegeben. Nach 30 min Inkubation bei 25°C unter Schütteln werden die Immunkomplexe
durch Zentrifugation bei 2,800 UpM für 3 min in einer Beckman®-Kühlzentrifuge
(Modell TJ-6) gesammelt, der Überstand, enthaltend
ungebundenen Reporter-Antikörper,
wird abgesaugt, und 3 ml PBS 0.1% Triton X-100® werden
zugegeben. Die Zentrifugation, Aspiration und Waschschritte werden
dreimal wiederholt, und die gebundenen 125Iod-Zähleinheiten
werden in einem LKB-Gammazähler
(Modell 1274) gemessen.
-
BEISPIEL 7
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Radioimmunassay (RIA). Iodierung
des rekombinanten mutierten p53-Polypeptids wird wie beschrieben
durchgeführt.
Der Radioimmunassay verwendet 125I-mutiertes
p53-Polypeptid, unmarkiertes mutiertes p53-Polypeptid, PAb240, Ziege-anti-Maus-IgG
und Protein A-Agarose
und wird wie folgt durchgeführt.
Fünfzig Mikroliter 125I-mutiertes p53-Polypeptid (2 × 104 CPM) werden in der biologischen Flüssigkeitsprobe
oder in steigenden Konzentrationen unmarkierten mutierten p53-Polypeptidstandards
in Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung, enthaltend 1% BSA 0.02%
NaN3 (PBS-BSA), verdünnt und mit 5 μg/ml PAb240
bei 4°C über Nacht inkubiert.
Fünfzig
Mikroliter Ziege-anti-Maus-IgG werden zugegeben (1 : 1000 in PBS)
und bei Raumtemperatur für
1 Stunde inkubiert, wonach Protein A-Agarose (50 μl 10% (v/v))
-Suspension zugegeben und für
30 min bei Raumtemperatur inkubiert wird. Die Röhrchen werden zentrifugiert,
dreimal in PBS-1% BSA-0.5% Triton X-100® gewaschen
und auf Radioaktivität
gezählt.
Die Menge an mutiertem p53-Polypeptid in der Probe wird aus der
Standardkurve, hergestellt mit gereinigtem unmarkiertem mutiertem
p53-Polypeptid, quantifiziert.
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ERGEBNISSE
-
Ein quantitativer Zwei-Seiten-ELISA
für mutierte
p53-Proteine wurde entwickelt. Der p53-ELISA-Assay verwendet monoclonalen Antikörper, Clon
PAb240, um selektiv solche mutierten p53-Proteine zu binden, die
das PAb240-Epitop exprimieren. Hohe Titer polyclonaler Antikörper im
Kaninchen, hergestellt gegen rekombinantes mutiertes p53 (HIS 175),
werden in der Reporter-Kaskade verwendet, und immunaffintitätsgereinigtes
menschliches rekombinantes mutiertes p53 (HIS273) wird als Standard
im Assay verwendet. Eine Sensitivität von 50 pg mutiertes p53 pro
ml Probenpuffer wird routinemäßig erreicht,
während
eine Sensitivität
besser als 20 pg/ml unter optimalen Bedingungen erreicht werden
kann. Infra- und Inter-Assay CVs sind besser als 5% im Mittelbereich
der Standardkurve (
2).
Keine Kreuzreaktivität
wurde gegen Insulin, Transferrin und eine Vielzahl von Wachstumsfaktoren
und Interleukinen gefunden, gemessen in Konzentrationen größer als
2,000 mal die Sensitivitätsgrenzen
des Assays (Tabelle 5). Unspezifische Kreuzreaktivität wurde
auch mit Extrakten aus Zelllinien ohne mutiertes p53 als Testproben
gezeigt. Wenig oder kein mutiertes p53 wurde in Gesamtzellextrakten
von K562- und KNRK-Zellen (K-ras transformierte NRK-Zellen) gefunden,
während
eine hohe Menge an Expression in der menschlichen epidermoiden Carcinomalinie
A431 (7.1 ng/ml) gefunden wurde (
8).
HL60-Zellen zeigten auch bedeutende Mengen an mutiertem p53 (3.1
ng/ml). Expression von mutiertem p53 in dieser Zelllinie kann unterschiedlich
sein, abhängig
von der speziellen untersuchten Variante. Geringe bis mäßige Expression
von mutiertem p53 wurde in viral transformierten Maus- (k-balb),
Nerz- (64 Jiki) und Hund- (DoCl)-Zellen nachgewiesen. Der p53-Assay
kann verwendet werden, um mutiertes p53 in menschlichen Proben aus
Krebspatienten zu messen. Tabelle
5
Spezifität
des p53-ELISA-Assays
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Die angezeigten Proben wurden in
Probenverdünnungspuffer
in einer Konzentration von 100 ng/ml gelöst und im p53-ELISA-Assay getestet.
Keine meßbare
Kreuzreaktivität
wurde für
jede der getesteten Proben beobachtet.
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