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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Verwendung von Reagenzien als Kalibratoren
(Standards) und/oder Kontrollen in Diagnose-Assays und Kits. Konkret
können
ein oder mehrere dieser Reagenzien statt seropositivem Plasma oder
Serum verwendet werden, in der Produktion von Kalibratoren und/oder
Kontrollen für
Diagnose-Assays und Kits, die für
die qualitative und quantitative Messung von für einen erwünschten Ligand spezifischen
Antikörpern
entworfen sind. Die Reagenzien selber binden spezifisch an einen
vorbestimmten Liganden, enthalten eine oder mehrere Epitope der
konstanten Region von Antikörpern und
sind, bezüglich
ihrer Spezifität
und Affinität,
konstant. Die Reagenzien können
mit Hilfe von Hybridoma- und/oder
rekombinanter DNA-Technologien hergestellt werden.
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Hintergrundinformationen
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Die Antikörper sind Multidomänen-Proteine,
die aus zwei identischen leichten (L) und zwei identischen schweren
(H) Polypeptidketten bestehen, die durch Disulfidbrücken verbunden
sind (1). Die aminoterminale
Domäne,
sowohl der L als auch der H Ketten, zeigen eine beträchtliche
Diversität
der Aminosäure-Sequenz
und der Konformation und wird als die variable (V) Region bezeichnet.
Drei Segmente von außergewöhnlicher
Variabilität
befinden sich innerhalb jeder V Region, die als hypervariable Regionen
oder Komplementaritätsbestimmende
Regionen-(CDRs) bezeichnet werden, die die Ligandenbindende Tasche
bilden. Die anderen Domänen,
sowohl der L als auch der H Ketten, stellen die konstanten Regionen
dar. Die konstanten Regionen beteiligen sich nicht am Binden des
Liganden und weisen eine limitiertere Variation auf. Die konstanten
Regionen sind Spezies-spezifisch und können in verschiedene Klassen
und Unterklassen unterteilt werden, basierend auf Unterschiede in
der konstanten Region der schweren Kette, einschließlich Größe, Ladung, Aminosäuren-Zusammensetzung,
Glykosylierung und biologische Funktion (Carayannopoulos, L. and
Capra, J. D. Structure and Function of Immunoglobulins, In Fundamental
Immunology, 3rd edition, Paul W. E. ed.,
Raven Press Ltd., New York, pgs. 283–314 (1993)).
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Das Immunsystem generiert ein bemerkenswert
diverses Repertoire an Antikörper-Molekülen, die
in der Lage sind eigentlich jede Substanz zu erkennen. Die primäre Antikörperantwort,
die durch die Herausforderung eines Antigens (d. h. jede Substanz
die in der Lage ist eine Immunantwort auszulösen, zum Beispiel Proteine,
Kohlenhydrate, Nucleinsäuren,
Lipide, oder an einen Träger
konjugierte Haptene) hervorgerufen wird, hat die Produktion eines
Antikörpers,
vorwiegend der IgM Klasse, als Folge. Die Antwort ist polyklonaler Natur,
weil eine heterogene Mischung Antikörper gegen verschiedene Epitope
des Antigens erzeugt werden. Die darauf folgende oder verlängerte Herausforderung
seitens des gleichen Antigens führt
zu einer sekundären
Antwort, die durch wesentlich höhere
Titer an Antikörpern
charakterisiert ist, als in der primären Antwort festgestellt wird,
die im Allgemeinen eine höhere
Affinität
haben (Maß der
Bindungsstärke
zwischen einem Epitop und der Antikörper-Bindungsstelle) und die
fast gänzlich
aus Vertretern der IgG Klasse bestehen. Im Allgemeinen nimmt der
spezifische IgM Titer schneller ab als der spezifische IgG Titer.
Demzufolge stellt die Überwachung
der Klasse der im Serum oder anderen biologischen Fluiden vorhandenen
spezifischen Antikörpern
einen Indikator dar, für
den Immunstatus eines Individuums gegenüber einem spezifischen Antigen
(z. B. Infektionserreger). Die Antikörper-Klasse kann auch in Fällen von
Autoimmunität
und zur Überwachung
der Hypersensitivität
vom Typ I (allergische Antworten), die mit der Erzeugung von Antikörpern der
IgE Klasse assoziiert ist, von klinischer Relevanz sein (Roitt,
I. Ed., Immunology, Gower Medical Publishing Ltd., London, England (1985);
Paul W. E. ed., Fundamental Immunology, 3rd edition.
Raven Press Ltd., New York (1993)).
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Unabhängig von der Klasse binden
die Antikörper-Moleküle an Liganden
mit hoher Affinität
und Spezifität
(die Fähigkeit
zwischen dem Epitop, gegen das er gerichtet ist, und jedem anderen
Epitop zu unterscheiden), was sie zu idealen Reagenzien für die Immunodiagnose
macht. Die Immunoassays stellen ein schnelles und empfindliches
Verfahren dar, zum Überwachen
von Infektionserregern, physiologischen Funktionen, Allergie, Autoimmunität, Krebs,
Pharmaka und Missbrauchs-Drogen. Es wurden manuelle und automatisierte
Immunoassays entworfen, um die Immunantwort im Allgemeinen, die
Antikörper
gegen ein spezifisches Antigen und diagnostisch relevante Antigene
oder Haptene zu messen. Im Allgemeinen bestehen heterologe Immunoassays
aus mehreren Reaktionsschritten und benötigen schließlich die
Trennung des immun-komplexierten Reaktanten von den freien Reaktanten,
um das Testergebnis zu erhalten. Im Gegensatz dazu sind homogene Immunoassays
Lösungs-Phase
Systeme, bei denen die Trennung des komplexierten Reaktanten von
den freien Reaktanten nicht notwendig ist. Die Immunoassays wurden
in vielen verschiedenen Formaten entworfen, können aber in zwei Hauptklassen
unterteilt werden: (1) kompetitive Assays und (2) nicht-kompetitive
Assays (z. B. immunometrisch, Sandwich). Für die heterologen Immunoassays
beider Klassen erwies sich die Festphasen-Biochemie zur Trennung
von gebundenen und freien Reaktanten als revolutionär. Die Antikörper- oder Antigen-Reaktanten können kovalent
oder nicht-kovalent (z. B. ionisch, hydrophob) an die feste Phase
gebunden werden. Die Bindungs-Agenzien
für kovalente
Bindung sind bekannt und können
Teil der Festphase sein oder vor der Beschichtung an diese derivatisiert
werden. Die porösen
und nicht-porösen
Materialien, Latexpartikel, magnetische Partikel, Mikropartikel,
Kügelchen,
Membranen, Mikrotiter-„wells" und Plastikröhrohen sind
Beispiele von Festphasen, die in Immunoassays verwendet werden.
Die Wahl des Festphasen-Materials und des Markierungsverfahrens
für das
Antikörper-
oder Antigen-Reagens wird basierend auf den Leistungscharakteristika
des gewünschten
Assayformats bestimmt.
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Für
manche Immunoassays wird keine Markierung benötigt. Zum Beispiel, befindet
sich das Antigen auf einem detektierbaren Partikel, wie ein rotes
Blutkörperchen,
dann kann die Reaktivität
basierend auf die Agglutination festgestellt werden. Alternativ
kann die Antigen-Antikörper-Reaktion
eine sichtbare Änderung
zur Folge haben (z. B. radiale Immunodiffusion). In den meisten
Fällen
ist entweder das Antikörper-
oder das Antigen-Reagens,
das in einem Immunoassay verwendet wird, an eine signalgenerierende
Verbindung oder einen „Marker" gebunden. Diese
signalgenerierende Verbindung oder der "Marker" ist an sich detektierbar oder kann
mit einem oder mehreren zusätzlichen
Verbindungen reagieren um ein detektierbares Produkt zu erzeugen.
Die Beispiele von signalgenerierenden Verbindungen beinhalten Chromogene,
Radioisotopen (z. B., 125I, 131I, 32P, 3H, 35S und 14C), fluoreszierende
Verbindungen (z. B. Fluorescein, Rhodamin), chemilumineszente Verbindungen,
Partikel (sichtbar oder fluoreszent), Nucleinsäuren, komplexierende Agenzien
oder Katalysatoren, wie Enzyme (z. B. Alkalische Phosphatase, Saure
Phosphatase, Meerrettichperoxidase, Beta-Galaktosidase und Ribonuclease).
Falls Enzyme verwendet werden, hat die Zugabe von chromo-, fluoro-
oder lumogenen Substraten die Generierung eines detektierbaren Signals
zur Folge. Andere Detektionssysteme, wie Zeit-aufgelöste Fluoreszenz,
innen-Reflektions-Fluoreszenz, Amplifizierung (z. B. Polymerase-Ketten-Reaktion,
PCR) und Raman Spektroskopie sind ebenfalls von Nutzen.
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Es wurden Immunoassays entwickelt,
um in biologischen Fluiden (z. B. Plasma, Serum, cerebrospinale
Flüssigkeit,
Speichel, Tränen,
Nasenwaschungen oder wässrige
Extrakte von Geweben oder Zellen) das Vorhandensein eines für ein Antigen
von Interesse (z. B. Infektionserreger, Autoantigen, Allergen) spezifischen Antikörpers zu überwachen.
In vielen Fällen
sind diese Immunoassays mit spezifischen Antikörpern so entworfen worden,
dass sie Antikörper
Klassen- oder Unterklassenspezifisch sind. Es gibt zwei allgemeine
Formate die üblicherweise
dazu verwendet werden, spezifische Antikörper bei Menschen zu überwachen:
(1) das Antigen ist an einer Festphase präsentiert; das humane biologische
Fluid, das spezifische Antikörper
enthält,
wird mit dem Antigen reagieren gelassen, dann wird der an das Antigen
gebundene Antikörper
mit einem anti-Humanantikörper
detektiert, der an eine signalgenerierende Verbindung gekoppelt
ist und (2) ein anti-Humanantikörper
wird an eine Festphase gebunden; das humane biologische Fluid, das
spezifische Antikörper
enthält, wird
mit dem Antikörper
reagieren gelassen, und dann wird Antigen hinzugefügt, das
an eine signalgenerierende Verbindung gekoppelt ist, um den spezifischen
Antikörper
zu detektieren. In beiden Formaten kann das anti-Human-Antikörper-Reagens
polyklonal oder monoklonal sein. Außerdem kann das anti-Human-Antikörper-Reagens
alle Antikörperklassen
erkennen oder alternativ, für
eine bestimmte Antikörperklasse
oder -Unterklasse spezifisch sein, abhängig von dem beabsichtigten
Zweck des Assays. Die Reaktivität
dieses Reagens reflektiert das Spektrum an Antikörpern aus denen es besteht
und die besonderen Epitope der konstanten Region von Antikörpern an
die sie binden. Die -Epitope der konstanten Region sind antigene
Determinanten, gegen die eine Antikörperantwort generiert werden
kann. Die Beispiele von Epitopen der konstanten Region schließen ein:
Spezies-invariante Epitope (Klassen- oder Unterklassen-spezifische
Epitope) und allotypische Epitope (die bei einigen, nicht aber bei
allen Mitgliedern einer Spezies vorhanden sind). Die Verfahren zur
Herstellung und zum Testen von anti-Human-Antikörper-Reagens, die an Epitope
der konstanten Region binden, sind im Fachgebiet wohl bekannt. Von
jemandem mit Erfahrung im Fachgebiet könnten in analoger Art und Weise
Assays für
die Überwachung
von spezifischer Antikörperantwort
in anderen Spezies entworfen werden.
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Die Immunoassays, die für die Detektion
spezifischer Antikörper
entworfen wurden, stellen ein Maß der Antikörper-Aktivität zur Verfügung. Dieses kann als Antikörper-Titer
bezeichnet werden, z. B. Mittelpunkt- oder Endpunkt-Titer, oder
in Einheiten (Aktivität
oder gravimetrisch) ausgedrückt
werden, bezogen auf einen Referenz-Standard. Die Immunoassays und
Kits schließen üblicherweise
eine oder mehrere Komponenten ein, die den spezifischen Antikörper, der
gemessen wird, enthalten, und die als Kalibratoren (Standards) und/oder
Positivkontrolle funktionieren. Die Kalibratoren (Standards) werden
zur Erstellung der Kalibrierungs-(Standard-) Kurven verwendet, für die Interpolation
der Antikörper-Konzentration,
oder alternativ kann ein einziger Kalibrator verwendet werden, in
der Nähe
des positiven/negativen Grenzwerts. Die Positivkontrolle wird dazu
verwendet, die Leistungscharakteristika des Assays zu ermitteln
und stellt einen nützlichen
Indikator für
die Unversehrtheit der Reagenzien dar. Zusätzlich schließen die
Immunoassays und Kits für
die Detektion spezifischer Antikörper
im Allgemeinen eine Negativkontrolle ein, wie Serum oder Plasma,
die keinen Antikörper
enthält,
der mit dem Antigen von Interesse reagieren kann. Vorzugsweise werden
die Kalibratoren und Positivkontrollen mit dem zu messenden spezifischen
Antikörper
präpariert,
oder mit einem Material das ihm chemisch ähnlich ist. Idealer Weise sind
der/die Kalibrator (en) und Kontrollen so hergestellt, dass sie
mit den anderen Komponenten des Assays in ähnlicher Weise wie der zu testende
Analyt (spezifischer Antikörper)
interagieren. Die Kalibratoren und Positivkontrollen werden im Allgemeinen
hergestellt, indem man bekannte Mengen an spezifischem Antikörper, der
aus seropositivem Plasma oder Serum (polyklonaler Antikörper) abgeleitet
wurde, in das Negativkontrolle-Reagens einführt. Des öfteren werden multiple Kalibratoren
eingeschlossen, die verschiedene Konzentrationen an spezifischem
Antikörper
enthalten, so dass sie den Bereich an Konzentration umfassen, für den die
Messung im Assay entworfen wurde. Die quantitativen Immunoassays
können bis
zu 8 Kalibratoren (Standards) umfassen, um eine Kalibrierungs-(Standard-)
Kurve zu erstellen, aus der Ergebnisse interpoliert werden können. Die
Menge an spezifischem Antikörper,
die dem(r/n) Kalibrator(en) und Kontrolle(n) zugeordnet ist, wird
gegen die primären
Referenz-Standards standardisiert. Im Falle der Antikörper-Aktivität wird der
Referenz-Standard oft bestimmt, indem einzelne oder gepoolte Sera
verwendet werden, die empirisch charakterisiert wurden, nach Eigenschaften
wie Menge, Qualität
und Spezifität.
Dem Referenz-Standard können
relative Einheiten der Aktivität
zugeordnet werden oder eine gravimetrische Menge an Antikörper sein.
Für qualitative
Immunoassays kann ein einziger Kalibrator (Standard) verwendet werden,
der in die Nähe
des positiven/negativen Grenzwerts festgesetzt wird. Einige Hersteller
bezeichnen den einzelnen Kalibrator (Standard) als einen Index-Kalibrator
(Voller, A. et al., Immunoassays for the 80s, University-Park Press,
Baltimore (1981); Albertini, A. and Ekins, R., eds., Monoclonal
Antibodies- and Developments in Immunoassay, Elsevier/Notrth-Holland
Biomedical Press, New York (1981); Butler, J., ed., Immunochemistry
of Solid-Phase Immunoassay, CRC Press, Boca Raton (1991)).
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Zwei Beispiele von Immunoassays,
die auf immunometrisches Antikörper-Einfangen
basieren, sind die IMx Toxo IgM und Toxo IgG (2) Antikörper-Assays die von Abbott
Laboratories hergestellt werden. Beide Assays sind automatische
Mikropartikel Enzym Immunoassays (MEIA), die Antikörper gegen
Toxoplasma gondii (T. gondii) in Humanserum oder Plasma messen (Safford,
J. W. et al., J. Clin. Pathol. 44: 238–242 (1991)). Ein Assay misst
qualitativ IgM Antikörper,
die ein kürzlich
erfolgtes Ausgesetztsein oder eine akute Infektion anzeigen und
der andere Assay misst qualitativ IgG Antikörper, die eine chronische oder
eine vergangene Infektion anzeigen. T. gondii, ein obligat intrazellularer
Parasit, der Erwachsene oft asymptomatisch infiziert, kann zu ernsthaften
Folgen für
den Fetus führen,
wegen der transplazentaren Übertragung
die während der
akut erworbenen mütterlichen
Infektion vorkommt (Remington, J. S. and Krahenbuhl J. L., Comprehensive Immunology
(A. J. Nahmias and O'Reilly.
Eds.) pgs. 327–371.
Plenum, New York/London (1982); Remington, J. S., Intrauterine Infections:
Birth defects Origin. Ser 4: 47–56.
The National Foundation of the March of Dimes, New York (1968)).
Die Bestimmung des mütterlichen
Immunstatus durch das Testen auf das Vorhandensein von T. gondii
spezifischen IgM oder IgG Antikörpern
kann zur Feststellung einer Risikoschwangerschaft beitragen und
sie ermöglicht,
im Falle von seronegativen Individuen, das Überwachen zur Detektion einer
Serokonversion, die eine akute Infektion anzeigen würde (Desmonts,
G. and Couvreur J., New Engl. J. Med. 290: 1110–1116 (1974); McCabe, R. and
Remington, J. S., New Engl. J. Med. 318: 313–317 (1988); Sibalic, D. et al.,
Gynecol. Obstet. Invest. 36: 91–95
(1993)). Diese Assays verwenden als Festphase mit T. gondii Antigenen beschichtete
Mikropartikel. Dann wird die Untersuchungsprobe zu den beschichteten
Mikropartikeln hinzugefügt,
um den für
T. gondii spezifischen Antikörpern
die Bindung zu ermöglichen.
Anschließend
wird ein mit alkalischer Phosphatase konjugiertes anti-Human IgM
(oder anti-Human IgG) hinzugefügt,
das spezifisch an Antikörper
der IgM (oder IgG) Klasse bindet, die mit den T. gondi Antigenen
komplexiert sind. Nach der Zugabe eines geeigneten Substrats wird
die Rate des Enzym katalysierten Turnovers mit Hilfe von Fluoreszenz überwacht.
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Die Kalibratoren und Positivkontrollen
für die
IgM und IgG anti- T. gondii Assays werden aus Plasma präpariert,
das von Human-Spendern gesammelt wird, die auf T. gondii reaktiv
sind. Das Plasma oder das Serum mit hohem Titer hat traditionsgemäß als Quelle
für Kontrollen
und/oder Kalibratoren (Standards) gedient, in diagnostischen Assays
und Kits die zur Überwachung
des Vorhandenseins von gegen ein gegebenes Antigen spezifischen
Human- Antikörpern
entworfen wurden. Diese schließen
-Tests ein, zum Nachweis von Antikörpern gegen das Human-Immunodefizienz
Virus-1, das Human-Immunodefizienz Virus-2, das Human-T-Zellen Leukämie Virus-1,
das Human-T-Zellen Leukämie
Virus-2, das Zytomegalovirus, das Hepatitis A Virus, das Hepatitis
B Virus, das Hepatitis C Virus, das Hepatitis D Virus, das Hepatitis
E Virus, das Respiratory-syncytial-Virus, das Röteln-Virus, Toxoplasma gondii,
Trypanosoma cruzi, Cryptococcus neoformans, Histoplasma capsulatum,
Helicobacter pylori und Streptococcus pyogenes. Die Verwendung von
humanem seropositivem Plasma oder Serum zur Herstellung von Kalibratoren
(Standards) und/oder Kontrollen hat verschiedene wesentlichen Nachteile,
einschließlich:
(1) steigende Schwierigkeiten beim Ausfindigmachen von -Quellen
für große Volumina
an Plasma oder Serum mit hohem Titer, hoher Spezifität und bei
denen Antikörper
gegen andere Infektionserreger fehlen, (2) eine erhebliche Los-zu-Los Variabilität im Laufe
der Zeit, bezüglich
des Titers und der Spezifität,
was sich auf die Leistung des Assay auswirkt, (3) inhärente Limitierungen
bezüglich
der Charakterisierung eines Antiserums, aufgrund seiner polyklonalen
Natur (Heterogenität
der Antikörperklasse, der
Spezifität
und der Affinität)
und (4) Kosten. Eigentlich ist es denkbar, dass es in manchen Fällen unmöglich sein
könnte
die Herstellung der Kalibratoren und/oder Kontrollen, die auf seropositives
humanes Plasma- basieren, wegen Ausgang der Quellen beizubehalten.
Es kann besonders schwierig sein Quellen mit hohem Titer an IgM
Antikörper
ausfindig zu machen, weil diese im Allgemeinen. von akut infizierten
Individuen erhalten werden. So zum Beispiel ist das Ausfindigmachen
von gegen Röteln
reaktives IgM in den U. S. schwierig, wegen dem erfolgreichen Impfungsprogramm.
In dem Maße
in dem das Ausfindigmachen von Quellen an geeignetem seropositiven
Plasma oder Serum schwieriger wird, steigen die Kosten, die die
Herstellung von Kalibratoren und Kontrollen betreffen und diese ökonomische
Last wird letztendlich auf den Patienten übertragen. Ein alternatives
Verfahren für
die Herstellung von Kalibratoren (Standards) und/oder Positivkontrollen
für diagnostische Assays
und Kits, die dazu entworfen sind, die Niveaus an spezifischem Antikörper zu überwachen,
würde ein wesentlicher
Fortschritt bedeuten.
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Gentechnisch erzeugte Antikörper, so
wie Maus : Human schimäre
Antikörper,
können
als Reagenzien für
die Qualitätskontrolle
verwendet werden, für
das Testen der Spezifität
von anti-Human-Antikörper-Konjugate
und für
die Qualitätskontrolle
von Immunoassays für
humanes Gesamtimmunoglobulin. Es wurde außerdem vorgeschlagen, dass
diese schimären
Antikörper
nützliche
Reagenzien sein könnten,
für die
quantitative Bestimmung von spezifischen Antikörper in Referenz-Standards.
Die schimären
Antikörper
würden
zur Erstellung einer heterologen Dosis-Antwort-Kurve verwendet werden,
um die Menge an Antikörper
in einem Referenz-Standard, der für ein anderes Antigen spezifisch
ist, zu interpolieren (Hamilton R. G., Ann. Biol. Clin. 48: 473–477 (1990);
Butler J. E. and Hamilton R. G., In Immunochemistry of Solid-Phase
Immunoassay; Butler J. E. ed., CRC Press, Bota Raton, pgs 173–198 (1991)).
Der Ausdruck „heterolog" zeigt an, dass das
Antigen, für
das die schimären
Antikörper
spezifisch sind, definiert ist, aber nicht mit dem Antigen verwandt,
für das
der spezifische Antikörper überwacht
wird.
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Die vorliegende Erfindung unterscheidet
sich von der vorher erwähnten
in zwei wichtigen Merkmalen: (1) es wird beabsichtigt die vorgeschlagenen
Reagenzien in der Herstellung von Kalibratoren (Standards) und/oder
Positivkontrollen zu verwenden, in Immunoassays und Kits die zur Überwachung
Antigen spezifischer Antikörper-Antworten
entworfen wurden, als ein Ersatz für seropositives Plasma oder
Serum, und (2) die vorgeschlagenen Reagenzien binden an das gleiche
oder das „homologe" Antigen, an das
der gemessene spezifische Antikörper
bindet. Die Verwendung von Reagenzien, die an das homologe Antigen
binden, sind insoweit vorzuziehen, als dass der Kalibrator, die
Positivkontrolle und die Testprobe mit dem gleichen Antigen reagieren,
unter identischen Bedingungen, was ein realistischeres Maß an Aktivität des spezifischen
Antikörpers
zur Verfügung
stellt und den zusätzlichen
Vorteil hat, die Überwachung
der Integrität
des Test-Antigens zu ermöglichen,
während
der Assay läuft.
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Eine alternative Quelle an Material
für die
Herstellung von Positivkontrollen für Immunoassays, die zur Detektion
spezifischer Human-Antikörper
entworfen wurden, ist nicht-Human-Immun-Antikörper der mit einem anti-Human-Antikörper reagiert
(U. S. Patent 5.008.183). Die Verwendung von nicht-Human-Immun-(polyklonalen)-Sera
hat verschiedene Nachteile, einschließlich (a) eine Los-zu-Los Variabilität im Laufe
der Zeit, bezüglich
der Antikörper-Klassen-Zusammensetzung.,
des Titers, der Spezifität
und Affinität,
was sich auf die Leistung des Assay auswirken kann; (b) Schwierigkeiten
bezüglich
der Charakterisierung, aufgrund seiner polyklonalen Zusammensetzung
(z. B. heterogene Affinität
und Spezifität);
(c) limitierte Versorgung; und (d) im Falle von Infektionserregern,
biologisches Risiko, wenn lebende Organismen zur Immunisierung verwendet werden.
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Eine alternative Quelle an Material
für die
Herstellung von Kalibratoren und Kontrollen für IgM Assays ist ein zusammengesetzter
Antikörper,
aus einem nicht-spezifischen IgM-Immunoglobulin-Anteil,
der an einen spezifischen nicht-IgM-Antikörper-Anteil gebunden ist (U.
S. Patent 5.478.753). Die Verwendung von Immunsera zur Produktion
des zusammengesetzten Antikörpers
hat all die oben skizzierten inhärenten
Nachteile. Außerdem
muss man sowohl für
die Immun- als auch für
die nicht-Immunanteile,
die zur Konstruktion des zusammengesetzten Antikörpers verwendet werden, Quellen
ausfindig machen und die Anteile reinigen. Zusätzlich würden die chemisch quervernetzten
Produkte heterogen sein, bezüglich
der Anzahl und der Lokalisation der gebundenen nicht-immunen Antikörper-Anteile.
Eigentlich kann die Bindung in der Nähe der Bindungsstelle eine
Beeinträchtigung
der Antigen-Bindung durch den spezifischen Antikörper zur Folge haben.
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Die Verwendung der in der vorliegenden
Erfindung beschriebenen Reagenzien, die an einen Liganden binden,
enthalten einen oder mehrere Epitope der konstanten Region und sind
bezüglich
ihrer Spezifität
und Affinität
homogen (d. h. alle Moleküle
sind uniform bezüglich
der Eigenschaften Spezifität
und Affinität)
und umgehen alle Probleme, die mit der Verwendung eines Immunserums
in der Herstellung von Kalibratoren und Positivkontrollen verbunden
sind. Außerdem
wird eine uniformere Zusammensetzung erhalten, weil die Epitope der
konstanten Region ein Integralteil des Reagens sind (d. h. direkt
an die Liganden bindende Domäne
fusioniert sind). Zusätzlich
können
die vorliegenden Reagenzien mit Leichtigkeit und reproduzierbar
in eigentlich unlimitierten Mengen erzeugt werden und sind auch
für die
Quantifizierung und die Überwachung
der Integrität des
im Assay verwendeten Antigens nützlich.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Traditionsgemäß haben Diagnose-Assays und
Kits, die zum Nachweis von Human-Antikörpern entworfen wurden, die
für ein
bestimmtes Antigen spezifisch sind (z. B. Human-Immunodefizienz
Virus-1, Human-Immunodefizienz Virus-2, Human-T-Zellen Leukämie Virus-1,
Human-T-Zellen Leukämie
Virus-2, Zytomegalovirus, Hepatitis A Virus, Hepatitis B Virus,
Hepatitis C Virus, Hepatitis D Virus, Hepatitis E Virus, Hepatitis
GB Virus, Respiratory-syncytial-Virus, Röteln-Virus, Toxoplasma gondii,
Trypanosoma cruzi, Cryptococcus neoformans, Histoplasma capsulatum,
Helicobacter pylori und Streptococcus pyogenes), humanes seropositives
Plasma (polyklanaler Antikörper)
verwendet oder Serum, um Kalibratoren (Standards) und Kontrollen herzustellen.
Im Gegensatz dazu bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein
Verfahren zur Verwendung von Reagenzien als Kalibratoren (Standards)
und/oder Kontrollen in solchen Diagnose-Assays und Kits, statt Plasma
oder Serum. Konkreter, es können
eines oder mehrere dieser Reagenzien statt seropositivem Plasma
oder Serum als Kalibratoren (Standards) und/oder Kontrollen in Diagnose-Assays
und Kits verwendet werden, die zur quantitativen oder qualitativen
Messung von für
einen gewünschten
Liganden spezifischen Antikörper
entworfen wurden. Die Reagenzien selber binden spezifisch an einen
vorbestimmten Liganden, enthalten ein oder mehrere Epitope der konstanten
Region von Antikörpern
und sind homogen oder uniform in Spezifität und Affinität. Die Agenzien
können
durch die Verwendung von Hybridoma- und/oder rekombinanter DNA-Technologie produziert
werden.
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Konkreter enthält die vorliegende Erfindung
ein Verfahren zum Nachweis eines Antikörpers der in einer Testprobe
vorhanden sein kann, worin dieses Verfahren folgendes umfasst (a)
in Kontakt bringen der Testprobe, von der vermutet wird, dass sie
den Antikörper
enthält,
mit einem für
den Antikörper
spezifischen Antigen, für
einen Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, die Bildung
von Antigen/Antikörper
Komplexen zu erlauben, (b) Nachweis des Antikörpers, der in der Testprobe
vorhanden sein kann und (c) Verwendung eines Reagens, als Kontrolle
oder Kalibrator, das an das Antigen bindet, wobei die Verbesserung
folgendes umfasst: die Verwendung, als Kontrolle oder Kalibrator,
eines Reagens, das ein oder mehrere Epitope der konstanten Region
von Antikörpern
umfasst, worin das Reagens an das Antigen bindet und bezüglich der
Spezifität
und Affinität
homogen ist.
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Die Erfindung schließt auch
ein Verfahren zum Nachweis eines Antikörpers ein, der in einer Testprobe vorhanden
sein kann, worin dieses Verfahren folgendes umfasst (a) in Kontakt
bringen der Testprobe, von der vermutet wird, dass sie den Antikörper enthält, mit
einem für
den Antikörper
spezifischen Antigen, für
einen Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, die Bildung
von Antigen/Antikörper – Komplexen
zu erlauben, (b) Nachweis des Antikörpers der in der Testprobe
vorhanden sein kann und (c) Verwendung von zwei oder mehreren Reagenzien,
als Kontrolle oder Kalibrator, die das Antigen binden, wobei die
Verbesserung folgendes umfasst: die Verwendung, als Kontrolle oder
Kalibrator, von zwei oder mehreren Reagenzien von denen jedes eine
oder mehrere Epitope der konstanten Region von Antikörpern umfasst,
worin jedes der beiden oder mehreren Reagenzien an verschiedene
Epitope auf dem besagten Antigen bindet und bezüglich der Spezifität und Affinität homogen
ist.
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Außerdem umfasst die Erfindung
ein Verfahren zum Nachweis eines Antikörpers der in einer Testprobe
vorhanden sein kann, worin dieses Verfahren folgendes umfasst (a)
in Kontakt bringen der Testprobe, von der vermutet wird, dass sie
den Antikörper
enthält,
mit einem für
den Antikörper
spezifischen Antigen, für
einen Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, die Bildung
von Antigen/Antikörper – Komplexen
zu erlauben, (b) Hinzufügen
eines direkten oder indirekten Konjugats zu den resultierenden Antigen/Antikörper – Komplexen
für einen
Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, um dem Konjugat
zu erlauben an den gebundenen Antikörper zu binden, worin das Konjugat
einen Antikörper
umfasst, der an eine signalerzeugende Verbindung gebunden ist, die
in der Lage ist ein detektierbares Signal zu erzeugen, (c) Nachweis
des Antikörpers,
der in der Testprobe vorhanden sein kann, durch detektieren des
Signals, das von der signalerzeugenden Verbindung erzeugt wird und
(d) Verwendung eines Reagens, als Kontrolle oder Kalibrator, das
an das Antigen bindet, wobei die Verbesserung folgendes umfasst:
die Verwendung, als Kontrolle oder Kalibrator, eines Reagens, das
ein oder mehrere Epitope der konstanten Region von Antikörpern umfasst,
worin das Reagens an das Antigen bindet und bezüglich der Spezifität und Affinität homogen
ist.
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Die vorliegende Erfindung enthält zusätzlich ein
Verfahren zum Nachweis eines Antikörpers der in einer Testprobe
vorhanden sein kann, worin dieses Verfahren folgendes umfasst (a)
in Kontakt bringen der Testprobe, von der vermutet wird, dass sie
den Antikörper
enthält,
mit einem für
den Antikörper
spezifischen Antigen, für
einen Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, die Bildung
von Antigen/Antikörper
Komplexen zu erlauben, (b) Hinzufügen eines direkten oder indirekten
Konjugats zu den resultierenden Antigen/Antikörper Komplexen für einen
Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, um dem Konjugat
zu erlauben an den gebundenen Antikörper zu binden, worin das besagte
Konjugat einen Antikörper
umfasst, der an eine signalerzeugende Verbindung gebunden ist, die
in der Lage ist ein detektierbares Signal zu erzeugen, (c) Nachweis
des Antikörpers,
der in der Testprobe vorhanden sein kann, durch detektieren des
Signals, das von der signalerzeugenden Verbindung erzeugt wird und
(d) Verwendung, als Kontrolle oder Kalibrator, von zwei oder mehreren
Reagenzien die das Antigen binden, wobei die Verbesserung folgendes
umfasst: die Verwendung, als Kontrolle oder Kalibrator, von zwei
oder mehreren Reagenzien von denen jedes eine oder mehrere Epitope
der konstanten Region von Antikörpern
umfasst, worin jedes der beiden oder mehreren Reagenzien an verschiedene
Epitope auf dem Antigen bindet und bezüglich der Spezifität und Affinität homogen
ist.
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In all den obigen Verfahren kann
das Reagens ausgewählt
werden aus der Gruppe die folgendes umfasst: einen schimären monoklonalen
Antikörper,
der variable Regionen der H und L Kette von einer Wirtsspezies umfasst,
fusioniert an Gene der konstanten Region, die von derselben Wirtsspezies
wie der Antikörper, der
gemessen wird, abgeleitet sind, einen monoklonalen Antikörper, der
von derselben Wirtsspezies wie der Antikörper, der gemessen wird, abgeleitet
ist, einen monoklonalen Antikörper,
der von einer Spezies abgeleitet ist, die auf der Basis von immunologischer
Kreuzreaktivität
mit dem Antikörper,
der gemessen wird, verwandt ist und ein Polypeptid, das an eine
konstante Region des Antikörpers
fusioniert ist, oder an ein Fragment davon, die von derselben Wirtsspezies
wie der Antikörper,
der gemessen wird, abgeleitet ist oder auf der Basis von immunologischer
Kreuzreaktivität
mit der Wirtsspezies verwandt ist. Der schimäre monoklonale Antikörper kann
variable Regionen der H und L Kette, die von einem Nagetier abgeleitet
wurden und Gene der konstanten Region der H und L Kette, die von
einem Menschen abgeleitet sind, enthalten. Zusätzlich kann der schimäre monoklonale
Antikörper
spezifisch an Toxoplasma gondii und noch spezifischer an deren Proteine
P30 oder P66 binden.
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In den Verfahren die ein Reagens
involvieren, kann die variable Region der H Kette des schimären monoklonalen
Antikörpers,
falls das Reagens so gestaltet ist, von der in 6 gezeigten Nucleotid-Sequenz codiert
werden, oder von allelen Variationen davon und die variable Region
der L Kette des schimären
monoklonalen Antikörpers
kann von der in 7 gezeigten
Nucleotid-Sequenz codiert werden, oder von allelen Variationen davon.
Die variable Region der H Kette des schimären monoklonalen Antikörpers kann
die in 6 gezeigte Aminosäure-Sequenz
haben und die variable Region der L. Kette des schimären monoklonalen
Antikörpers
kann die in 7 gezeigte
Aminosäure-Sequenz
haben.
-
Alternativ kann die variable Region
der H Kette des schimären
monoklonalen Antikörpers
von der in 8 gezeigten
Nucleotid-Sequenz codiert werden, oder von allelen Variationen davon
und die variable Region der L Kette des schimären monoklonalen Antikörpers kann
von der in 9 gezeigten
Nucleotid-Sequenz codiert werden, oder von allelen Variationen davon.
Die variable Region der H Kette des schimären monoklonalen Antikörpers kann
die in 8 gezeigte-Aminosäure-Sequenz
haben und die variable Region der L Kette des schimären monoklonalen
Antikörpers
kann die in 9 gezeigte
Aminosäure-Sequenz
haben.
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In den obigen Verfahren, die mehr
als ein Reagens involvieren, worin jedes ein schimärer monoklonaler
Antikörper
ist, kann die variable Region der H Kette, die eines der beiden
oder mehreren Reagenzien darstellt, von der in 6 gezeigten Nucleotid-Sequenz codiert
werden, oder von allelen Variationen davon und die variable Region
der L Kette des schimären
monoklonalen Antikörpers,
der den gleichen einen der beiden oder mehreren Reagenzien darstellt,
kann von der in 7 gezeigten
Nucleotid-Sequenz codiert werden, oder von allelen Variationen davon
und die. variable Region der H Kette des schimären monoklonalen Antikörpers, der
einen der zwei oder mehreren Reagenzien darstellt, kann von der
in 8 gezeigten Nucleotid-Sequenz codiert
werden und die variable Region der L Kette von dem anderen der beiden
oder mehreren Reagenzien, kann von der in 9 gezeigten Nucleotid-Sequenz, oder
von allelen Variationen davon, codiert werden.
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Die variable Region der H Kette des
schimären
monoklonalen Antikörpers,
der einen der beiden oder mehreren Reagenzien darstellt, kann die
in 6 gezeigte Aminosäure-Sequenz
haben und die variable Region der L Kette des schimären monoklonalen
Antikörpers,
der einen der beiden oder mehreren Reagenzien darstellt, kann die
in 7 gezeigte Aminosäure-Sequenz
haben, und die variable Region der H Kette des schimären monoklonalen
Antikörpers,
der einen anderen der beiden oder mehreren Reagenzien darstellt, kann
die in 8 gezeigte Aminosäure-Sequenz
haben und die variable Region der L Kette dieses anderen der beiden
oder mehreren Reagenzien, kann die in 9 gezeigte Aminosäure-Sequenz haben.
-
In den obigen Verfahren wird der
Antikörper,
der in der Testprobe detektiert werden soll, aus der Gruppe selektiert,
die folgendes umfasst: IgA, IgD, IgE, IgG und IgM. Das Antigen kann
aus der Gruppe selektiert werden, die folgendes umfasst: einen Infektionserreger,
ein Autoantigen, ein Allergen und eine pharmazeutische Verbindung.
Der Infektionserreger kann aus der Gruppe selektiert werden, die
folgendes umfasst: einen Parasiten, ein Bakterium, einen Fungus,
eine Hefe und ein Virus. Konkreter kann das Virus aus der Gruppe selektiert
werden, die folgendes umfasst: Human-Immunodefizienz Virus-1, Human-Immunodefizienz Virus-2, Human-T-Zellen
Leukämie
Virus-1, Human-T-Zellen
Leukämie
Virus-2, Zytomegalovirus, Hepatitis A Virus, Hepatitis B Virus,
Hepatitis C Virus, Hepatitis D Virus, Hepatitis E Virus, Hepatitis
GB Virus, Respiratory-syncytial-Virus
und Röteln-Virus.
Der Parasit kann aus der Gruppe selektiert werden, die folgendes
umfasst: Toxoplasma gondii und Trypanosoma cruzi. Der Fungus kann
aus der Gruppe selektiert werden, die folgendes umfasst: Histoplasma
capsulatum und Cryptococcus neoformans und das Bakterium kann aus
der Gruppe selektiert werden, die folgendes umfasst Helicobacter
pylori und Streptococcus pyogenes.
-
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch
ein Kit zum Nachweis von Antikörpern
in einer Testprobe, das folgendes umfasst: a) ein für den Antikörper spezifisches
Antigen; und b) eine Kontrolle oder einen Kalibrator, der ein Reagens
umfasst, worin das Reagens ein oder mehrere Epitope der konstanten
Region des Antikörpers
umfasst, an das Antigen bindet und bezüglich der Spezifität und Affinität homogen
ist.
-
Die Erfindung schließt auch
ein Kit zum Nachweis von Antikörpern
in einer Testprobe ein, das folgendes umfasst: a) ein für den Antikörper spezifisches
Antigen; und b) eine Kontrolle oder einen Kalibrator, der zwei oder
mehrere Reagenzien umfasst, worin jedes der beiden oder mehreren
Reagenzien ein oder mehrere Epitope der konstanten Region des Antikörpers umfasst,
an das Antigen bindet und bezüglich
der Spezifität und
Affinität
homogen ist.
-
Zusätzlich schließt die Erfindung
auch ein Kit ein, zum Nachweis von Antikörpern in einer Testprobe, das
folgendes umfasst: a) ein für
den Antikörper
spezifisches Antigen; und b) ein direktes oder indirektes Konjugat,
das einen an ein signalerzeugende Verbindung gebundenen Antikörper umfasst,
die in der Lage ist ein detektierbares Signal zu erzeugen; und c)
eine Kontrolle oder einen Kalibrator, der ein Reagens umfasst, worin das
Reagens ein oder mehrere Epitope der konstanten Region des Antikörpers umfasst,
an das Antigen bindet und bezüglich
der Spezifität
und Affinität
homogen ist.
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Außerdem schließt die Erfindung
ein Kit ein, zum Nachweis von Antikörpern in einer Testprobe, das folgendes
umfasst: a) ein für
den Antikörper
spezifisches Antigen; b) ein direktes oder indirektes Konjugat,
das einen an ein signalerzeugende Verbindung gebundenen Antikörper umfasst,
die in der Lage ist, ein detektierbares Signal zu erzeugen; und
c) eine Kontrolle oder einen Kalibrator, der zwei oder mehrere Reagenzien
umfasst, worin jedes der beiden oder mehreren Reagenzien ein oder
mehrere Epitope der konstanten Region des Antikörpers umfasst, an verschiedene
Epitope auf dem Antigen bindet und bezüglich der Spezifität und Affinität homogen
ist.
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In all den obigen Kits kann das Reagens
selektiert werden aus der Gruppe die folgendes umfasst: einen schimären monoklonalen
Antikörper,
der variable Regionen der H und L Kette von einer Wirtsspezies umfasst,
fusioniert an Gene der konstanten Region, die von derselben Wirtsspezies
wie der Antikörper,
der gemessen wird, abgeleitet sind, ein monoklonaler Antikörper, der
von derselben Wirtsspezies wie der Antikörper, der gemessen wird, abgeleitet
ist, ein monoklonaler Antikörper,
der von einer Spezies abgeleitet ist, die auf der Basis von immunologischer
Kreuzreaktivität
mit dem Antikörper,
der gemessen wird, verwandt ist und ein Polypeptid, das an eine
konstante Region des Antikörpers
fusioniert ist, oder an ein Fragment davon, die von derselben Wirtsspezies
wie der Antikörper,
der gemessen wird, abgeleitet ist oder auf der Basis von immunologischer
Kreuzreaktivität
mit der Wirtsspezies verwandt ist.
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Wenn das Reagens ein schimärer monoklonaler
Antikörper
ist, umfasst es variable Regionen der H und L Kette, die von einem
Nagetier abgeleitet wurden und Gene der konstanten Region der H
und L Kette, die von einem Menschen abgeleitet wurden.
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Außerdem kann der zu detektierende
Antikörper
aus der Gruppe selektiert werden, die folgendes umfasst: IgA, IgD,
IgE, IgG und IgM. Das Antigen der Kits kann aus der Gruppe selektiert
werden, die folgendes umfasst: einen Infektionserreger, ein Autoantigen,
ein Allergen und eine pharmazeutische Verbindung. Der Infektionserreger
kann aus der Gruppe selektiert werden, die folgendes umfasst: einen
Parasiten, ein Bakterium, einen Fungus, eine Hefe und ein Virus.
Konkreter kann das Virus aus der Gruppe selektiert werden, die folgendes
umfasst: Human-Immunodefizienz Virus-1, Human-Immunodefizienz Virus-2,
Human-T-Zellen Leukämie Virus-1,
Human-T-Zellen Leukämie
Virus-2, Zytomegalovirus, Hepatitis A Virus, Hepatitis B Virus,
Hepatitis C Virus, Hepatitis D Virus, Hepatitis E Virus, Hepatitis
GB Virus, Respiratory-syncytial-Virus und Röteln-Virus. Der Parasit kann
aus der Gruppe selektiert werden, die folgendes umfasst: Toxoplasma
gondii und Trypanosoma cruzi. Der Fungus kann aus der Gruppe- selektiert
werden, die folgendes umfasst: Histoplasma capsulatum und Cryptococcus
neoformans und das Bakterium kann aus der Gruppe selektiert werden,
die folgendes umfasst Welicobacter pylori und Streptococcus pyogenes.
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Zusätzlich schließt die vorliegende
Erfindung ein Verfahren ein, zum Nachweis eines Antikörpers der in
einer Testprobe vorhanden sein kann, worin das Verfahren folgendes
umfasst (a) in Kontakt bringen der Testprobe, von der vermutet wird,
dass sie den Antikörper
enthält,
mit einem für
den Antikörper
spezifischen anti-Antikörper,
für einen
Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, die Bildung
von anti-Antikörper /Antikörper – Komplexen
zu erlauben, (b) Nachweis des Antikörpers, der in der Testprobe
vorhanden sein kann und (c) Verwendung eines Reagens, als Kontrolle
oder Kalibrator, das an den anti-Antikörper bindet, wobei die Verbesserung
folgendes umfasst: die Verwendung, als Kontrolle oder Kalibrator,
eines Reagens, das ein oder mehrere Epitope der konstanten Region
von Antikörpern
umfasst, worin das Reagens an ein Antigen bindet, das für den besagten
Antikörper
spezifisch ist und bezüglich
der Spezifität
und Affinität
homogen ist.
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Die Erfindung schließt auch
ein Verfahren ein, zum Nachweis eines Antikörpers der in einer Testprobe vorhanden
sein kann, worin das Verfahren folgendes umfasst (a) in Kontakt
bringen der Testprobe, von der vermutet wird, dass sie den Antikörper enthält, mit
einem für
den Antikörper
spezifischen anti-Antikörper, für einen
Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, die Bildung
von anti-Antikörper
/Antikörper – Komplexen
zu erlauben, (b) Nachweis des Antikörpers, der in der Testprobe
vorhanden sein kann und (c) Verwendung von zwei oder mehreren Reagenzien,
als Kontrolle oder Kalibrator, die den anti-Antikörper binden, wobei
die Verbesserung folgendes umfasst: die Verwendung, als Kontrolle
oder Kalibrator, von zwei oder mehreren Reagenzien, von denen jedes
ein oder mehrere Epitope der konstanten Region von Antikörpern umfasst, worin
jedes der beiden oder mehreren Reagenzien an verschiedene Epitope
auf dem besagten Antigen bindet und bezüglich der Spezifität und Affinität homogen
ist.
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Außerdem schließt die vorliegende
Erfindung ein. Verfahren ein, zum Nachweis von Antikörpern die
in einer Testprobe vorhanden sein können, worin dieses Verfahren
folgendes umfasst (a) in Kontakt bringen der Testprobe, von der
vermutet wird, dass sie den Antikörper enthält, mit einem für den Antikörper spezifischen anti-Antikörper, für einen
Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, die Bildung
von anti-Antikörper /Antikörper – Komplexen
zu erlauben, (b) Hinzufügen
eines Konjugats zu den resultierenden anti-Antikörper /Antikörper – Komplexen für einen
Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, um dem Konjugat
zu erlauben an den gebundenen Antikörper zu binden, worin das Konjugat
einen Antikörper
umfasst, der an eine signalerzeugende Verbindung gebunden ist, die
in der Lage ist ein detektierbares Signal zu erzeugen, (c) Nachweis
des Antikörpers,
der in der Testprobe vorhanden sein kann, durch detektieren des
Signals, das von der signalerzeugenden Verbindung erzeugt wird und
(d) Verwendung eines Reagens, als Kontrolle oder Kalibrator, das
Antikörper
gegen den anti-Antikörper
enthält,
wobei die Verbesserung folgendes umfasst: die Verwendung, als Kontrolle
oder Kalibrator, eines Reagens, das ein oder mehrere Epitope der
konstanten Region von Antikörpern
umfasst, worin das Reagens an das Antigen bindet und bezüglich der
Spezifität
und Affinität
homogen ist.
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Außerdem umfasst ein anderes
Verfahren der Erfindung, zum Nachweis eines Antikörpers der
in einer Testprobe vorhanden sein kann, (a) in Kontakt bringen der
Testprobe, von der vermutet wird, dass sie den Antikörper enthält, mit
einem für
den Antikörper
spezifischen anti-Antikörper,
für einen
Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, die Bildung
von anti-Antikörper /Antikörper – Komplexen
zu erlauben, (b) Hinzufügen eines
Konjugats zu den resultierenden anti-Antikörper/Antikörper – Komplexen für einen
Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, um dem Konjugat
zu erlauben an den gebundenen Antikörper zu binden, worin das Konjugat
ein Antigen umfasst, das an eine signalerzeugende Verbindung gebunden
ist, die in der Lage ist ein detektierbares Signal zu erzeugen,
(c) Nachweis des Antikörpers,
der in der Testprobe vorhanden sein kann, durch detektieren des
Signals, das von der signalerzeugenden Verbindung erzeugt wird und (d)
Verwendung, als Kontrolle oder Kalibrator, von zwei oder mehreren
Reagenzien die an den anti-Antikörper binden,
wobei die Verbesserung folgendes umfasst: die Verwendung, als Kontrolle
oder Kalibrator, von zwei oder mehreren Reagenzien von denen jedes
ein oder mehrere Epitope der konstanten Region von Antikörpern umfasst,
worin jedes der beiden oder mehreren Reagenzien an verschiedene
Epitope auf dem Antigen bindet und eine einzigartige Spezifität und Affinität besitzt.
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In all den gleich oben vorgestellten
Verfahren kann das Reagens selektiert werden aus der Gruppe die folgendes
umfasst: einen schimären
monoklonalen Antikörper,
der variable Regionen der H und L Kette von einer Wirtsspezies umfasst,
fusioniert an Gene der konstanten Region, die von derselben Wirtsspezies
wie der Antikörper,
der gemessen wird, abgeleitet sind, einen monoklonalen Antikörper, der
von derselben Wirtsspezies wie der Antikörper, der gemessen wird, abgeleitet
ist, ein monoklonaler Antikörper,
der von einer Spezies abgeleitet ist, die auf der Basis von immunologischer
Kreuzreaktivität
mit dem Antikörper,
der gemessen wird, verwandt ist und ein Polypeptid, das an eine
konstante Region des Antikörpers,
oder an ein Fragment davon, fusioniert ist, die von derselben Wirtsspezies
wie der Antikörper,
der gemessen wird, abgeleitet ist oder auf der Basis von immunologischer
Kreuzreaktivität
mit der Wirtsspezies verwandt ist.
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Falls das Reagens ein schimärer monoklonaler
Antikörper
ist, umfasst es variable Regionen der H und L Kette, die von einem
Nagetier abgeleitet wurden und Gene der konstanten Region der H
und L Kette, die von einem Menschen abgeleitet sind. Der schimäre monoklonale
Antikörper
kann spezifisch an Toxoplasma gondii binden. Noch spezifischer kann
der schimäre
monoklonale Antikörper
an das Protein P30 oder das Protein P66 von Toxoplasma gondii binden.
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In den Verfahren in die ein Reagens
involviert ist, wo das Reagens ein schimärer monoklonaler Antikörper ist,
kann die variable Region der H Kette des schimären monoklonalen Antikörpers von
der in 6 gezeigten
Nucleotid-Sequenz codiert werden, oder von allelen Variationen davon
und die variable Region der L Kette des schimären monoklonalen Antikörpers kann
von der in 7 gezeigten
Nucleotid-Sequenz codiert werden, oder von allelen Variationen davon.
Die variable Region der H Kette des schimären monoklonalen Antikörpers kann
die in 6 gezeigte Aminosäure-Sequenz
haben und die variable Region der L Kette des schimären monoklonalen
Antikörpers
kann die in 7 gezeigte
Aminosäure-Sequenz
haben.
-
Alternativ, kann die variable Region
der H Kette des schimären
monoklonalen Antikörpers
von der in 8 gezeigten
Nucleotid-Sequenz codiert werden, oder von allelen Variationen davon
und die variable Region der L Kette des schimären monoklonalen Antikörpers kann
von der in 9 gezeigten
Nucleotid-Sequenz codiert werden, oder von allelen Variationen davon.
Die variable Region der H Kette des schimären monoklonalen Antikörpers kann
die in 8 gezeigte Aminosäure-Sequenz
haben und die variable Region der L Kette des schimären monoklonalen
Antikörpers
kann die in 9 gezeigte
Aminosäure-Sequenz
haben.
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In den Verfahren, die mehr als ein
Reagens involvieren, kann die variable Region der H Kette des schimären monoklonalen
Antikörpers,
die eines der beiden oder mehreren Reagenzien darstellt, von der
in 6 gezeigten Nucleotid-Sequenz
codiert werden, oder von allelen Variationen davon und die variable
Region der L Kette des schimären
monoklonalen Antikörpers,
der das gleiche eine der beiden oder mehreren Reagenzien darstellt,
kann von der in 7 gezeigten
Nucleotid-Sequenz codiert werden, oder von allelen Variationen davon
und die variable Region der H Kette des schimären monoklonalen Antikörpers, der
das andere der zwei oder mehreren Reagenzien darstellt, kann von
der in 8 gezeigten
Nucleotid-Sequenz codiert werden und die variable Region der L Kette
dieses anderen der beiden oder mehreren Reagenzien, kann von der
in 9 gezeigten Nucleotid-Sequenz,
oder von allelen Variationen davon, codiert werden. Die variable
Region der H Kette des schimären
monoklonalen Antikörpers,
der eines der beiden oder mehreren Reagenzien darstellt, kann die
in 6 gezeigte Aminosäure-Sequenz
haben und die variable Region der L Kette des schimären monoklonalen
Antikörpers,
der dieses eine der beiden oder mehreren Reagenzien darstellt, kann
die in 7 gezeigte Aminosäure-Sequenz
haben, und die variable Region der H Kette des schimären monoklonalen
Antikörpers,
der einen anderen der beiden oder mehreren Reagenzien darstellt,
kann die in 8 gezeigte
Aminosäure-Sequenz
haben und die variable Region der L Kette dieses andern der beiden
oder mehrerer Reagenzien, kann die in 9 gezeigte Aminosäure-Sequenz haben.
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Der Antikörper, der in besagter Testprobe
detektiert werden soll, kann aus der Gruppe selektiert, die folgendes
umfasst: IgA, IgD, IgE, IgG und IgM. Das Antigen kann aus der Gruppe
selektiert werden, die folgendes umfasst: einen Infektionserreger,
ein Autoantigen, ein Allergen und eine pharmazeutische Verbindung. Der
Infektionserreger kann aus der Gruppe selektiert werden, die folgendes
umfasst: einen Parasiten, ein Bakterium, einen Fungus, eine Hefe
und einen Virus. Konkreter kann das Virus aus der Gruppe selektiert
werden, die folgendes umfasst: Human-Immunodefizienz Virus-1, Human-Immunodefizienz
Virus-2, Human-T-Zellen Leukämie
Virus-1, Human-T-Zellen Leukämie
Virus-2, Zytomegalovirus, Hepatitis A Virus, Hepatitis B Virus, Hepatitis
C Virus, Hepatitis D Virus, Hepatitis E Virus, Hepatitis GB Virus,
Respiratory-syncytial-Virus
und Röteln-Virus.
Der Parasit kann aus der Gruppe selektiert werden, die folgendes
umfasst: Toxoplasma gondii und Trypanosoma cruzi. Der Fungus kann
aus der Gruppe selektiert werden, die folgendes umfasst: Histoplasma capsulatum
und Cryptococcus neoformans und das Bakterium kann aus der Gruppe
selektiert werden, die folgendes umfasst Helicobacter pylori und
Streptococcus pyogenes.
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Die vorliegende Erfindung umfasst
auch ein Kit zum Nachweis von Antikörpern in einer Testprobe, das folgendes
umfasst: a) einen für
den Antikörper
spezifischen anti-Antikörper;
b) ein für
den Antikörper
spezifisches Antigen; und c) eine Kontrolle oder einen Kalibrator,
der ein Reagens umfasst, worin das Reagens ein oder mehrere Epitope
der konstanten Region des Antikörpers
umfasst, an das Antigen bindet und bezüglich der Spezifität und Affinität homogen
ist.
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Zusätzlich schließt die Erfindung
auch ein Kit ein, zum Nachweis von Antikörpern in einer Testprobe, das
folgendes umfasst: a) einen für
den Antikörper
spezifischen anti-Antikörper; b)
ein für
den Antikörper
spezifisches Antigen und c) eine Kontrolle oder einen Kalibrator,
der zwei oder mehrere Reagenzien umfasst, worin jedes der beiden
oder mehreren Reagenzien ein oder mehrere Epitope der konstanten
Region des Antikörpers
umfasst, an verschiedene Epitope auf besagtem Antigen bindet und
bezüglich
der Spezifität
und Affinität homogen
ist.
-
Außerdem schließt die Erfindung
auch ein Kit ein, zum Nachweis von Antikörpern in einer Testprobe, das
folgendes umfasst: a) einen für
den Antikörper
spezifischen anti-Antikörper; b)
ein direktes oder indirektes Konjugat, das ein Antigen umfasst,
welches an eine Signal erzeugende Verbindung gebunden ist, die in
der Lage ist ein detektierbares Signal zu erzeugen; und c) eine
Kontrolle oder einen Kalibrator, der ein Reagens umfasst, worin
das Reagens ein oder mehrere Epitope der konstanten Region des Antikörpers umfasst,
an das Antigen bindet und bezüglich
der Spezifität
und Affinität
homogen ist.
-
Die Erfindung schließt auch
ein Kit ein, zum Nachweis von Antikörpern in einer Testprobe, das
folgendes- umfasst: a) einen für
den Antikörper
spezifischen anti-Antikörper;
b) ein direktes oder indirektes Konjugat, das ein Antigen umfasst,
welches an eine Signal erzeugende Verbindung gebunden ist, die in
der Lage ist ein detektierbares Signal zu erzeugen; und c) eine
Kontrolle oder einen Kalibrator, der zwei oder mehrere Reagenzien
umfasst, worin jedes der beiden oder mehreren Reagenzien ein oder
mehrere Epitope der konstanten Region des Antikörpers umfasst, an verschiedene
Epitope auf besagtem Antigen bindet und bezüglich der Spezifität und Affinität homogen
ist.
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In den unmittelbar oben vorgestellten
Kits kann das Reagens selektiert werden aus der Gruppe die folgendes
umfasst: einen schimären
monoklonalen Antikörper,
der variable Regionen der H und L Kette von einer Wirtsspezies umfasst,
fusioniert an Gene der konstanten Region, die von derselben Wirtsspezies
wie der Antikörper,
der gemessen wird, abgeleitet sind, einen monoklonalen Antikörper, der
von derselben Wirtsspezies wie der Antikörper, der gemessen wird, abgeleitet
ist, einen monoklonalen Antikörper,
der von einer Spezies abgeleitet ist, die auf der Basis von immunologischer
Kreuzreaktivität
mit dem Antikörper,
der gemessen wird, verwandt ist und ein Polypeptid, das an eine
konstante Region des Antikörpers
fusioniert ist, oder an ein Fragment davon, die von derselben Wirtsspezies
wie der Antikörper,
der gemessen wird, abgeleitet ist oder auf der Basis von immunologischer
Kreuzreaktivität
mit der Wirtsspezies verwandt ist.
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Falls ein schimärer monoklonaler Antikörper das
Reagens in jedem der Kits ist, kann er variable Regionen der H und
L Kette, die von einem Nagetier abgeleitet wurden, enthalten und
Gene der konstanten Region der H und L Kette, die von einem Menschen
abgeleitet sind.
-
Der Antikörper, der in der Testprobe
detektiert werden soll, kann aus der Gruppe selektiert sein, die folgendes
umfasst: IgA, IgD, IgE, IgG und IgM. Das Antigen wird aus der Gruppe
selektiert, die folgendes umfasst: einen Infektionserreger, ein
Autoantigen, ein Allergen und eine pharmazeutische Verbindung. Der
Infektionserreger kann aus der Gruppe selektiert werden, die folgendes-
umfasst: einen Parasiten, ein Bakterium, einen Fungus, eine Hefe
und ein Virus. Konkreter kann das Virus aus der Gruppe selektiert
werden, die folgendes umfasst: Human-Immunodefizienz Virus-1, Human-Immunodefizienz Virus-2,
Human-T-Zellen Leukämie Virus-1,
Human- T-Zellen Leukämie Virus-2,
Zytomegalovirus, Hepatitis A Virus, Hepatitis B Virus, Hepatitis
C Virus, Hepatitis D Virus Hepatitis E Virus, Hepatitis GB Virus,
Respiratory-syncytial-Virus
und Röteln-Virus.
Der Parasit kann aus der Gruppe selektiert werden, die folgendes
umfasst: Toxoplasma gondii und Trypanosoma cruzi. Der Fungus kann
aus der Gruppe selektiert werden; die folgendes umfasst: Histoplasma
capsulatum und Cryptococcus neoformans und das Bakterium kann aus
der Gruppe selektiert werden, die folgendes umfasst Helicobacter
pylori und Streptococcus pyogenes.
-
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren
zum Nachweis von Antikörpern,
die gegen mehr als ein Antigen entwickelt worden sind, die in einer
Testprobe vorhanden sein können,
worin das Verfahren folgendes umfasst (a) in Kontakt bringen der
Testprobe, von der vermutet wird, dass sie die Antikörper enthält, mit
für die Antikörper spezifischen
Antigenen, beziehungsweise für
einen Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, die Bildung
von Antigen/Antikörper – Komplexen
zu erlauben, (b) Hinzufügen
von direkten oder indirekten Konjugaten zu den resultierenden Antigen/Antikörper Komplexen,
für einen
Zeitraum und unter Bedingungen die ausreichend sind, um es den Konjugaten
zu erlauben an die gebundenen Antikörper zu binden, worin die Konjugate
einen Antikörper
umfassen, der an eine signalerzeugende Verbindung gebunden ist,
die in der Lage ist ein detektierbares Signal zu erzeugen, (c) Nachweis
der Antikörpers,
die in der Testprobe vorhanden sein können, durch detektieren des
Signals, das von der signalerzeugenden Verbindung erzeugt wird und
(d) Verwendung von Reagenzien, als Kontrollen oder Kalibratoren,
die an das Antigen binden, wobei die Verbesserung folgendes umfasst:
die Verwendung, als. Kontrollen oder Kalibratoren, von Reagenzien,
die ein oder mehrere Epitope der konstanten Region von Antikörpern umfassen,
worin jedes der Reagenzien an die besagten Antigenebindet und bezüglich der
Spezifität
und Affinität
homogen ist.
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Jedes der Reagenzien kann ausgewählt werden
aus der Gruppe, die folgendes umfasst: einen schimären monoklonalen
Antikörper,
der variable Regionen der H und L Kette von einer Wirtsspezies umfasst,
fusioniert an Gene der konstanten Region, die von derselben Wirtsspezies
wie der Antikörper,
der gemessen wird, abgeleitet sind, einen monoklonalen Antikörper, der
von derselben Wirtsspezies wie der Antikörper, der gemessen wird, abgeleitet
ist, einen monoklonalen Antikörper,
der von einer Spezies abgeleitet ist, die auf der Basis von immunologischer
Kreuzreaktivität
mit dem Antikörper,
der gemessen wind, verwandt ist und ein Polypeptid, das an eine
konstante Region des Antikörpers
fusioniert ist, oder an ein Fragment davon, die von derselben Wirtsspezies
wie der Antikörper,
der gemessen wird, abgeleitet ist oder auf der Basis von immunologischer
Kreuzreaktivität
mit der Wirtsspezies verwandt ist.
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Die oben aufgezeichneten Merkmale,
die sich auf alle anderen Verfahren beziehen, treffen auch auf dieses
Verfahren zu.
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Die Erfindung enthält auch
ein Kit zum Nachweis von Antikörpern,
die gegen mehr als einen Antigen entwickelt worden sind, die in
einer Testprobe vorhanden sein können,
worin es folgendes umfasst: a) für
die Antikörper
spezifische Antigene, beziehungsweise; b) direkte oder indirekte
Konjugate, von denen jedes einen Antikörper umfasst, der an eine signalerzeugende
Verbindung gebundenen ist, die in der Lage ist ein detektierbares
Signal zu erzeugen; und c) Kontrollen oder Kalibratoren, die Reagenzien
umfassen, worin jedes der Reagenzien ein oder mehrere Epitope der
konstanten Region des Antikörpers
umfasst, an die betreffenden Antigene binden und bezüglich der
Spezifität
und Affinität
homogen sind.
-
In diesem Kit kann jedes der Reagenzien
ausgewählt
werden aus der Gruppe, die folgendes umfasst: einen schimären monoklonalen
Antikörper,
der variable Regionen der H und L Kette von einer Wirtsspezies umfasst,
fusioniert an Gene der konstanten Region, die von derselben Wirtsspezies
wie der Antikörper,
der gemessen wird, abgeleitet sind, einen monoklonalen Antikörper, der
von derselben Wirtsspezies wie der Antikörper, der gemessen wird, abgeleitet
ist, einen monoklonalen Antikörper,
der von einer Spezies abgeleitet ist, die auf der Basis von immunologischer
Kreuzreaktivität
mit dem Antikörper,
der gemessen wird, verwandt ist und ein Polypeptid, das an eine
konstante Region des Antikörpers
fusioniert ist, oder an ein Fragment davon, das von derselben Wirtsspezies
wie der Antikörper,
der gemessen wird, abgeleitet ist oder auf der Basis von immunologischer
Kreuzreaktivität
mit der Wirtsspezies verwandt ist.
-
Die oben aufgezeichneten Merkmale,
die sich auf alle anderen Kits beziehen, treffen auch auf dieses Kit
zu.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
-
In 1 wird
die grundlegende Struktur eines Antikörper-Moleküls erläutert. Die zwei identischen schweren
(H) Ketten sind aus entweder vier oder fünf Domänen (abhängig von der Klasse des Antikörpers) und
einer Drehdomäne
zusammengesetzt, während
die leichten (L) Ketten aus zwei Domänen zusammengesetzt sind. Die
aminoterminale Domäne
der H und L Ketten wird als die variable (V) Region bezeichnet und
ist für
die Bindungsaktivität
an das Antigen verantwortlich. Die anderen in der H und L Kette
vorhandenen Domänen
bilden die konstante Region. Dieses ist eine Darstellung eines Maus-Human
schimären
Antikörpers,
weil Maus V-Regionen
mit Human- konstanten Regionen verbunden sind.
-
In 2 werden
die Schritte dargestellt, die im IMx Toxo IgG automatischen Antikörper-Einfang-Typ Immunoassay
von Abbott involviert sind.
-
Die 3 stellt
den Expressionsvektor pdHL2 für
Antikörper
dar, der humane IgG1 (hu Cγ1)
und Gene für
die Humankonstante Region kappa (hu Cγ) in ihrer genomischen Konfiguration
enthält.
Beide Transkriptionseinheiten enthalten einstromaufwärts gelegenes
Enhancerelement (EH,) der Immunoglobulin
H Kette und einen Maus-Metallothionein I-Promoter (PMT).
Die Insertion von VK Region (Xba I – Bam HI)
und VH Region (Xho I – Hind III) Kassetten hat die
Expression des vollständigen
Antikörpers
zur Folge. Der Vektor enthält
auch einen bakteriellen Replikationsursprung (ori) und ein β-Lactamase
(amp) Gen, das vom Plasmid pBR322 abgeleitet wurde und ein verändertes
Dihydrofolatreductase (DHFR) – Gen
der Maus, unter der Kontrolle des SV40 Früh-Region-Enhancer, des Promotors
und der Polyadeylierungs (poly(A)) – Signalsequenzen. Das DHFR Marker-Gen
erlaubt die Selektion und Amplifikation mit Methotrexat in Säugerzellen.
Das schimäre
IgM Konstrukt pJH2-24-95B1
ist eine modifizierte Version von pdHL2. In pJH2-24-95B1 wurde das
Stauchfragment, das zwischen der Xba I und der Bam HI Stelle angeordnet
ist, mit der 5-465-210 VK Kassette (7) ersetzt. Die 5-465-210
VH Kassette (6)
wurde mit dem Stauchfragment, das zwischen der Xho I und der Hind
III Stelle angeordnet ist, ersetzt. Zusätzlich ist das humane IgG1
durch einen genomischen Klon der Human- Gene der konstanten Region
von IgM (hu Cu) ersetzt worden. Der hu Cu Klon erstreckt sich von
der Spe I bis zur Eco RV/Pvu II Verbindungsstelle. Die Abkürzungen
für die
Restriktionsstellen sind: B, Bam HI; H. E, Eag I; EV, Eco RV; Hind
III; P, Pvu II; SII, Sac II; S, Sal I; Sp, Spe I; Xb, Xba I; und
Xh, Xho I.
-
Die 4 zeigt
eine diagrammartige Darstellung der Schlüsselschritte, die in der Erzeugung
des Expressionskonstrukts pJH2-24-95B1 involviert sind. Dieser Expressionsvektor
codiert einen Maus- Human-Schimären-IgM-Antikörper, der
zusammengesetzt ist aus V Regionen der H und L Ketten des Maus Hybridoms
5-465-210 und Gene der konstanten Regionen vom Mensch. Der schimäre Antikörper ist
spezifisch für
P30 von T. gondii.
-
Die 5 stellt
eine Zusammenfassung der Strategie dar, die zur Konstruktion des
Expressionsvektors pJH3-19-95A-verwendet
wurde. Dieses Expressionskonstrukt codiert einen Maus-Human-schimären IgM Antikörper, mit
V Regionen der H und L Ketten die vom Maus Hybridom 1-706-139 abgeleitet
wurden und Genen den konstanten Regionen vom Mensch. Dieser schimäre Antikörper bindet
selektiv an P66 von T. gondii.
-
Die 6 illustriert
die Nucleotid-Sequenz der VH Kassette, welche
die vom Hybridom 5-465-210 (siehe SEQ ID NO: 2) klonierte VH cDNA enthält. Die abgeleitete Aminosäure-Sequenz
wird von einem Ein-Buchstaben-Symbol, darunter, (siehe SEQ ID NO:
1) angezeigt. Die erste Aminosäure
des reifen Proteins wird (+1) bezeichnet, die Spleißstelle
des JH2 an die konstante Region wird durch
einen Pfeil angezeigt und es werden die Komplementarität bestimmenden
Regionen (CDRs) angezeigt, wie von Kabat E. A. et al. (Sequences
of Proteins of Immunological Interest, 5th edition,
U. S. Department of Health and Human Services, Bethesda, MD (1991))
definiert. Der degenerierte sense-Primer, der in der PCR zur Amplifizierung
dieses VH Fragmentes von der cDNA verwendet
wurde, erstreckt sich bis zu Nucleotid 41. Andere zu vermerkende
Merkmale: (1–39),
sense-Transfer-Primer
mit Klonierungsstelle (Xho I); (16–72), Leitsequenz; (73–366), V-Gen
der H Kette; (367–384),
D Segment der H Kette; (385–429),
JH2 – Minigen
der H Kette; (430–447),
Sequenz der Spleißstelle und
Hind III Klonierungsstelle, die vom antisense-Transfer-Primer abgeleitet
ist.
-
Die 7 stellt
die Nucleotid-Sequenz der VL Kassette dar,
welche die vom Hybridom 5-465-210 (siehe SEQ ID NO: 4) klonierte
Vκ cDNA
enthält.
Die abgeleitete Aminosäure-Sequenz
wird von einem Ein-Buchstaben-Symbol (siehe SEQ ID NO: 3) angezeigt.
Die erste Aminosäure
des reifen Proteins wird (+1) bezeichnet, die Spleißstelle
des Jκ2
und das Cκ – Gen werden
durch den Pfeil angezeigt und es werden CDRs, die wie in der 6 bezeichnet sind, angezeigt.
Der sense-Primer, der in der PCR zur Amplifizierung der Vκ Region von
der cDNA verwendet wurde, erstreckte sich bis zur Position 45. Zusätzliche
zu vermerkende Sequenzen: (1–40),
sense-Transfer-Primer-Sequenzen, die die Klonierungsstelle Xba I
einschließen;
(17–76),
Leitsequenz; (77–373),
V-Gen, der κ Kette;
(374–409),
Jκ – Minigen;
(410–428),
Sequenz der Spleißstelle
und der Bam HI Klonierungsstelle, die im antisense-Transfer-Primer
inkorporiert sind.
-
In 8 wird
die Nucleotid-Sequenz der VH Kassette gezeigt,
welche die vom Hybridom 1-706-139 (siehe SEQ ID NO: 6) klonierte
VH cDNA enthält. Die abgeleitete Aminosäure-Sequenz
wird von einem Ein-Buchstaben-Symbol (siehe SEQ ID NO: 5) angezeigt.
Die erste Aminosäure
des reifen Proteins wird (+1) bezeichnet, die Spleißverbindung
zwischen JH4 und der konstanten Region wird
durch einen Pfeil angezeigt und es werden CDRs, die wie in der 6 bestimmt sind, angezeigt.
Der degenerierte Primer (sense), der in der PCR zur Amplifizierung
der VH cDNA verwendet wurde, erstreckte
sich bis zur Position 41. Zusätzliche
bemerkenswerte Merkmale schließen
ein: (1–35),
Sense-Transfer-Primer, der die Xho I Klonierungsstelle und das 5'-Ende der Leitsequenz
einschließt;
(12–68),
Leitsequenz; (69– 362),
V-Gen der H Kette; (363–380),
mutmaßliche
Sequenz* des D– Minigens,
(381–434),
JH4 – Minigen;
(434–452),
Spleiß-
und Hind III Klonierungsstellen, die im antisense-Transfer-Primer
inkorporiert sind.
-
*Die genaue Grenze zwischen den D-
und J-Minigenen konnte nicht bestimmt werden.
-
Die 9 stellt
die Nucleotid-Sequenz der VL Kassette dar,
welche die vom Hybridom 1-706-139 (siehe SEQ ID NO: 8) klonierte
Vκ Region
enthält.
Die abgeleitete Aminosäure-Sequenz
wird von im ein-Buchstaben-Format (siehe SEQ ID NO: 7) angegeben.
Die erste Aminosäure
des reifen Proteins wird (+1) bezeichnet, die Spleißstelle
zwischen dem Jκ1 – Minigen
und dem Cκ – Gen wird
durch einen Pfeil angezeigt und es werden CDRs, die wie in der 6 bezeichnet sind, bestimmt.
Der 3'-Terminus
des degenerierten sense-Primers, der in der PCR zur Amplifizierung
der Vκ Region
von der cDNA verwendet wurde, befindet sich in Position 42. Andere
Merkmale schließen
ein: (1–39),
sense-Transfer-Primer-Sequenz,
die die Xba I Klonierungsstelle und die 5'Leitsequenz einschließen; (13–69), Leitsequenzen;
(70–368),κ V-Gen; (369–405), Jκ1- Minigen; (406–424), Sequenz
der Spleißstelle
und der Bam HI Klonierungsstelle, die im antisense-Transfer-Primer inkorporiert
sind.
-
Die 10 zeigt
eine Kalibrierungskurve für
das schimäre
anti-P66 IgG im Vergleich zu dem Kalibrator im IMx Toxo IgG Assay,
der von positivem Humanserum abgeleitet wurde. Rate-Zählimpulse (Zählimpulse/Sek/Sek)
werden auf der Y-Achse angezeigt.
-
Die 11 zeigt
eine Kalibrierungskurve, die für
den schimären
anti-P66 IgM Antikörper
erhalten wurde, im Vergleich zu dem Kalibrator im IMx Toxo IgM Assay,
der von positivem Humanserum abgeleitet wurde. Der Index-Kalibrator
von 710 Rate-Einheiten
(Rate-Zählimpulse
= Zählimpulse/Sek/Sek)
wurde vom schimären
anti-P66 IgM bei einer Konzentration von 12,3 μg/ml erreicht.
-
Die 12 stellt
eine Kalibrierungskurve dar, für
das schimäre
anti-P30 IgG im Vergleich zum positivem Humanserum, das üblicherweise
im IMx Toxo IgG Assay als Kalibrator verwendet wird. Rate-Zählimpulse (Zählimpulse/Sek/Sek)
werden auf der Y-Achse
angezeigt.
-
Die 13 illustriert
eine Verdünnungskurve,
die auf dem IMx für
den schimären
anti-P30 IgM Antikörper
laufen gelassen wurde, zusammen mit positivem Humanserum als Kalibratoren.
Der Index-Kalibrator von 560 Rate-Einheiten (Rate-Zählimpulse
= Zählimpulse/Sek/Sek)
wurde vom schimären
anti-P30 IgM bei einer Konzentration von 8,4 μg/ml erfolgreich erreicht.
-
Die 14 stellt
eine beschleunigte Stabilitäts-Analyse
dar, die für
alle Reagenzien bei 45°C
laufen gelassen wurde, auf dem B Kalibrator Niveau (0,0036 mg/ml
anti-P30 + 0,010 mg/ml anti-P66). Für die schimären rekombinanten IgG Antikörper wurde
kein Unterschied beobachtet, im Vergleich zum Kalibrator. Um den
zwölften
Tag jedoch, wurden 40% des P30 Epitops auf den Mikropartikeln nicht
mehr vom schimären
anti-P30 Antikörper
erkannt. r = Assay Reagenzien; c = Kalibrator Die 15 zeigt eine beschleunigte Stabilitäts-Analyse
von Reagenzien dar, die bei 45°C
gelagert worden waren, mit Hilfe von Verdünnungen des F Kalibrators (0,11
mg/ml anti-P30 + 0,305 mg/ml anti-P30). Für die schimären rekombinanten IgG Antikörper wurde
kein Unterschied beobachtet, im Vergleich zum Humanserum-Kalibrator.
Um den zwölften
Tag jedoch, wurden 40% des P30 Epitops auf den Mikropartikeln nicht
mehr vom schimären
anti-P30 Antikörper
erkannt. r = Assay Reagenzien; c = Kalibrator
-
Die 16 illustriert
einen Vergleich einer Mischung aus monoklonalen Antikörpern, die
dem Kalibrator B (0,0037 mg/ml anti-P30 IgG1 + 0,020 mg/ml anti-P66
IgG1) oder dem Kalibrator F (0,11 mg/ml anti-P30 IgG1 + 0,61 mg/ml
schimäres
anti-P66 IgG1) äquivalent
sind mit Kalibratoren (cals) die mit positivem Humanserum hergestellt
sind, gegen 7 unabhängige
Antigen (Ag) – Lose.
r = Assay Reagenzien; c = Kalibrator
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Verwendung von Reagenzien als Kalibratoren
(Standards) und/oder Kontrollen in Diagnose -Kits und -Assays. Konkret
können
ein oder mehrere dieser Reagenzien statt Plasma oder Serum verwendet
werden, in der Produktion von Kalibratoren und/oder Kontrollen für in Diagnose – Kits und – Assays,
die für
die qualitative und quantitative Messung von für einen erwünschten Ligand spezifischen
Antikörpern
entworfen sind, Die Reagenzien selber binden spezifisch an einen vorbestimmten
Liganden, enthalten ein oder mehrere Epitope der konstanten Region
von Antikörpern
und sind bezüglich
ihrer Spezifität
und Affinität
uniform. Die Reagenzien können
kontinuierlich mit Hilfe von Hybridoma- und/oder rekombinanter DNA-
Technologien hergestellt werden.
-
Es gibt mehrere Ausführungsformen
des oben identifizierten Reagens. Diese Ausführungsformen sind, beispielsweise,
wie folgt:
- 1) ein schimärer monoklonaler Antikörper, der
variable Regionen der H und L Kette von einer Wirtsspezies umfasst,
fusioniert an Gene der konstanten Region, die von derselben Wirtsspezies
wie der Antikörper,
der gemessen wird, abgeleitet sind;
- 2) ein monoklonaler Antikörper,
der von derselben Wirtsspezies wie der Antikörper, der gemessen wird, abgeleitet
ist;
- 3) ein monoklonaler Antikörper,
der von einer Spezies abgeleitet ist, die auf der Basis von immunologischer Kreuzreaktivität mit dem
Antikörper,
der gemessen wird, verwandt ist; und
- 4) ein Polypeptid, das spezifisch an einen vorbestimmten Liganden
bindet, der an eine konstante Region des Antikörpers fusioniert ist, oder
an irgend ein Teil der konstanten Region davon der erwünschten
Wirtsspezies.
-
Die oben aufgelisteten Ausführungsformen
werden weiter unten im Detail beschrieben:
-
1) SCHIMÄRE MONOKLONALE
ANTIKÖRPER:
-
In dieser Ausführungsform der Erfindung ist
(sind) das(die) Reagens(Reagenzien), das(die) als Kalibrator und/oder
Kontrolle im Diagnose – Assay
oder -Kit verwendet wird, ein schimärer monoklonaler Antikörper, der
variable Regionen der H und L Kette von einer Wirtsspezies umfasst,
fusioniert an Gene der konstanten Region der H und L Kette von einer
anderen Wirtsspezies. Die V Regionen der H und L Kette können von
jedem Wirbeltier, das Antikörper
produziert, abgeleitet werden, einschließlich, ohne darauf limitiert
zu sein: Nagetier (z. B., Maus, Hamster, Ratte), Huhn, Kaninchen,
Hund, Katze, Rind, Pferd, Schwein, Affe (z. B. Schimpansen) und
Mensch. Die Quelle für
die V Regionen der Antikörper
und das Verfahren, nach dem sie abgeleitet werden, basiert hauptsächlich auf
Komfort und Technologie, die jenen mit gewöhnlicher Erfahrung im Fachgebiet
bekannt sind. So zum Beispiel können
die V Regionen (die jenen Teil des Antikörper – Moleküls umfassen, die für die Aktivität der Bindung
an Liganden verantwortlich ist) der H und L Kette isoliert werden
aus: einzelnen B Zellen, B Zellen Hybridoma, in vitro propagierte
B Zellen oder in vivo propagierte B Zellen, zum Beispiel Human-
B Zellen in SCID Mäusen
(Simonsson, A. C. et al., Bio/Techniques 18(5): 862–869 (1995);
Banchereau, J. et al., Science 251: 70–72 (1991); Amoroso, K. and
Lipsky, P. E., J. Immunol. 145: 3155–3161 (1990); Duchosal, M.
A. et al., Nature 355: 258–262
(1992)). Die V Regionen der Antikörper können mit Hilfe von im Fachgebiet
bekannten Standardprozeduren kloniert werden, oder mit Hilfe von
Modifikationen dieser Prozeduren. So zum Beispiel können V Regionen
entsprechend dem im Beispiel III, darunter, beschriebenen Prozess
kloniert werden.
-
Alternativ kann nach V Regionen – Sets der
H Und L Kette von Antikörpern,
mit der erwünschten
Bindungs-Aktivität,
gescreent werden, bei Expression, von zum Beispiel, Fab Fragmenten
(Heterodimere von VH und der ersten Domäne der konstanten
Region der schweren Kette und der vollständigen leichten Kette), Fv Fragmenten
(Heterodimere von Domänen
der V Region der H und L Kette) oder Einzel-Ketten Fv (Heterodimere
von Domänen
von VH und VL, die
durch einen Peptidlinker verbunden werden), in Bakterien, z. B.
E. coli oder selektiert durch die Verwendung von kombinatorischen
Bibliotheken, ausgedrückt
in lambda Phage, an der Oberfläche
von Bakteriophagen, an der Oberfläche von Bakterien oder gescreent
durch Display auf jedem anderen biologischen (z. B. Retrovirus oder
Polysom) oder nicht-biologischen
System (Better, M. et. al., Science, 240: 1041–1043 (1988); Skerra, A. and
Pluckthun, A., Science, 240: 1038–1041 (1988); Huse, W. D. et al
Science 246: 1275–1281
(1989); McCafferty, J. et al, Nature 348: 552–554 (1990); Fuchs, P. et al,
Bio/Technology 9: 1369–1372
(1991); Francisco, J. et al, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 10444–10448 (1993);
Mattheakis, L. C. et al, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 9022–9026 (1994)).
Diese Biblitheken können
zusammengesetzt sein aus: nativen V Regionen, die von einem immunisierten
oder nicht-immunisiertem Wirt isoliert wurden, synthetische oder
semi-synthetische V Regionen oder modifizierte V Regionen (Marks,
J. D. et al., J. Mol. Biol 222: 581–597 (1991); Barbas, C. F.
III et al., Proc.
-
Natl. Acad. Sci. USA 89: 4457–4461 (1992)).
Die Beispiele für
die Letzteren schließen
die Feinregulierung der Spezifität
und/oder Affinität
durch in vitro Mutagenese ein.
-
Die kritischste Eigenschaft der Kombination
(H und L) von V Regionen der Antikörper ist diejenige, dass sie
eine Bindungsstelle mit den erwünschten
Eigenschaften der Spezifität
und Affinität
für den
Liganden bildet. Die erforderliche Spezifität und Affinität wird von
dem beabsichtigten Verwendungszweck diktiert sein und abhängig von
solchen Charakteristika wie Assay-Format und erwünschte Leistungscharakteristika
(z. B. Empfindlichkeit, Spezifität,
Präzision
und Parallelismus). Zum Beispiel, falls ein Kalibrator oder ein
Kontrollantikörper
benötigt
wird, der für
ein bestimmtes immunodominantes Epitop (Ligand) auf einem Antigen
spezifisch ist, um die serologische Antwort in vivo nachzuahmen,
kann das Set der V Region von H und L Kette, die zur Erzeugung des
schimären
Antikörpers
verwendet wird, auf dieser Basis gewählt werden.
-
Die Gene der konstanten Region von
Antikörpern
können
von jeder Wirbeltier-Spezies abgeleitet werden, einschließlich, ohne
darauf limitiert zu sein: Nagetier (z. B., Maus, Hamster, Ratte),
Huhn, Kaninchen, Hund, Katze, Rinde, Pferd, Schwein, Affe (z. B.
Schimpanse) und Mensch. Die Wahl der Wirtsspezies wird von dem beabsichtigten
Zweck diktiert. Die konstante Region von Antikörpern wird von den gleichen
Wirtsspezies abgeleitet, oder von einer die mit dem Antikörper, der
gemessen werden soll, nahe verwandt ist.
-
Die schimären monoklonalen Antikörper können mit
Hilfe von rekombinanten DNA- Technologien hergestellt werden. So
zum Beispiel können
schimäre
Antikörper
durch gezielte homologe-Rekombination
(Pell, H. P. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 8507–8511 (1989))
erzeugt werden. Alternativ können
Gene der V Regionen der K und L Kette von Antikörpern in (meinen) Säugetier-Expressionsvektor(en)
kloniert werden, die Gene der konstanten Regionen der H und L Kette
von Antikörpern,
die von einer anderen Wirtsspezies abgeleitet wurden, enthalten.
Das Ergebnis der Einführung
des(der) Expressionskonstrukts(e) in eine geeignete Wirtszelle ist
die Produktion von vollständigen
schimären
Antikörpern
von definierter Spezifität
(Morrison, S. L. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 6851–6855 (1984)).
Für Antikörper wurden
viele eukaryotische Expressionsvektoren, die entweder stabil integriert
sind oder als extrachromosomale Elemente existieren, beschrieben und
diese sind denjenigen, mit gewöhnlicher
Erfahrung im Fachgebiet bekannt. Die Transkriptionseinheiten der
H und L Ketten können
einzeln in die Wirtszelle auf separaten Plasmiden eingeführt werden,
oder zusammen auf demselben Vektor.
-
Ein Beispiel eines Expressionsvektors
für Antikörper ist
das Plasmid pdHL2 (3),
das Gene des Human-IgG1 (hu Cγ1)
und der Human- konstanten Region kappa (hu Cκ) in ihrer genomischen Konfiguration
enthält
(Gilles, S. D. et al., Immunol. Methods 125: 191–202 (1989)). Beide Transkriptionseinheiten
enthalten ein stromaufwärts
gelegenes Enhancerelement (EH) der Immunoglobulin
H Kette und den Metallothionein I Promoter der Maus. Das Ergebnis
der Insertion von Vκ Region
und VH Region Kassetten ist die Expression
eines vollständigen
Antikörpers.
Jede V Gen Kassette schließt
eine 5'Immunoglobulin
Leitsequenz und eine Spleiß-Donor-Stelle 3'des V Gens. Der Vektor
enthält
auch einen bakteriellen Replikationsursprung und ein β-Lactamase
Gen, das vom Plasmid pBR322 abgeleitet wurde und ein verändertes
Dihydrofolatreductase (DHFR) – Gen
der Maus, unter der Kontrolle des SV40 Früh-Region-Enhancers, des Promotors
und der Polyadenylierungs-Signalsequenzen. Das DHFR Marker-Gen erlaubt
die Selektion und Amplifikation mit Methotrexat in Säugerzellen.
-
Die für die Produktion von schimären Antikörpern verwendeten
Expressionsvektoren können
so modifiziert werden, dass sie (ein) Gen e) von jeder konstanten
Region enthalten (zum Beispiel bei Menschen: κ, λ, IgM, IgD, IgG1, IgG2, IgG3,
IgG4, IgA1, IgA2, IgE), die von jeder Wirbel-tier-Spezies-, die
Antikörper
produziert, isoliert werden, einschließlich, aber ohne darauf limitiert
zu sein: Nagetier (z. B., Maus, Hamster, Ratte), Huhn, Kaninchen,
Hund, Katze, Rind, Pferd, Schwein, Affe (z. B. Schimpanse) und Mensch.
Definitionsgemäß werden
die Wirtsspezies, von denen die V Regionen der H und L Kette abgeleitet
werden, andere sein als diejenigen, von denen die konstanten Regionen
des Antikörpers
abgeleitet werden.
-
Abhängig von dem verwendeten Vektoren-System
können
viele verschiedene immortalisierte Zelllinien als geeignete Wirte
dienen, wobei diese folgendes einschließen, ohne darauf limitiert
zu sein: Myelom (z. B. X63-Ag8.653), Hybridom (Sp2/0-Ag14), Lymphom und
China-Hamster-Ovarium (CHO) Zellen. Die Expressionskonstrukte können mit
Hilfe einer Vielfalt von Techniken eingeführt werden, einschließlich, aber
ohne darauf limitiert zu sein: Calciumphosphat-Ausfällung, Protoplastenfusion,
Lipofection, Retrovirus-abgeleitete Shuttle-Vektoren und Elektroporation. Eine echte
Expression führt
zur Sekretion des rekombinanten Antikörpers in das Medium. Alternativ
können
die Zellen lysiert werden und der Antikörper anschließend gereinigt
werden.
-
Die schimären Antikörper-Moleküle oder Fragmente davon könnten auch
in anderen Systemen produziert werden, einschließlich, aber ohne darauf limitiert
zu sein: Baculovirus, Hefe, Bakterien, wie E. coli und. in vitro
in Zell-freien Systemen, wie das Kaninchen Retikulozyten-Lysat (Hasemann,
C. and Capra, J. D., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 3942–3946 (1990);
Horwitz, A. H. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 8678–8682 (1988);
Pluckthun, A., Bio/Technology 9: 545–551 (1991); Nicholls et al.,
J. Biol. Chem 268(7): 5302–5308(1993)).
-
Zusammenfassend, ein schimärer monoklonaler
Antikörper
enthält
mindestens zwei (z. B. IgG) und bis zu 10 (z. B. pentameres IgM)
identische Bindungsstellen, die von den V Regionen der H und L Kette
einer Wirtsspezies abgeleitet wurden, verbunden mit den konstanten
Regionen der H und L Kette des Antikörpers einer anderen Wirtsspezies.
Die V Regionen der H und L Kette sind für die Spezifität und Affinität der Bindung an
den gewünschten
Liganden verantwortlich. Die Quelle der konstanten Regionen der
H und L Kette wird von der Wirtsspezies des Antikörpers bestimmt,
der gemessen werden soll, wobei sie vorzugsweise mit ihr identisch
ist. Die konstanten Regionen haben keine Liganden-Bindungs-Aktivität, stellen
aber serologisch identifizierbare Epitope (Liganden) zur Verfügung, die
für die
bestimmte konstante Region spezifisch sind, womit ein Mittel zur
Verfügung
gestellt wird, sie von anderen konstanten Regionen zu unterscheiden.
Das Ergebnis der Expression der Gene der H und L Kette, die die
schimären
Antikörper
codieren, in beispielsweise einer immortalisierten Wirtszelle wie
Sp2/0-Ag14, ist die Produktion eines monoklonalen schimären Antikörpers von
vorbestimmter und uniformer Spezifität und Affinität. Somit
wird eine kontinuierliche Quelle zur Verfügung gestellt, von schimären Antikörpern mit
V Regionen mit einer einzigen definierten Bindungs-Spezifität und von
Epitopen der konstanten Region der H und L Kette. Eines oder mehrere
dieser Reagenzien würden
als Kalibratoren und/oder Kontrollen nützlich sein, in diagnostischen
Assays und Kits, die für
die qualitative oder quantitative Messung der Niveaus an spezifischem
Antikörper
entworfen sind.
-
Ein besonderes Beispiel dieser Ausführungsform
ist ein rekombinanter schimärer
Antikörper,
der V Regionen der H und L Kette von Ratten enthält, fusioniert an Human- konstanten
Regionen der H und L Kette, zur Verwendung als Kalibrator und/oder
Kontrolle. Diese Ausführungsform
der Erfindung wird im Detail in den Beispielen veranschaulicht,
die der Beschreibung der Ausführungsform
(4) folgen.
-
2) MONOKLONRLE ANTIKÖRPER, DIE
VON DER GLEICHEN WIRTSSPEZIES ABGELEITET WURDEN, WIE DIE ANTIKÖRPER, DIE
GEMESSEN WERDEN:
-
In dieser Ausführungsform der Erfindung können die
monoklonalen Antikörper
von jedem Wirbeltier, Säugetier
oder anderes, das Antikörper
herstellt, abgeleitet werden, wie: Nagetier (z. B., Maus, Hamster,
Ratte), Huhn, Kaninchen, Hund, Katze, Rind, Pferd, Schwein, Affe
und Mensch. Die gewählte
Wirtsspezies wird in Übereinstimmung
mit dem beabsichtigten Zweck und dem Assay oder Kit gewählt.
-
Zum Beispiel, falls Human-Antikörper gemessen
werden, können
die monoklonalen Antikörper
aus Human-B Zellen hergestellt werden, mit Hilfe von traditioneller
Hybridom-Technologie,
wie Maus: Human Heterohybridoma, Human : Human Hybridoma oder mit
Hilfe von anderen Mitteln zum immortalisieren, wie durch die Infektion
mit dem Epstein-Barr Virus (Nowinski, R. et al., Science 210: 537–539 (1980);
Olsson, L. and Kaplan, H. S., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77: 5429–5431 (1988);
Rosen, A. M. et al., Nature 267: 52–54 (1977)). Die neuere Erschaffung
von transgenen Mäusen,
die genomische Klone von Teilen der Human- Immunoglobulin Loci der
H und L Kette tragen, stellt die Gelegenheit zur Verfügung, auch
Maus : Maus Hybridoma herzustellen, die monoklonale Antikörper mit
den erwünschten
Spezifitäten
sezernieren (Lonberg, N. et al., Nature 368 : 856–859 (1994);
Green, L. L. et al., Nature Genetics 7: 13–21 (1994)).
-
Die Human-Antikörper können auch durch Verwendung
von rekombinanter DNA-Technologie geschaffen werden. Zum Beispiel
können
die V Regionen (die den Teil des Antikörpers beinhalten, der für die Aktivität der Bindung
von Liganden verantwortlich ist) der H und L Kette aus einzelnen
Human- B Zellen, aus in vitro propagierten B Zellen oder Human-
B Zellen die in SCID Mäusen
propagiert wurden (Simonsson, A. C. et al., Bio/Techniques 18(5):
862–869
(1995); Banchereau, J. et al., Science 251: 70–72 (1991); Amoroso, K. and
Lipsky, P. E., J. Immunol. 145: 3155–3161 (1990); Duchosal, M.
A. et al., Nature 355: 258–262
(1992)) isoliert werden. Antikörper
V Regionen können
durch Standardverfahren, die im Fachgebiet bekannt sind, kloniert
werden oder durch Modifikationen dieser Verfahren. Zum Beispiel
können
die V Regionen gemäß dem Verfahren,
wie es in Beispiel III unten beschrieben ist, kloniert werden.
-
Alternativ kann für Sets von Human- V Regionen
der H und L Kette, mit der gewünschten
Bindungsaktivität,
ein Screening durchgeführt
werden, für
beispielsweise Fab Fragmente, Fv Fragmente oder Einzel-Ketten Fv
durch die Expression in Bakterien, z. B. E. coli oder selektiert
durch die Verwendung von kombinatorischen Bibliotheken, exprimiert
in lambda Phage, an der Oberfläche
von Bakteriophage, an der Oberfläche
von Bakterien oder gescreent durch Display auf jedem anderen biologischen
(z. B. Retrovirus oder Polysom) oder nicht-biologischen System (Better, M. et al.,
Science, 240: 1041–1043
(1988); Skerra, A. and Pluckthun, A., Science, 240: 1038–1041 (1988);
Huse, W. D. et al., Science, 246: 1275–1281 (1989); McCafferty, J. et
al, Nature 348: 552–554
(1990); Kang, A. S. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 4363–4366 (1991);
Fuchs, P. et al, Bio/Technology 9: 1369–1372 (1991); Francisco, J.
et al, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 10444–10448 (1993); Mattheakis,
L. C. et al, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 9022–9026 (1994)). Diese Antikörper-Bibliotheken
können
zusammengesetztsein aus: nativen V Regionen, von einem immunisierten
oder nicht-immunisierten
Mensch, synthetische oder semi-synthetische V Regionen oder modifizierte
V Regionen (Marks, J. D. et al., J. Mol. Biol 222: 581–597 (1991);
Barbas, C. F. III et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 4457–4461 (1992)). Die
Beispiele für
die Letzteren schließen
die Feinregulierung der Spezifität
und/oder Affinität
durch in vitro Mutagenese ein. Die Primärbasis für die Selektion der V Regionen
gründet
auf ihren Ligand-bindenden Charakteristika.
-
Wenn Human-Antikörper gemessen werden, dann
werden die Human-Gene der V Regionen der H und L Kette in einen
Säugetier-Expressionsvektor
kloniert, der Human- Gene der konstanten Regionen der H und L Kette
enthält.
Das Ergebnis der Einführung
des(der) Expressionskonstrukts(e) in geeignete Wirtszellen ist die
Produktion von vollständigen
Human- Antikörpern
von definierter Spezifität
(Dorai, H. et al., Hybridoma 11(5): 667– 675 (1992)). Für Antikörper wurden
viele eukaryotische Expressionsvektoren beschrieben, die entweder
stabil integriert sind oder als extrachromosomale Elemente existieren,
und diese sind denjenigen mit gewöhnlicher Erfahrung im Fachgebiet
bekannt. Die Transkriptionseinheiten der H und L Ketten können einzeln
in die Wirtszelle auf separaten Plasmiden eingeführt werden, oder zusammen auf
demselben Vektor.
-
Ein Beispiel für einen geeigneten Expressionsvektor
ist das Plasmid pdHL2 (3),
das Gene des Human- IgG1 (hu Cγ1)
und der Human- konstanten Region kappa (hu Cκ) in ihrer genomischen Konfiguration enthält (Gilles,
S. D. et al., Immunol. Methods 125: 191–202 (1989)). Beide Transkriptionseinheiten
enthalten ein stromaufwärts
gelegenes Enhancerelement (EH) der Immunoglobulin
H Kette und den Metallothionein I Promoter der Maus. Das Ergebnis
der Insertion von Vκ Region
und VH Region Kassetten ist die Expression eines
vollständigen
Antikörpers.
Jede V Gen Kassette schließt
eine 5'Immunoglobulin
Leitsequenz und eine Spleiß-Donor-Stelle 3'des V Gens ein. Der
Vektor enthält
auch einen bakteriellen Replikationsursprung und ein β-Lactamase
Gen, das vom Plasmid pBR322 abgeleitet wurde und ein verändertes
Dihydrofolatreductase (DHFR) – Gen
der Maus, unter der Kontrolle des SV40 Früh-Region-Enhancers, des Promotors
und der Polyadenylierungs- Signalsequenzen. Das DHFR Marker-Gen
erlaubt die Selektion und Amplifikation mit Methotrexat in Säugerzellen.
-
Die Expressionsvektoren für Antikörper können so
modifiziert werden, dass sie jedes der Gene der konstanten Region
enthalten (im Falle der Menschen: κ, λ, IgM, IgD, IgG1, IgG2, IgG3,
IgG4, IgA1, IgA2, IgE), die von jeder Wirbeltier-Spezies, die Antikörper produziert, isoliert werden,
einschließlich,
aber ohne darauf limitiert zu sein: Nagetier (z. B., Maus, Hamster,
Ratte), Huhn, Kaninchen, Hund, Katze, Rind, Pferd, Schwein, Affe
(z. B. Schimpanse) und Mensch. Ähnlich
können
V Regionen von H und L Kette der Antikörper von jeder Wirbeltier-Spezies,
die Antikörper
produziert, isoliert werden, einschließlich, aber ohne darauf limitiert
zu sein: Nagetier (z. B., Maus, Hamster, Ratte), Huhn, Kaninchen,
Hund, Katze, Rind, Pferd, Schwein, Affe (z. B. Schimpanse) und Mensch.
Das Ergebnis der Einführung
von V Regionen der H und L Kette in einen Expressionsvektor für Antikörper, der
konstante Regionen der H und L Kette enthält, die von der gleichen Wirtsspezies abgeleitet
wurde, ist die Bildung von rekombinanten monoklonalen Antikörpern. Somit
können
monoklonale Antikörper
jeder Klasse oder Unterklasse produziert werden, von jeder Wirbeltier-Spezies
die Antikörper
herstellt, durch die Verwendung von rekombinanten DNA, Hybridom – Technologien
oder einer Kombination dieser Technologien Die gewählte Wirtsspezies
ist in Übereinstimmung
mit dem beabsichtigten Zweck des Assays.
-
Abhängig von dem(n) Expressionsvektor(en)
können
viele verschiedene immortalisierte Zelllinien als geeignete Wirte dienen,
wobei diese folgendes einschließen,
ohne darauf limitiert zu sein: Myelom (z. B. X63-Ag8.653), Hybridom
(Sp2/0-Ag14), Lymphom
und China-Hamster-Ovarium (CHO) Zellen. Die Expressionskonstrukte
können
mit Hilfe einer Vielfalt von Techniken eingeführt werden, einschließlich, aber
ohne darauf limitiert zu sein: Calciumphosphat-Ausfällung, Protoplastenfusion,
Lipofection, Retrovirus-abgeleitete Shuttle-Vektoren und Elektroporation. Eine echte
Expression führt
zur Sekretion des rekombinanten Antikörpers in das Medium. Alternativ
können
die Zellen lysiert werden und der Antikörper anschließend gereinigt
werden.
-
Die Antikörper-Moleküle oder Fragmente davon könnten auch
in anderen Systemen produziert werden, einschließlich, aber ohne darauf limitiert
zu sein: Baculovirus, Hefe, Bakterien, wie E. coli und in vitro
in Zell-freien Systemen, wie das Kaninchen Retikulozyten-Lysat (Hasemann,
C. and Capra, J. D., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 3942–3946 (1990);
Horwitz, A. H. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 8678–8682 (1988); Pluckthun,
A., Bio/Technology 9: 545–551
(1991); Nicholls et al., J. Biol. Chem 268(7): 5302–5308(1993)).
-
Die monoklonalen Antikörper, die
durch Hybridoma, rekombinante DNA oder einer Kombination dieser Technologien
produziert wurden, können
mindestens zwei (z. B. IgG) und bis zu 10 (z. B. pentameres IgM) identische
Bindungsstellen enthalten, mit Spezifität und Affinität zum gewünschten
Liganden, die von den V Regionen der H und L Kette bestimmt werden.
Die vollständigen
Antikörper
enthalten die gesamten konstanten Regionen der H und L Kette und
somit all die assoziierten antigenen Epitope. Außerdem sind die Antikörper monoklonal
und somit von einzig-definierter Spezifität und Affinität und können in
unbegrenzten Quantitäten produziert
werden. Eines oder mehrere dieser Reagenzien können als Kalibratoren und/oder
Kontrollen verwendet werden, in diagnostischen Assays und Kits,
die für
die qualitative oder quantitative Messung der Niveaus an spezifischem
Antikörper
entworfen sind.
-
3) EIN MONOKLONALER ANTIKÖRPER, DER
VON EINER SPEZIES ABGELEITET IST DIE AUF DER BASIS VON IMMUNOLOGISCHER
KREUZREAKTIVITÄT
MIT DER, DIE UNTERSUCHT WIRD, VERWANDT IST:
-
Eine zusätzliche Ausführungsform
der Erfindung schließt
einen monoklonalen Antikörper
ein, der von einer Spezies abgeleitet ist, die mit jener die getestet
wird eng verwandt ist. Die Verwandtschaft von Spezies wird auf der
Basis von immunologischer Kreuzreaktivität der Epitope der konstanten
Region definiert. Wenigstens ein Epitop der konstanten Region ist
das gleiche oder größtenteils
das gleiche mit dem der Spezies die getestet wird. Das(die) gemeinsame(n)
Epitop (e) müssen
nicht chemisch identisch sein, aber in der 3-dimensionalen Struktur eine chemische Ähnlichkeit
aufweisen. Die monoklonalen Antikörper können von jedem Wirbeltier,
Säugetier
oder anderes, das Antikörper
herstellt, abgeleitet werden, wie: Nagetier (z. B., Maus, Hamster,
Ratte), Huhn, Kaninchen, Hund, Katze, Rind, Pferd, Schwein, Affe
und Mensch. Die Wirtsspezies wird in Übereinstimmung mit dem beabsichtigten
Zweck des Assays gewählt
und auf der Basis der Reaktivität
mit dem Reagens, das spezifisch an ein oder mehrere Epitope der
konstanten Region der Antikörperspezies,
die getestet wird, bindet.
-
Zum Beispiel, wird ein Human-Antikörper gemessen,
könnte
ein monoklonaler Antikörper
der von einem anderen Primaten, wie einem Schimpansen, erzeugt wurde,
als Kalibrator oder Kontrolle ausreichen. Die Unterschiede auf molekularem
Niveau, zwischen Sequenzen der konstanten Region von Antikörpern von Schimpansen
und Menschen sind ungefähr
jenen äquivalent,
die zwischen Allotypen von Menschen existieren (Ehrlich, P. H. et
al., Hum. Antibody Hybridomas 1: 23–26 (1990); Ehrlich, P. H.
et al.,Mol. Immunol. 28: 319–322
(1991)). Die monoklonalen Antikörper
können
von Schimpansen abgeleitet werden, mit Hilfe von Hybridom oder rekombinanter
DNA Technologie. In letzterem Fall können V Regionen der H und L
Kette (die jenen Teil des Antikörper
Moleküls
umfassen, der für
die Aktivität
der Bindung an Liganden verantwortlich ist) aus einzelnen Schimpansen-B
Zellen, aus in vitro oder in vivo (z. B. in SCID Mäuse) propagierten
Schimpansen-B Zellen isoliert werden. Die V Regionen, der Antikörper können mit
Hilfe von im Fachgebiet bekannten Methoden, oder Modifikationen
dieser Prozeduren, kloniert werden. Zum Beispiel können die
V Regionen entsprechend dem in Beispiel III, darunter, beschriebenen
Prozess kloniert werden.
-
Alternativ kann für Sets von Schimpansen V Regionen
der H und L Kette, mit der gewünschten
Bindungsaktivität,
ein Screening durchgeführt
werden, für
beispielsweise Fab Fragmente, Fv Fragmente oder Einzel-Ketten Fv,
durch die Expression in Bakterien, z. B. E. coli oder selektiert
durch die Verwendung von kombinatorischen Bibliotheken, die exprimiert
sind in lambda Phage, an der Oberfläche von Bakteriophage, an der Oberfläche von
Bakterien oder gescreent Display auf jedem anderen biologischen
(z. B. Retrovirus oder Polysom) oder nicht-biologischen System (Better, M. et al.,
Science, 240: 1041–1043
(1988); Skerra, A. and Pluckthun, A., Science, 240: 1038–1041 (1988);
Huse, W. D. et al., Science 246: 1275–1281 (1989); McCafferty, J. et
al., Nature 348: 552–554
(1990); Kang, A. S. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 4363–4366 (1991);
Fuchs, P. et al., Bio/Technology 9: 1369–1372 (1991); Francisco, J.
et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 10444–10448 (1993); Mattheakis,
L. C. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 9022–9026 (1994)).
Die Antikörper-Bibliotheken können zusammengesetzt
sein aus: nativen V Regionen, von einem immunisierten oder nicht-immunisierten Schimpansen,
synthetischen oder semi-synthetischen V Regionen oder modifizierten
Schimpansen V Regionen. Die Beispiele für die Letzteren schließen die
Feinregulierung der Spezifität
und/oder Affinität
durch in vitro Mutagenese ein. Die Primärbasis für die Selektion der V Regionen
gründet
auf ihren Ligand-bindenden Charakteristika.
-
Die Schimpansen-Gene der V Regionen
der H und L können
in einen Säugetier-Expressionsvektor kloniert
werden, der Schimpansen-Gene der konstanten Regionen enthält. Das
Ergebnis der Einführung des(der)
Expressionskonstrukts(e) in geeignete Wirtszellen ist die Produktion
von vollständigen
Schimpansen-Antikörpern von
definierter Spezifität.
Für Antikörper sind
viele eukaryotische Expressionsvektoren beschrieben worden, die
entweder stabil integriert sind oder als extrachromosomale Elemente
existieren, und diese sind denjenigen mit gewöhnlicher Erfahrung im Fachgebiet
bekannt. Die Transkriptionseinheiten der H und L Ketten können einzeln
in die Wirtszelle auf separaten Plasmiden eingeführt werden, oder zusammen, auf
demselben Vektor.
-
Ein Beispiel eines Expressionsvektors,
der modifiziert werden kann um Schimpansen-Antikörper zu exprimieren, ist das
Plasmid pdHL2 (3).
Dieser Vektor enthält
Human-IgG1 (hu Cγ1)
und die Human-konstante Region kappa (hu Cκ) in ihrer genomischen Konfiguration
(Gilles, S. D. et al., Immunol. Methods 125: 191–202 (1989)). Beide Transkriptionseinheiten
enthalten ein stromaufwärts
gelegenes Enhancerelement (EH) der Immunoglobulin
H Kette und den Metallothionein I Promoter der Maus. Das Ergebnis
der Insertion von Vκ Region
und VH Region Kassetten ist die Expression
eines vollständigen
Antikörpers.
Jede V Gen Kassette schließt
eine 5'Immunoglobulin
Leitsequenz und eine Spleiß-Donor-Stelle 3'des V Gens ein. Der
Vektor enthält auch
einen bakteriellen Replikationsursprung und ein β-Lactamase Gen, das vom Plasmid
pBR322 abgeleitet wurde und ein verändertes Dihydrofolatreductase
(DHFR) – Gen
der Maus, unter der Kontrolle des SV40 Früh-Region-Enhancers, des Promotors
und der Polyadenylierungs – Signalsequenzen.
Das DHFR Marker-Gen erlaubt die Selektion und Amplifikation mit
Methotrexat in Säugerzellen.
-
Die für die Produktion von Antikörpern verwendeten
Expressionsvektoren können
so modifiziert werden, dass sie jedes der Gene der konstanten Region
enthalten (im Falle der Menschen: κ, λ, IgM, IgD, IgG1, IgG2, IgG3,
IgG4, IgA1, IgA2, IgE), die von jeder Wirbeltier-Spezies, die Antikörper produziert,
isoliert werden, einschließlich,
aber ohne darauf limitiert zu sein: Nagetier (z. B., Maus, Hamster,
Ratte), Huhn, Kaninchen, Hund, Katze, Rind, Pferd, Schwein, Affe
(z. B. Schimpanse) und Mensch. Ähnlich
können
Antikörper-V
Regionen der H und L Kette von jeder Wirbeltier-Spezies isoliert
werden, die Antikörper
produziert, einschließlich, aber
ohne darauf limitiert zu sein: Nagetier (z. B., Maus, Hamster, Ratte),
Huhn, Kaninchen, Hund, Katze, Rind, Pferd, Schwein, Affe (z. B.
Schimpanse) und Mensch. Das Ergebnis der Einführung von V Regionen der H
und L Kette in einen Expressionsvektor für Antikörper, der konstante Regionen
der H und L Kette enthält,
die von der gleichen Wirtsspezies abgeleitet wurde, ist die Bildung
eines rekombinanten monoklonalen Antikörpers. Somit können monoklonale
Antikörper
jeder Klasse oder Unterklasse produziert werden, von jeder Wirbeltier-Spezies
die Antikörper
herstellt, durch die Verwendung von rekombinanten DNA-, Hybridom-Technologien oder
einer Kombination dieser Technologien. Die gewählte Wirtsspezies ist in Übereinstimmung
mit dem beabsichtigten Zweck des Assays.
-
Abhängig vom Vektoren-System können viele
verschiedene immortalisierte Zelllinien als geeignete Wirte dienen.
Diese schließen
Folgendes ein, ohne darauf limitiert zu sein: Myelom (z. B. X63-Ag8.653),
Hybridom (Sp2/0-Ag14), Lymphom und China-Hamster-Ovarium (CHO) Zellen. Die Expressionskonstrukte
können mit
Hilfe einer Vielfalt von Techniken eingeführt werden, einschließlich, aber
ohne darauf limitiert zu sein: Calciumphosphat-Ausfällung, Protoplastenfusion,
Lipofection, Retrovirus-abgeleitete Shuttle-Vektoren und Elektroporation.
Eine echte Expression führt
zur Sekretion des rekombinanten Schimpansen-Antikörpers in
das Medium. Alternativ können
die Zellen lysiert werden und der Antikörper anschließend gereinigt
werden.
-
Die Antikörper-Moleküle oder Fragmente davon könnten auch
in anderen Systemen produziert werden, einschließlich, aber ohne darauf limitiert
zu sein: Baculovirus, Hefe, Bakterien, wie E. coli und in vitro
in Zell-freien Systemen, wie das Kaninchen Retikulozyten-Lysat (Hasemann,
C. and Capra, J. D., Proc. Natl.
-
Acad. Sci. USA 87: 3942–3946 (1990);
Horwitz, A. H. et al.; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 8678–8682 (1988);
Pluckthun, A., Bio/Technology 9: 545–551 (1991); Nicholls et al.,
J. Biol. Chem 268 (7): 5302–5308 (1993)).
-
Die durch Techniken der rekombinanten
DNA, Hybridom oder einer Kombination dieser Techniken produzierten
monoklonalen Antikörper
enthalten mindestens zwei (z. B. IgG) und bis zu 10 (z. B. pentameres
IgM) identische Bindungsstellen, mit Spezifität und Affinität zu den
gewünschten
Liganden, die von den V Regionen der H und L Kette bestimmt sind.
Die vollständigen Antikörper enthalten
die gesamten konstanten Regionen der H und L Kette und somit all
ihre assoziierten antigenen Epitope. Außerdem sind die Antikörper monoklonal und
somit von einzigdefinierter Spezifität und Affinität und können in
unbegrenzten Quantitäten
produziert werden. Eines oder mehrere dieser Reagenzien können als
Kalibratoren und/oder Kontrollen verwendet werden; in diagnostischen
Assays und – Kits,
die für
die qualitative oder quantitative Messung der Niveaus an spezifischem
Antikörper
entworfen sind.
-
4) EIN POLYPEPTID, DAS
AN EINEN VORBETIMMTEN LIGANDEN BINDET, DER AN EINE KONSTANTE REGION
VON ANTIKÖRPERN
DER GEWÜNSCHTEN
WIRTSSPEZIES FUSIONIERT IST:
-
Eine vierte Ausführungsform bezieht sich auf
ein Polypeptid, das in der Lage ist, spezifisch an einen vorbestimmten
Liganden zu binden, der an die konstante Region eines Antikörpers oder
an irgend einen Teil einer konstanten Region eines Antikörpers (eine
oder mehrere Domänen
der konstanten Region oder ein oder mehrere einzelne Epitope, die
von der konstanten Region des Antikörpers abgeleitet sind) der
gewünschten Wirtsspezies
fusioniert ist. Dieses schließt
jede der folgenden Spezies ein, die an die vollständigen konstanten Regionen,
oder an Teile davon, fusioniert sind: (1) kurze Polypeptide, wie
eines das von einem CDR eines Antikörper-Moleküls abgeleitet ist, oder diejenigen,
die auf der Basis der Liganden-Spezifität selektiert werden, durch
die Verwendung von, beispielsweise, Phagedisplay – Technologie;
(2) eine Antikörper
Domäne
oder ein Derivat davon, wie ein Minibody; (3) Fv Fragmente; und
(4) Einzelketten Fv Fragmente (Levi, M. et al., Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 90: 4374–4378
(1993); Smith, G. P, Science 228: 1315–1317 (1985); Martin, F. et
al., EMBO J. 13(22): 5303–5309
(1994)). Dieses Molekül
kann aus einer oder mehreren Polypeptidketten bestehen. Diese Ausführungsform
kann mit Leichtigkeit produziert werden, mit Hilfe einer großen Vielfalt
an bakteriellen Vektoren, die im Fachgebiet wohl bekannt sind. Die
Antikörper
Fragmente und Derivate davon können auch
in anderen Wirtssystemen produziert werden, welche nicht darauf
limitiert sind, aber eukaryotische Zellen einschließen (Shu,
L. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 7995–7999 (1993)).
-
Die von dieser Ausführungsform
abgeleiteten Reagenzien enthalten ein Polypeptid, das an den gewählten Liganden
mit der gewünschten
Spezifität
und Affinität
bindet. Dieses Polypeptid ist an eine vollständige konstante Region meines
Antikörpers
oder an eine oder mehrere Domänen
der konstanten Region oder an ein oder mehrere Epitope der gewählten konstanten
Region fusioniert. Die Wahl von konstanten Regionen eines Antikörpers oder
von Fragmenten davon wird von der beabsichtigten Verwendung diktiert.
Diese Reagenzien stellen, egal ob sie in eukaryontischen oder prokaryotischen
Expressionssystemen produziert werden, eine andauernde Quelle für ein Reagens
zur Verfügung,
das an einen vorbestimmtem Liganden bindet, „monoklonaler" Natur ist, weil
es bezüglich
der Spezifität
und Affinität
uniform ist und es enthält
mindestens ein Epitop der konstanten Region. Eines oder mehrere
dieser Reagenzien können
als Kalibratoren und/oder Kontrollen verwendet werden, in diagnostischen
Assays und Kits, die für
die qualitative oder quantitative Messung der Niveaus an spezifischem
Antikörper
entworfen sind.
-
Jedes dieser in den Ausführungsformen
1–4 beschriebenen
Reagenzien kann individuell verwendet werden, oder es können, als
Alternative, mehr als eins dieser Reagenzien für die Herstellung von Kalibratoren (Standards)
und/oder Kontrollen für
ein Immunoassay verwendet werden. Man kann sich vorstellen, dass
ein Kalibrator und/oder eine Kontrolle aus einer Mischung von zwei
oder mehreren Reagenzien bestehen kann: (a) die verschiedene Epitope
auf einem gegebenen Antigen erkennen, (b) ein oder mehrere verschiedene
Epitope auf mehr als einem Antigen (z. B. die Proteine P30 und P66
von T. gondii), oder ein oder mehrere Epitope auf Antigenen die
von mehr als einer Quelle abgeleitet wurden (z. B. Antigen gp41
von HIV-1 und Antigen gp36 von HIV-2, um im selben Assay sowohl
die Antikörper
gegen HIV-1 als auch die gegen HIV-2 zu überwachen). Die Entscheidung über die
Anzahl dieser, Reagenzien, die für
die Produktion eines Kalibrators (Standards) und/oder einer Kontrolle
verwendet werden soll, hängt
vom Format des Assays und den gewünschten Leistungscharakteristika
(z. B. Spezifität,
Empfindlichkeit, Präzision,
Parallelismus) ab, basiert auf empirische Beobachtungen und kann
mittels im Fachgebiet bekannter Methoden bestimmt werden.
-
Die Verwendung jedes der vorhin erwähnten Reagenzien
als Alternative zur Verwendung von positivem Human-Plasma oder Serum
mit hohem Titer für
die Produktion von Kalibratoren (Standards) und/oder Kontrollen
in Diagnose-Assays und Kits ergibt mehrere wichtige Vorteile:
- (1) Verfügbarkeit:
Diese Reagenzien können
mit Leichtigkeit und reproduzierbar in großen Mengen produziert werden.
Der Produktionsmaßstab
kann ohne Weiteres auf die Nachfrage zugeschnitten werden, wodurch
eine erneuerbare betriebseigene Versorgung zur Verfügung gestellt
wird.
- (2) Homogenität:
All diese Reagenzien sind „monoklonaler" Natur, dadurch dass
sie bezüglich
der Spezifität und
Affinität
uniform sind. Dieses verringert die Los-zu-Los Variation auf dramatische
Weise. Dieses steht im Gegensatz zu Pools von Human-Plasma, deren Konzentration
an Antikörpern,
Titer des spezifischen Antikörpers
und Spezifität
variiert, wodurch die Leistung des Immunoassays beeinträchtigt wird.
- (3) Kontrolle der Epitop – Spezifität: Die Spezifität und Affinität des Reagens
kann ohne weiteres diktiert werden. Dieses stellt ein höheres Niveau
an Kontrolle über
die Leistung und die „Herstellbarkeit" des Immunoassay
zur Verfügung.
- (4) Toleranz für
eine vollständigere
Charakterisierung der Kalibratoren und Kontrollen, womit die Qualität des Reagens
gewährleistet
ist und auch Reagenzien zur Verfügung
gestellt werden, die für
die Überwachung
der Beschichtung des Antigens auf die Festphase nützlich sind,
womit die Los-zu-Los Variation bei der Konzentration an Antigen
vermindert wird. Für
manche Assays wird die Festphase mit mehr als einem Protein-Antigen
beschichtet. Falls, zum Beispiel, Mikropartikel mit Proteinen beschichtet
werden, wäre
es notwendig, falls die Überwachung
der Beschichtung mit einem Polyklonalen durchgeführt wird, sie einzeln zu beschichten
und die Mikropartikel anschließend
zu mischen. Im Gegensatz dazu, könnten,
mit diesen Reagenzien, die Kügelchen
mit allen Proteinen co-beschichtet werden und die Dichte eines jeden
könnte bestimmt
werden. Diese Reagenzien stellen auch ein Werkzeug zur Verfügung, um
die Stabilität
und/oder Los-zu-Los Konsistenz von spezifischen Epitopen auf dem
Antigen zu bewerten.
- (5) verminderte Produktionskosten: Die unbegrenzte Verfügbarkeit,
verbunden mit der homogenen Natur des Reagens, unterstützt die
Optimierung der Aufreinigungs-Methodologie, wobei beide dazu beitragen, die
Herstellungs-, Test- und Durchführungs-bezogene
Kosten zu reduzieren, und
- (6) Sicherheit: Die Verwendung von biologischen Fluiden (z.
B. Plasma, Serum) zur Herstellung von Kalibratoren und Kontrollen
stellt eine potentielle biologische Gefährdung dar. In der Herstellung
von Kalibratoren und Kontrollen sollte die Substitution der biologischen
Fluide mit diesen Reagenzien die Risiken der biologischen Gefährdung,
die mit diesen Produkten verbunden sind, wesentlich reduzieren.
-
Zusätzlich zur Verwendung in Assays
und Kits, die Antikörper
gegen Infektionserreger (das Human-Immunodefizienz Virus-1, das
Human-Immunodefizienz Virus-2, das Human-T-Zellen Leukämie Virus-1, das
h Human-T-Zellen Leukämie
Virus-2, das Zytomegalovirus, das Hepatitis A Virus, das Hepatitis
B Virus, das Hepatitis C Virus, das Hepatitis D Virus, das Hepatitis
E Virus, das Hepatitis GB Virus, das Respiratory syncytial Virus,
das Röteln-Virus,
Toxoplasma gondii, Trypanosoma cruzi, Cryptococcus neoformans, Histoplasma
capsulatum, Helicobacter pylori und Streptococcus pyogenes) detektieren
oder überwachen,
können die
in vorliegender Erfindung beschriebenen Reagenzien auch zur Überwachung
der Antikörper – Antworten auf
jedes andere Antigen verwendet werden. Konkret können die Reagenzien in Kits
und Assays verwendet werden, die Antikörper gegen Autoantigene, Allergene,
Pharmazeutika und andere Antigene der Umwelt überwachen. Diese Assays können für die Überwachung/Messung
aller reaktiven Antikörper,
oder alternativ, spezifischer Klassen oder Unterklassen reaktiver
Antikörper
entworfen werden
-
Die beschriebenen Agenzien sind als
Kalibratoren und/oder Kontrollen nützlich, für die Überwachung von Antikörper Antworten
im Menschen, wie auch in jeder anderen Wirbeltier-Spezies, die in der
Lage ist eine Antikörper – Antwort
zu erzeugen, womit sie sowohl humanmedizinische als auch veterinäre Anwendungen haben.
-
Die vorliegende Erfindung kann durch
die Verwendung folgender, nicht-limitierender Beispiele erläutert werden:
-
BEISPIEL 1
-
PRÄPARATION VON ZELLLINIEN
-
Die Hybridoma 1-706-139 (IgG2b/κ) und 5-465-210
(IgG2a/κ),
die jeweils für
die Toxoplasma Proteine P66 und P30 spezifisch sind, wurden durch
die Fusion von immunisierten Swiss Webster Milzzellen an das nicht-sezernierende
Hybridom Sp2/0-Ag14 bei den Abbott Laboratories etabliert (Abbott
Park, IL). Die Hybridoma wurden durch IMDM (550 mg Glucose/l,) mit
Zusatz von 10% Fetalrinderserum (FBS), 8 mM L-Glutamin, 100 U Penicillin/ml
und 100 g/ml Streptomycin (komplettes IMDM) durchfließen gelassen.
Die für
die Elektroporation verwendeten Sp2/0-Ag14 Zellen (Abbott Laboratories;
American Type Culture Collection, Rockville, MD) wurden durch hohe
Glucose D-MEM enthaltendes L-Glutamin,
mit Zusatz von 10% FBS, 1 mM Natriumpyruvat, 10 mM HEPES und 10 μg/ml Gentamycin
(komplettes D-MEM), durchlaufen gelassen. Die für die Transfektion durch Protoplastenfusion
verwendeten Sp2/0-Ag14 Zellen (Abbott Laboratories) wurden durch D-MEM
(Katalog-Nr. 11995) mit Zusatz von 20% FBS, 0,8 μg/ml 8-Azaguanin (Sigma Chemical Company, St. Louis,
MO), 50 U/ml Penicillin und 50 μg/ml
Streptomycin durchfließen
gelassen.
-
Die Transfektanten, die schimäre Antikörper sezernierten,
wurden durch komplettes IMDM mit Zusatz von 0,1 μM Methotrexat (MTX), das von
Sigma, Adria Laboratories (Columbus, OH) oder Lederele Laboratories
(Carolina, Puerto Rico) bezogen "wurde,
durchfließen
gelassen. Falls nicht anders angegeben wurden alle Medien für Gewebekulturen
und Zusätze
von BRL Life Technologies (Gaithersburg, MD) bezogen. Die Zellen wurden
bei 37°C
in 5% CO2 kultiviert.
-
BEISPIEL II
KLONIERUNG
-
Die Primer für die Klonierung und Sequenzierung
wurden von Operon Technologies, Inc (Alameda, CA) bezogen, falls
nicht anders angegeben. Die für
die Isolierung der variablen (V) Regionen von Immunoglobulin und
für den
Transfer von Fragmenten verwendeten Primer wurden über HPLC
gereinigt. Die Reagenzien der Perkin-Elmer GeneRmp Kits (Perkin-Elmer
Corporation, Folter City, CA), einschließlich AmpliTaq DNA-Polymerase,
wurden entsprechend den Vorschriften des Herstellers für Amplifizierungen über die
Polymerase Kettenreaktion (PCR) verwendet. Die umgekehrte Transkription
und die PCR-Reaktionen wurden in einem GeneRmp 9600 Thermal Cycler
(Perkin Eimer) durchgeführt.
Die Restriktionsenzyme wurden von BRL Life Technologies oder von
New England BioLabs (Beverly, MA) bezogen und die Verdaus wurden
nach den Empfehlungen der Hersteller durchgeführt. Falls nicht anders angegeben,
wurden die für
die Klonierung verwendeten DNA Fragmente aus low-melting point (LMP
mit niedriger Schmelztemperatur) Agarose (FMC Corporation, Rockland,
ME) isoliert. Kurz gesagt, die gewünschten Fragmente wurden aus
dem Gel ausgeschnitten, in kleine würfelförmige Stücke geschnitten und zu 400 μl TE [1 mM
Ethylendiamintetraessigsäure
(EDTA; pH 8,0; BRL Life Technologies), 10 mM Tris(hydroxymethyl)aminomethan-hydrochlorid
(Tris-HCl; pH 8,0; BRL Life Technologies)] in ein Eppendorf Microfuge-Röhrchen hinzugefügt. Die
Agarose wurde bei 68°C
geschmolzen und mit 800 μl
Puffer-gesättigtem
Phenol (BRL Life Technologies) extrahiert, durch eine Minute verwirbeln
und Zentrifugation bei 14.000 × g
in einer Mikrozentrifuge. Die wässrige
Phase wurde in ein neues Röhrchen überführt und
ein Zehntel Volumen 10 mM LiCl2 (Sigma Chemical
Company, St. Louis; MO) wurden hinzugefügt. Das Röhrchen wurde wie oben. 5 Minuten
lang zentrifugiert. Die wässrige
Phase wurde in ein neues Röhrchen überführt und
mit 2,5 Volumina absolutem Ethanol (– 20°C, McCornick Distilling Co.,
Weston, MO) ausgefällt. Die
DNA wurde wie oben 15 Minuten lang pelletiert und 2X mit 70%igem Ethanol
gewaschen (–20°C). Die DNA wurde
in H2O oder in TE wieder suspendiert. Für die Durchführung der
Ligationen wurde ein Stratagene DNA ligation kit (Stratagene Cloning
Systems, La Jolla, CA) verwendet, nach den Anleitungen des Herstellers.
Mit Ausnahme der Protoplastenfusions-Studien wurden die bakteriellen
Transformationen mit Hilfe von kompetenten Zellen von MAX EFFICIENCY
DH5α (BRL
Life Technologies) durchgeführt,
nach dem Protokoll des Herstellers. Das Screening der Transformanten,
zur Identifikation der gewünschten
Klone, wurde mit Hilfe von Restriktionsanalyse von Miniprep DNA
und/oder mit Hilfe von Colony-PCR ausgeführt. Die Miniprep-DNA wurde mit
dem Magic Miniprep Purification System (Promega Corporation, Madison,
WI) oder mit dem EasyPrep Plasmid Prep Kit (Pharmacia Biotech, Inc.,
Piscataway, NJ) nach den Anleitungen der Hersteller präpariert.
Für das
Screening mittels Colony-PCR wurden einzelne Kolonien von den Transformationsplatten
gepickt und in ein „well" einer sterilen 96 „well" Platte mit flachem
Boden (Costar, Cambridge, MA), die 100 μl steriles Wasser enthielt, überführt. Ein
Drittel des Volumens wurde in eine zweite Platte überführt und
bei 4°C
gelagert. Die 96-„well" Originalplatte wurde
5 Minuten lang mit Mikrowellen behandelt, um die Zellen aufzubrechen.
Dann wurde ein Volumen von einem μl
als Template in ein PCR-Röhrchen überführt. Neun μl einer PCR
Stammmischung, die 1 μl
10X PCR Puffer, 1 μl
2 mM dNTPs, 1 μl
(10 pmol) sense-Primer, 1 μl
(10 pmol) antisense-Primer, 0,08 μl
AmpliTaq DNA Polymerase (0,4 Einheiten) und 4,2 μl H2O
enthielt, wurden in das PCR-Röhrchen hinzugefügt. Alle
PCR-Reagenzien wurden von Perkin-Elmer Corporation bezogen. Die
Reaktionen wurden im Allgemeinen in 20–25 Zyklen amplifiziert, 30
Sekunden bei 94°C,
30 Sekunden bei 50–60°C (abhängig von
der Annealing-Temperatur des Primers) und 60 Sekunden bei 72°C. Die Primer
waren von dem Insert abhängig und
die Bedingungen der Zyklen wurden, basierend auf die Annealing-Temperatur
und die Länge
des erwarteten Produkts, modifiziert. Nach dem Cycling wurde ungefähr 1/3 des
Reaktionsvolumens für
die Analyse auf ein Agarosegel geladen. Die Kolonien, welche die
gewünschten
Klone enthielten, wurden von der Transfer-Platte aus vermehrt.
-
BEISPIEL III
-
ISOLIERUNG VON VARIABLEN
REGIONEN VON HYBRIDOMA, KONSTRUKTION VON EXPRESSIONSVEKTOREN UND
TRANSFER VON VARIABLEN REGIONEN IN DIE EXPRESSIONSVEKTOREN
-
i) ISOLIERUNG VON VARIABLEN
REGIONEN-VON IMMUNGLOBULINEN:
-
Ein Pharmacia QuickPrep mRNA Purification
Kit wurde entsprechend der Vorschrift des Herstellers für die Isolierung
von mRNA aus 1 × 107 Hybridomzellen verwendet. Die Synthese
des Stranges der komplementären
DNA (cDNA) und die PCR-Amplifikation wurden mit einem Perkin Elmer
GeneAmp RNA PCR Kit durchgeführt.
Für die
spezifische cDNA Synthese der V Regionen der schweren (H) Kette
wurden 90 ng gereinigte Hybridom mRNA und 10 pmol M-IgG2b oder M-Ig2a
Primer (Tabelle 1), wobei beide eine Bgl II Restriktionsstelle enthalten,
jeweils für
1-706-139 und 5-465-210
verwendet. Das spezifische cDNA Priming von beiden kappa (κ) variablen
(V) Regionen der leichten Kette wurde mit dem Primer MK-REV, der
eine Bgl II Restriktionsstelle enthält, durchgeführt. Die
Reaktionen der umgekehrten Transkription wurden 60 Minuten lang
bei 42°C
inkubiert, dann 5 Minuten lang bei 99°C. Die PCR Reaktionen (100 μl Volumen;
50 pmol von jedem Primer) wurden entsprechend den Vorschriften des
Herstellers durchgeführt.
Für die
Amplifikation der 1-706-139 VH Region wurde
der Hin-Primer MHV-9 und der Primer M-Ig2b verwendet. Die 1-706-139 Vκ Region wurde mit
den MKV-1 (sense) und MK-REV Primern amplifiziert. Für die Amplifikation
der 5-465-210 VH Region wurden die Primer
MHV-7 (sense) und M-Ig2a verwendet. Die 5-465-210 Vκ Region
wurde mit den MKV-2 (sense) und MK-REV Primern durchgeführt. All
diese Primer enthielten eine Sal I Restriktionsstelle. Die Amplifikation bestand
aus 30 Zyklen je 30 Sekunden bei 94°C, 30 Sekunden bei 52°C und 60
Sekunden bei 72°C.
Die PCR-abgeleiteten Produkte wurde mit Hilfe des Promega Magic
PCR Preps DNA Purification System (Madison, WI) isoliert.
-
Die VH und
Vκ Fragmente
wurden mit Sal I und Bgl II verdaut und in mit Sal I und Bam HI
verdautem pUC18 (BRL Life Technologies) ligiert. Die Plasmide pJH6-20-94A1
und pJH6-14-94A5 enthalten jeweils VH und
Vκ Regionen,
die aus dem Hybridom 5-465210 isoliert wurden.
-
Tabelle
1
Für
die Isolierung von Hybridom V Regionen verwendete Primer
-
ii) KONSTRUKTION DES EXPRESSIONSVEKTORS
FÜR HUMAN-IgM:
-
Der Immunoglabulin Expressionsvektor
pdHL2 (3; Gilles, S.
D. et al., Immunol. Methods 125: 191–202 (1989)) wurde. für die Expression
von Human-IgM (4) modifiziert,
durch austauschen der konstanten Region von Human-IgG1 (Cγ1) mit einem
genomischen Klon der konstanten Region von Human-IgM (Cμ). Der erste
Schritt war die Einführung
einer Spe I Restriktionsstelle in die Sac II Restriktionsstelle
31 by stromaufwärts
vom ersten Exon von Cγ1.
Das Oligonucleotid Spe-1,5'd[GGAACTAGTGGAGC]3'(SEQ ID NO: 18) des
codogenen Stranges wurde an das Oligonucleotid Spe-2,5'd[TCCACTAGTTCCGC]3' (wobei Sac II überhängende Enden
gelassen wurden) (SEQ ID NO: 19) „annealed" und in mit Sac II verdautem pdHL2 ligiert, wobei
der Vektor pAG/SpeI entstand.
-
Das Cγ1 Gen in pAG/SpeI wird von den
Spe I und Eag I (7 by stromabwärts
vom Stoppcodon lokalisiert) Restriktionsstellen flankiert und wurde
durch einen Doppelverdau mit diesen Enzymen entfernt. Durch PCR-Amplifizierung
wurde ein Fragment erzeugt, das einen genomischen Klon des sekretorischen
Teils von Cμ enthält, mit
Hilfe von 1 ng der Vektor H + L Kassette #1 (8/89) Hyland (Abbott
Biotech) als Template und 50 pmol der Primer 5'huM-B (Tabelle 2), der eine Spe I Restriktionsstelle
enthält,
und 3'-huMEag, der
eine Eag I Restriktionsstelle enthält. Die Amplifikation bestand
aus 24 Zyklen je 30 Sekunden bei 94°C, 30 Sekunden bei 63°C und 90
Sekunden bei 72°C.
Das 1880 by IgM Cμ Produkt
(Position 219 bis 2099 in Dorai, H. and Gillies, S. D., Nucleic
Acids Research 17: 6412 (1989)) wurde aus dem Gel isoliert, mit
Spe I und Eag I doppelt verdaut und in pAG/SpeI (wodurch das IgG1
Gen ersetzt wird) kloniert, wobei pAG/SpeI/huM erzeugt wurde.
-
Die Plasmide pAG/huM/atoxo und pAG/huM/atoxo
5-465 wurden durch den Transfer der 1-706-139 und beziehungsweise
5-465-210 V Region-Sets in pAG/SpeI/huM (siehe unteren Abschnitt)
konstruiert. Die vorläufigen
Studien mit diesen Konstrukten zeigten ein niedriges Niveau der
Expression von rekombinantem IgM, so dass die Konstrukte weiter
modifiziert wurden. Ein genomischer Klon des sekretorischen Teils
des Cu Gens, der poly A Signalsequenzen des nativen IgM enthält, wurde
mittels PCR amplifiziert, unter den oben skizzierten Bedingungen,
wobei 1 ng DNA des pNχ-μTNP Plasmids
(erhalten von Dr. Marc Shulman, Universitiy of Toronto, Toronto,
Ontario; Boulianne, G. L., et al., Nature 312: 643–646 (1984))
als Template und 50 pmol von jedem der Primer 5'huM-B und 3'amp-hoM (der eine EcoR V Restriktionsstelle
enthält)
verwendet wurden. Über
Gel isoliertes Cμ (Position
128–2278
in Word, C. J., et al., International Immunology 1: 296–309 (1989))
PCR-Produkt wurde in den Vektor ligiert, pGEM-T (Promega Corporation,
Madison, WI), unter den vom Hersteller empfohlenen Bedingungen.
Ein Klon, der das Cμ Insert
enthielt, wurde identifiziert und als pGEM/IgM bezeichnet. Das ganze
IgM-Insert wurde sequenziert, um seine Unversehrtheit zu überprüfen.
-
Das Plasmid pGEM/IgM wurde durch
die Extension der nativen 5' Intron
Sequenzen stromaufwärts vom
Cμ Exon
1 modifiziert. Das Intron Fragment (5' Ende bei Position 17 in Word, C. J.,
et al., International Immunology 1: 296–309 (1989)) wurde mittels
PCR amplifiziert, wobei 1 ng DNA des pNχ-μTNP Plasmids als Template und
50 pmol von jedem der Primer 5SPL/Spe, der eine Spe I Restriktionsstelle
enthält,
und 3-SPL (die beide bei Abbott synthetisiert wurden) verwendet
wurden. Nach 24 Zyklen je 30 Sekunden bei 94°C, 30 Sekunden bei 60°C und 45
Sekunden bei 72°C
wurde das Intron Fragment mit Phenol/Chloroform extrahiert und ausgefällt. Sowohl
das Intron-Produkt als auch der pGEM/IgM Vektor wurden mit Spe I
und Bsu 36I (New England Biolabs) verdaut, über Gel isoliert und ligiert
um das Human-Cμ Gen
Konstrukt pJH2-14-95A3 zu generieren.
-
Das Plasmid pAG/huM/atoxo 5-465 wurde
durch ersetzen seines Cμ Gen-Segments
mit dem Human- Cμ Gen
Segment modifiziert, das native 5' Intron- und poly A Signalsequenzen
enthält,
die in pJH2-14-95A3 (das als komplettes Cμ bezeichnet wird) vorhanden
sind. Das Plasmid pAG/huM/atoxo 5-465 wurde doppelt verdaut, mit
Spe I und Pvu II (stromabwärts
von der Cγ1
poly (A) Additionsstelle; Position 2137 in der GenBank accession
#Z17370), und die Vektorhauptkette wurde über Gel isoliert. Das komplette
Cμ Gen wurde
aus pJH2-14-95A3 durch den Verdau mit Spe I und Eco RV freigesetzt.
Die Ligation der über
ein Gel isolierten Fragmente ergab das Plasmid pJH2-24-95B1 (3). Dieser Expressionsvektor
enthält
aus Hybridoma isolierte Ratten – VH und Vκ Gene,
5-465-210 und genomische Klone von Human- Cμ und Cκ Genen.
-
Eine zweite Version dieses Expressionsvektors,
pJH3-19-95A, der vom Hybridom 1-706-139 klonierte Vκ und VH Gene enthält, wurde konstruiert, durch
ersetzen des Xba I-Rind III Fragments in pJH2-24-95B1 (das Vκ 5-465-210,
die konstante Region kappa, und VH 5-465-210
enthält)
mit dem analogen Fragment Xba I-Hind III, das aus dem Plasmid pAG/huM/atoxo
(5) isoliert wurde.
Die endgültigen
IgM Expressionsvektoren pJH2-24-95B1 und pJH3-19-95A wurden beide in E. coli C600R– (American
Type Culture Collection) eingeführt,
in Vorbereitung für
die Transfektion mittels Protoplastenfusion.
-
iii) TRANSFER VON IMMUNOGLOBULIN
V REGIONEN IN DEN IgM EXPRESSIONSVEKTOR:
-
Die von den Hybridoma klonierten
Vκ und VH Regionen wurden als Kassetten in den Immunoglobulin Expressionsvektor
pAG/SpeI/huM eingeführt,
der Transkriptionseinheiten für
humanes Cκ und
Cμ enthält. Die richtige
Expression der Vκ und
VH Regionen erfordert die Addition eines
Teils- der 5' Leitsequenzen
und 3' Spleiß-Donor-Stellen.
Diese Regionen wurden in Primer (Tabelle 2) inkorporiert, die für den sequentiellen PCR-vermittelten
Transfer von Vκ und
VH Regionen in den Expressionsvektor verwendet
wurden. Für
den Transfer des 1-706-139 Vκ Gens
wurden der 5'-(Zeit)-Primer
VKl-706-5', der
eine Xba I Restriktionsstelle enthält, und der 3' Primer VKl-706-3', der eine Spleißstelle
und eine Bam HI Restriktionsstelle enthält, verwendet. Für die Amplifikation
der 1-706-139 VH Region wurden der 5'-(Zeit)-Primer VH1-706-5', der eine Xho I
Restriktionsstelle enthält,
und der 3'-Primer
VH1-706-3', der
eine Hind III Restriktionsstelle enthält, verwendet. Für den Transfer
des 5-465-210 Vκ Gens
wurden der 5'-(Leit)-Primer
VK5-465-5', der eine Xba I
Restriktionsstelle enthält,
und der 3'-Primer
VK5-465-3', der
eine Bam H I Restriktionsstelle enthält, verwendet. Für den Transfer des
5-465-210 VH Gens wurden der 5' -(Leit)- Primer
VH5-465-5', mit
einer Xho I Restriktionsstelle, und der 3' -Primer VH5-465-3', der eine Hind III Restriktionsstelle
enthält,
verwendet. Die Reaktionen von 100 μl Volumen beinhalteten 50 pmol
von jedem Primer und 1 ng Plasmid- Template [pJH6-14-94A5 (1-706-139 Vκ); pJH6-20-94A1(1-706-139
VH); pJH7-31-94D3 (5-465-210 Vκ); oder pJH6-30-94A1
(5-465210 VH). Die Amplifikation bestand
aus 22 Zyklen je 30 Sekunden bei 94°C, 30 Sekunden bei 62°C und 60
Sekunden bei 72°C. Die
PCR-abgeleiteten
Vκ Produkte
wurden mit Xba I und Bam HI verdaut und in den mit Xba I und Bam
HI verdauten (pAG/SpeI/huM) Vektor kloniert. Anschließend wurde
das VH Produkt in den Vκ enthaltenden Vektor eingeführt, mit
Hilfe von Xho I und Hind III. Die Integrität der Vκ und VH Inserts
wurde durch Sequenzanalyse bestimmt. Die resultierten Expressionsvektoren
pAG/huM/atoxo und pAG/huM/atoxo 5-465 enthalten jeweils die V Region-Sets
(Vκ und
VH) 1-706-139 und 5-465-210.
-
Tabelle
2
Primer für
die Konstruktion von IgM Expressionsvektoren
-
-
iv) TRANSFER VON RATTEN-V
REGION – SETS
IN EINEN HUMAN- IgG1 EXPRESSIONSVEKTOR:
-
Um ein Konstrukt für die Expression
der funktionellen Vκ und
VH Regionen zu erzeugen, die vom Hybridom
1-706-139, wie IgG1, kloniert sind, wurde das Xba I- Hind III Fragment,
das diese beiden Regionen umfasst, aus pAG/huM/atoxo ausgeschnitten
und in das mit Xba I und Hind III verdaute pdHL2 eingeführt, was das
als pJH9-14-94/4.1. bezeichnete Konstrukt ergab. Die gleiche Prozedur
wurde für
den Transfer des Vκ und VH Gen Sets, das aus dem Hybridom 5-465-210
vom Plasmid pAG/huM/atoxo 5-465 isoliert wurde, in pdHL2, um das
Expressionskonstrukt pdHL-2/5-465 (Klon 1) zu erzeugen.
-
BEISPIEL IV
-
SEQUENZIERUNG VON VARIABLEN
REGIONEN IN EXPRESSIONSVEKTOREN
-
Das Plasmid-Template für die Sequenzierung
wurde mit dem Magic Miniprep oder Maxiprep DNA Purification Systems
(Promega), dem EasyPrep Plasmid Prep Kit (Pharmacia) oder mittels
CsCl-Bandenfärbung (Sambroock
J. et al., Molecular Cloning, 2nd edition,
Cold Spring Harbor, New York, Cold Spring Harbor Press (1989)) präpariert.
Für die
Präparation
der Plasmide mit Hilfe der Kits wurden die Anleitungen der Hersteller befolgt.
Die Nucleotid-Sequenzen wurden manuell, mittels Sequenase versionl.
0 mit einem Sequenase 7-deaza-dGTP DNA Sequencing Kit (Amersham
Life Science, Inc., Arlington Heights, IL) bestimmt, oder durch automatische
Sequenzierung mit Hilfe des Pharmacia AutoRead Sequencing Kit und
des ALF DNA Sequencer. Die Vektor Primer (Tabelle 3) ALF M13 Universal
(Pharmacia) und ALF M13 Reverse (Pharmacia) wurden für die Sequenzierung
der VH und Vκ Inserts verwendet. Es wurden
mehrere Klone der PCR-erzeugten VH und Vκ Regionen
sequenziert, um die von der AmpliTaq DNA Polymerase induzierten
Fehler ausfindig zu machen.
-
Die Primer für die Sequenzierung der VH und Vκ Fragmente,
die in die Säugetier-Expressionsvektoren kloniert
worden waren, schlossen folgende Primer ein: pdHL2-4F, pdHL2-7F,
pdHL2-43, pdHL2-44, pdHL2-52 und pdHL2-53. Zusätzlich T1706H-A und T1706H-B, für 1-706-139
VH; T1706K-A und T1706K-B für 1-706-139 Vκ; T5465H-A,
T5465H-B und T5465H-C für
VH; und T5465K-A, T5465K-B und T5465K-C
für die
von 5-465-210 klonierte Vκ Region.
-
Die für die Sequenzierung der genomischen
Human- IgM -Klone verwendeten Primer sind in Tabelle 4 aufgelistet.
-
Tabelle
3
Primer für
die Sequenzierung von Inserts der variablen Region in Expressionsvektoren
-
-
Tabelle
4
Sequenzierungsprimer für
genomische Klone der konstanten Region des IgM
-
-
BEISPIEL V
-
TRANSFEKTION DER EXPRESSIONSVEKTOREN
IN WIRTSZELLEN
-
Die für die Elektroporation verwendeten
Plasmide wurden mittels CsCl-Bandenfärbung (Sambroock J. et al.,
Molecular Cloning, 2nd edition, Cold Spring
Harbor, New York, Cold Spring Harbor Press (1989)) gereinigt. Um
die Transfektion durch Elektroporation durchzuführen, wurden Sp2/0-Ag14 Zellen
in logarithmischer Wachstumsphase geerntet und zwei Mal mit 10 ml Dulbeccos
phosphate buffered saline (D-PBS, BRL Life Technologies) gewaschen
und in D-PBS wieder suspendiert, auf eine Konzentration von 1 × 107 Zellen/ml. Zehn μg Plasmid DNA, mit Sal I linearisiert,
wurden zu 1 × 107 Sp2/0-Ag14 Zellen in den 0,4 cm Spalt einer Bio-Rad
(Melville, NY) Elektroporationsküvette
hinzugefügt,
in insgesamt 1 ml D-PBS. Die DNA und die Zellen wurden 10 Minuten
auf Eis inkubiert. Die Küvette
wurde in die Kammer eines Bio Rad Gene Pulser platziert, der auf
0,18 kv und 960 μF
Kapazität
gestellt war. Es wurde Strom angelegt und der Inhalt der Küvette wurde vermischt
um den pH-Gradienten zu eliminieren. Vor der Plattierung wurden
die Zellen 5 Minuten auf Eis platziert. Die Zellen wurden in 19
ml komplettes D-MEM Medium überführt und
sanft gemischt. 100 μl
Zellsuspension wurden in jedes „well" zweier 96-„well" Gewebekultur-Clusters (flacher Boden;
Costar) hinzugefügt
und bei 37°C
in 5% CO2 inkubiert. Nach 24 Stunden wurden
in jedes „well" 100 μl komplettes
D-MEM, mit Zusatz von 0,1 μM
MTX (Sigma), hinzugefügt
und die Platten wurden wie oben inkubiert. Nach 24 Stunden wurde
aus jedem „well" jeweils 100 μl Medium
entfernt und 100 μl
komplettes D-MEM mit 0,1 μM
MTX wurde erneut hinzugefügt.
Dieser Prozess wurde nach 48 Stunden wiederholt. Danach wurden die
Platten 10 bis 21 Tage inkubiert, bis Kolonien zu erscheinen begannen.
Aus den „wells" die MTX-resistente
Kolonien enthielten wurden Überstände geerntet
und mittels ELISA (siehe unten) auf das Vorhandensein von schimären Antikörpern getestet.
-
Eine zweite Methode, die zur Bestimmung
von Sp2/0-Ag14 Transfektanten verwendet wurde, war eine modifizierte
Version der Technik der Protoplastenfusion (Sandri-Golden, R. M.,
et al., Molecular and Cellular Biology 1: 743–752 (1981); Gillies, S. D.,
et al., Cell 33: 717–728
(1983)). Die Plasmide wurden in E. coli-C600R– propagiert,
um Protoplasten zu erzeugen. Die Bakterien wurden bei 37°C bei kräftiger Belüftung in 50
ml Medium, das 10 mg/ml M9 Salze (BRL Life Technologies), 0,8% Casaminosäuren (Difco,
Detroit, MI), 0,5% Glucose (BRL Life Technologies), 0,1 mM CaCl2 (Sigma), 1 mM MgSO4 (Sigma)
und 50 μg/ml
Ampicillin (Sigma) enthielt, bis zu einer Extinktion von 0,5–0,6 bei
600 nm gezüchtet.
Es wurde Chloramphenicol (Sigma), zu 200 μg/ml, hinzugefügt und die
Kultur wie oben weitere 18–22
Stunden inkubiert. Die Zellen wurden bei 1100 × g 12 Minuten lang bei 4°C pelletiert
und in 2,5 ml 20%iger Sucrose (Sigma) in 0,05 M Tris-HCl, pH 8,0
(BRL Life Technologies) bei 4°C
wieder suspendiert. Eine 5 mg/ml Lysozym (Pharmacia) – Lösung in
Tris-HCl (pH 8,0)
wurde hinzugefügt
und die Mischung auf Eis gelegt. Nach 5 Minuten Inkubation wurde
1,0 ml 0,25 M EDTA (pH 8,0; BRL Life Technologies) hinzugefügt und die
Mischung zusätzliche
5 Minuten auf Eis gehalten. Ein ml 0,05 M Tris-HCl (pH 8,0) wurde
dann langsam hinzugefügt.
Die Suspension wurde 10 Minuten lang bei 37°C inkubiert. Anschließend wurden
20 ml D-MEM (Katalog# 11995, BRL Life Technologies), mit Zugabe
von 10 mM MgCl2 (Sigma) und 10% Sucrose (Sigma), bei Raumtemperatur
für die
langsame Verdünnung
der Protoplastenlösung
verwendet. Diese Mischung wurde 2,5 Stunden lang bei Raumtemperatur
gehalten. Es wurden ungefähr
5 × 106 in der logarithmischen Wachstumsphase geerntete
Sp2/0-Ag14 Zellen bei 350 × g
5 Minuten lang pelletiert. Die Zellen wurden sanft in der Protoplastensuspension
wieder suspendiert. Diese Suspension wurde in ein 60 mm Gefäß überführt und
8 Minuten lang bei 650 × g
zentrifugiert. Der Überstand
wurde abgesogen und 1,5 ml auf 37°C
vorgewärmtes,
50%iges w/v PEG (Sigma Hybri Max) in PBS wurden hinzugefügt. Das
Gefäß wurde
bei 110 × g
zentrifugiert, bis 90 Sekunden vom Zeitpunkt der Zugabe von PEG
verstrichen waren. Die Zellen wurden sanft wieder suspendiert, durch
Pipettierung in zwei 5 ml und einem 10 ml Volumen vorgewärmter Waschlösung (D-MEM,
mit Zusatz von 1% FBS, 50 U/ml Penicillin und 50 μg/ml Streptomycin), die
in ein 50 ml Zentrifugenröhrchen,
das 15 ml der Waschlösung
enthielt, hinzugefügt
wurden. Nach 7,5 Minuten Zentrifugation bei 225 × g wurden die Zellen in Plattierungsmedium
(D-MEM, mit Zusatz von 10% FBS, 50 U/ml Penicillin, 50 ug/ml Streptomycin
und 100 μg/ml
Kanamycin (Sigma)) wieder suspendiert und in ein 96-„well" Gefäß plattiert
und bei 37°C
inkubiert. Nach 24 Stunden (Tag 1) wurde selektives Medium (D-MEM, mit
Zusatz von 10% FBS und 0,1 μM
MTX) hinzugefügt.
Am Tag 5 wurden 50 μl
selektives Medium pro „well" hinzugefügt. Nach
zwei Tagen wurden 100 μl/"well" entfernt und 100 μl frisches
selektives Medium wurden per „well" hinzugefügt. Die
MTX-resistenten Kolonien wurden mit Hilfe des ELISA-Assay auf die
Sekretion von schimären
Antikörpern
getestet.
-
BEISPIEL VI
-
ASSAYS FÜR DIE BESTIMMUNG
DER PRODUKTION VON SCHIMÄREN
ANTIKÖRPERN
DURCH DIE TRANSFEKTANTEN
-
Die Transfektanten wurden mittels
ELISA auf die Produktion von schimären IgG1 getestet. EIA Platten (96-„well", Nunc Immulon, Naperville,
IL) wurden mit 100 μl
Maus anti-Human- IgG (H + L Kette; Jackson Immuno Research, West
Grove, PA) bei einer Konzentration von 1,5 ug/ml beschichtet und
1 Stunde bei 37°C inkubiert.
Die Platten wurden 4 Mal in 1X Dulbeccos phosphate buffered saline
ohne Ca oder Mg (D-PBS; BRL Life Technologies) gewaschen. Die „wells" wurden mit 200 μl 2,0%iger
fettarmer Trockenmilch (Carnation Company, Los Angeles, CA) in 1 × D-PBS
1 Stunde bei 37°C
blockiert. Die Platten wurden wie oben gewaschen. Gereinigtes humanes
IgG (Jackson Immuno Research) oder gereinigter schimärer IgG1
Antikörper. (Abbott
Laboratories), die in 1 × D-PBS
mit 2,0% fettarmer Trockenmilch und 0,05% Tween-20 (Bio-Rad) verdünnt waren,
wurden als Standard verwendet. Die Standards und die Überstände der
Kulturen wurden der Platte, in Duplikat, hinzugefügt, 100 μl/"well", 1 Stunde lang bei
37°C inkubiert,
dann 4 Mal in D-PBS mit 0,1% Tween-20 gewaschen. Jedem „well" wurden 100 μl Maus anti-
Human- IgG (H + L Kette), an Meerrettichperoxidase (Jackson Immuno
Research) konjugiert, bei einer Konzentration von 0,45 μg/ml hinzugefügt und 1
Stunde bei 37°C
inkubiert. Die Platten wurden wie oben gewaschen. Der Assay wurde
mit Hilfe eines OPD Reagens-Kit (Abbott Laboratories) entwickelt
und auf einem Bio-Rad 96-well Plattenleser abgelesen.
-
Das ELISA wurde modifiziert, um die
Produktion von schimären
IgM zu testen. Die Platten wurden mit 0,36 ug/ml Ziegen anti-Human-IgM
(Fc5μ-spezifisch,
Jackson Immuno Research) in D-PBS beschichtet. Als Standard wurde
ChromPure humanes IgM (Myelom, ganzes Molekül, Jackson Immuno Research)
verwendet. Das Peroxidase-markierte Ziegen anti-Human-IgM (Fc5μ,
Jackson ImmunoResearch) wurde bei einer Konzentration von 0,8 μg/ml als
das Enzym-Antikörper-Konjugat
verwendet.
-
Die Konzentration der Antikörper wurde
mittels Radialer Immunodiffusion (RID) bestimmt. Sieben-vierzehn
Tage alte Zellkulturüberstände wurden
verwirbelt und dann wurden 5 oder 10 μl Proben für IgG und beziehungsweise IgM
jedem "well" der Human- IgG oder
Human- IgM RID Platten (The Binding Site, San Diego, CA) aufgebracht.
Ein Set Standards (25, 50, 75, 100 und 150 ug/ml) wurde auf jeder
Platte laufen gelassen. Der Standard für schimäres IgG1 war Protein-A-gereinigtes
anti-P66 IgG1 und der IgM Standard war Chromeure-Human-IgM (Jackson
Immuno Research). Die Platten wurden bei 35–37°C 16–22 Stunden lang umgekehrt
inkubiert. Der Durchmesser eines jeden Ringes wurde im Millimetern
bestimmt, mit Hilfe eines RID Electronic plate reader (The Binding
Site), der mit der von The Binding Sitezur Verfügung gestellten Kalibrierungsplatte
kalibriert worden war.
-
BEISPIEL VII
-
AUFREINIGUNG DER REKOMBINANTEN
ANTIKÖRPER
-
Um schimäre IgG1 Antikörper aufzureinigen
wurden Kulturüberstände erstens über Nacht
gegen 0,1 M Natriumphosphat (pH 8,2) dialysiert und mit 0,1% Natriumazid,
dann über
einen 0,2 um Filter filtriert. Die Präparation wurde dann über eine
Säule laufen
gelassen, die PerSeptive Biosystems Poros 50A Harz (Cambridge, MA)
enthielt, mit Hilfe eines Niedrig-Druck-Chromatographiesystems von Bio-Rad,
bei 250–500 cm/Stunde.
Die Elution erfolgte mit 0,1 M Citrat, 0,15 M NaCl pH 3,0 und die
gepoolten Fraktionen, die Antikörper
enthielten, wurden gegen PBS (10 mM Natriumphosphat, 150 mM NaCl)
pH 7,2 dialysiert.
-
Um die schimären IgM Antikörper aufzureinigen
wurden die Kulturüberstände 1 :
1 mit H2O verdünnt und die Präparation
wurde auf eine Säule
geladen, die 175 ml FastFlow Harz (Pharmacia) enthielt, das mit PBS
bei einer Flußrate
von 10 ml/min äquilibriert
wurde. Die Säule
mit den Antikörpern
wurde mit 10 mM Natriumphosphat, 300 mM NaCl bei pH 7,2 eluiert.
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BEISPIEL VIII
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TOXOPLASMA GONDII ASSAY
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i) Selektion der Hybridoma
-
Um die Durchführbarkeit der Verwendung von
Maus-Humanmonoklonalen Antikörpern
als Kontrollen und Kalibratoren in Immunoassays festzustellen, die
für die
Messung von Human-Antikörpern, die
für ein
immunisierendes Agens spezifisch sind, entworfen worden sind, wurde
ein T. gondii Assay als Modellsystem ausgesucht, und dieses stellt
eine Ausführungsform
der Erfindung dar.
-
Eine Reihe von monoklonalen Antikörpern wurde
von mit T. gondii immunisierten Mäusen etabliert. Diese Reihe
war spezifisch für
viele verschiedene T. gondii Antigene. Der erste Schritt war die
Identifizierung von monoklonalen Antikörpern mit den gewünschten
Eigenschaften der Affinität
und Spezifität.
Es wurden die monoklonalen Antikörpern
gewählt,
die gegen P66 und P30, zwei diagnostisch nützliche Proteine von T. gondii, reagierten.
Das Screening der monoklonalen Antikörper erfolgte auf der Basis
ihrer Fähigkeit
die Bindung von positivem Human-Plasma
an T. gondii zu inhibieren, im Versuch diejenigen zu identifizieren,
die mit den immunodominanten Epitopen reagieren. Auf der Basis dieser
Analyse (Daten nicht gezeigt) wurden zwei monoklonale Antikörper gewählt, 1-706-139
und 5-465-210, die für
P66 und beziehungsweise P30 von T. gondii spezifisch sind.
-
ii) Klonierung und Sequenzierunq
von variablen Regionen von Antikörpern:
-
Die Hybridomzellen, die die monoklonalen
Antikörper
produzierten, dienten als mRNA-Quelle für die Präparation von cDNA. Um die Klonierung
von exprimierten V Regionen der H und L Kette zu erleichtern, wurden
bei der Synthese der spezifischen cDNA Oligonukleotide als Primer
verwendet, die an die 5'-Enden
der konstanten Regionen hybridisierten. Für VH cDNA
wurden IgG2b oder IgG2a-spezifische Primer verwendet, mit mRNA die
von den Hybridoma 1-706-139 und beziehungsweise 5-465-210 isoliert
worden war. Beide VL cDNAs wurden mit einem
Primer der Ratten κ konstanten
Region initiiert. Die PCR-Amplifikation der V Regionen von Antikörpern wurde
mit degenerierten Primern durchgeführt, die an die konservierten
Vκ und Vκ Gen -Leitsequenzen
annealten (Jones, S. T. and Bending, M. M., Bio/Technology 9: 88–89 (1991))
in Verbindung mit den Primern der konstanten Region. Die Amplifikationssprodukte
wurden in pUC18 kloniert und sequenziert. Es wurden mehrere Klone
von jedem PCR-Produkt
sequenziert um alle von der Taq Polymerase induzierten Fehler aufzulösen.
-
Die vom Hybridom 5-465-210 isolierten
Vκ und VL cDNA – Sequenzen
werden in den 6 und 7 gezeigt, in ihrem Endformat
als Kassette. Die Vκ cDNA
codiert ein komplettes Gen der V Region, das aus einer Leitsequenz,
dem Vκ Gen
und einer als JH2 umgruppierbare D Region
besteht. Das Vκ Gen
scheint ein Mitglied der Ratten-Unterklasse IIB zu sein (Kabat E.
A. et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th edition; U. S. Department of Health and
Human Services, Bethesda, MD (1991)). Der degenerierte Amplifikationsprimer
der Leitregion erstreckte sich bis zum Nucleotid 41, so dass die
authentische cDNA Sequenz mit Position 42 beginnt und sich bis auf
Position 430 erstreckt. Die VL cDNA besteht
aus einer Leitsequenz und einem Vκ Gen,
das zu einem Jκ-Minigen
umgruppiert wurde. Das Vκ Gen
scheint ein Mitglied der VκIII
Untergruppe zu sein. Das Jκ-Segment enthält vier
Mismatches im Vergleich zur publizierten Keimlinien – Sequenz
des Jκ2-Minigens,
das vom BALB/c Mäuse-Stamm
isoliert wurde (Sakano, H., et al., Nature 280: 288–294 (1979); Max,
E. E. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76: 3450–3454 (1979);
Max, E. E. et al., J. Biol. Chem. 256: 5116–5120 (1981)). Diese Mismatches
könnten
somatische Mutationen widerspiegeln oder Unterschiede zwischen den
Sequenzen der Keimlinien – darstellen,
weil in dieser Studie Swiss Webster Mäuse verwendet wurden. Der für die Isolierung
der exprimierten Vκ Region
verwendete degenerierte Primer der Vorregion erstreckte sich bis
zum Nucleotid 45, so dass die authentische cDNA Sequenz sich von
der Position 46 bis auf Position 409 erstreckt.
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Die vom Hybridom 1-706-139 klonierte
Vκ cDNA – Sequenz
wird in 8 illustriert.
Der degenerierte PCR-Primer der Leitregion erstreckt sich bis zum
Nucleotid 41, so dass die sich authentische cDNA Sequenz von 42
bis Position 434 erstreckt. Die exprimierte VH Region
umfasst Leitsequenzen, ein VH Gen, das anscheinend
der Untergruppe IIA angehört
(Kabat E. A. et al., Sequences of Proteins of Immunologieal Interest,
5th edition, U. S. Department of Health
and Human Services, Bethesda, MD (1991)), ein D Segment und ein JH4-Minigen. Die genaue Grenze zwischen dem
D und dem JH4 Segment konnte nicht bestimmt
werden. Die Sequenz der vom Hybridom 1-706-139 isolierten VL cDNA wird in 9 angegeben. Der für die Amplifikation des VL Fragmentes verwendete Primer endete bei
Nucleotid 42, so dass sich die tatsächliche cDNA Sequenz von Position
43 bis Position 405 erstreckt. Die VL cDNA
besteht aus einer Leitsequenz und einem Vκ Gen, das wahrscheinlich der
VκII Untergruppe
angehört
und zu Jκ1
umgruppiert wurde.
-
iii) Konstruktion der
Expressionsvektoren:
-
Das Ziel diese Studiums war die Produktion
von schimären
Maus-Human- Antikörpern,
die von Ratten-Hybridoma abgeleitete V Regionen und Human-konstante
Regionen enthielten. Um die Expression zu erleichtern, wurden die
VH und VL Ketten
cDNAs so modifiziert, dass sie eine komplette 5' Leitsequenz, eine 3' Spleiß-Donor-Stelle und flankierende
Klonierungsstellen enthielten. Die VH und
VL Transferkassetten (6–9) wurden mittels PCR-Amplifikation
erzeugt, mit synthetischen Oligonucleotiden die die erforderlichen Elemente
an ihren 5' -Enden
und für
jede V Region spezifische 3' -Sequenzen
enthielten. Für
jedes V Gen wurde eine geeignete Leitsequenz bestimmt, basierend
auf seine Homologie zu anderen Sequenzen von V Regionen in der Datenbank,
die ihre native Leitsequenz einschloss. In allen Fällen ist
das Intron der Leit-V-Region eliminiert worden. Es wurde eine Spleiß-Donor-Stelle
erneut geschaffen, in jeder V-Region-Kassette am 3' -Ende des VDJ oder
VJ Exons der cDNAs, durch einbauen eines synthetischen Intron-Fragments. Die Spleiß-Stellen-Verbindung
zwischen den V und den konstanten Regionen dient zum Erhalt der
Integrität
beider codierenden Sequenzen. Außerdem ermöglicht dieses die Platzierung
der V Kassetten stromaufwärts
von jeder konstanten Region, was zur Vielseitigkeit des Systems
beiträgt.
-
Die modifizierten cDNAs wurden dann
in Säugetier-Expressionsvektoren
eingeführt,
stromabwärts von
regulatorischen Sequenzen die ein hohes Expressionsniveau gewährleisten.
Der Vektor pdHL2 (3) enthält Transkriptionseinheiten
für Gene
der H und L Ketten von Antikörpern,
die beide unter der Kontrolle eines Maus-Immunoglobulin – H-Ketten – Enhancers und des Metallothionein
I Promoters sind. Das Plasmid pdHL2 enthält Gene der Human- kappa (Cκ) und IgG1
(Cγ1) konstanten
Region, in ihrer genomischen Konfiguration (Gilles, S. D. et al.,
Immunol. Methods 125: 191–202
(1989)). Das Ergebnis der Einführung
der Ratten – VH und Vκ Region – Kassetten
ist die Expression von Maus-Human- schimären Antikörpern. Zusätzlich enthält pdHL2 ein mutiertes DHFR
Gen, das die Selektion von Transfektanten basierend auf die MTX
Resistenz erlaubt (Gilles, S. D. et al., Immunol. Methods 125: 191–202 (1989)).
Die 5-465-210 VH und Vκ cDNA – Kassetten wurden in pdHL2
eingeführt,
wodurch der Expressionsvektor pdHL-2/5-465 erzeugt wurde. Dieser Vektor
codiert den für
P30 spezifischen, schimären
IgG1 – Antikörper. Ähnlich wurden
die 1-706-139 VH und Vκ Region – Kassetten
in pdHL2 kloniert, wodurch pJH9-14-94/4.1 entstand, der den für das P66
Antigen spezifischen, schimären
IgG1 – Antikörper codiert.
-
Um schimäre Maus-Human – Antikörper der
IgM – Klasse
zu produzieren wurde pdHL2 modifiziert, durch den Ersatz des Cγ1 – Gens mit
einem genomischen Klon des Human- IgM (Cμ) -Gens ( 4). Der Cμ enthaltende Expressionsvektor
wurde als pAG/SpeI/huM bezeichnet. In diesem IgM Vektor der ersten
Generation wurden 3' -nicht-translatierte
und poly (A)- Signal -Sequenzen, die sich ursprünglich stromabwärts von Cγ1 befanden,
erhalten. Durch den sequentiellen Transfer der VH und
Vκ -Kassetten
in diesen Vektor wurden schimäre
IgM -Expressionskonstrukte erzeugt. In Vorexperimenten mit diesen
Konstrukten hatten alle Transfektanten sehr niedrige Sekretionsniveaus
(<1 μg/ml) an schimärem IgM
(Daten nicht gezeigt).
-
In der Bemühung die Produktion von schimärem IgM
zu erhöhen
wurden neue Konstrukte erzeugt, in denen das Cμ Gen und die poly (A) – Signal
-Sequenzen (ursprünglich
stromabwärts
von Cγ1)
ersetzt wurden, mit einem genomischen Klon des sekretorischen Teils
von Human- Cμ,
einschließlich
das native 5' -Intron
(enthält
eine Spleiß-Donor
-Stelle), 3'- nicht-translatierte
und poly (A) -Signal-Sequenzen (4).
Die Sequenzanalyse des Cμ -Klons
zeigte einen einzigen Basentausch im Vergleich – zur publizierten Keimlinien – Sequenz (Word,
C. J., et al., International Immunology 1: 296–309 (1989)), die Insertion
eines T zwischen die Reste 1583 und 1584 im Cμ3–Cμ4 Intron. Es wäre nicht
zu erwarten, dass sich diese Änderung
auf die Expression des Cμ Gens
auswirkt. Das IgM Expressionskonstrukt, das die 5-465-210 VH und Vκ Regionen
enthält,
wurde als pJH2-24-95B1 bezeichnet (3).
Der Ersatz des 5-465-210 V Region Sets mit einem Xba I-Hind III
Fragment, das die 1-706-139 VH und Vκ Kassetten
(5) enthält, ergab
Plasmid pJH3-19-95A, das für
P66 spezifisches, schimäres
IgM codiert.
-
iv) Expression von schimären Antikörpern:
-
Die schimären Antikörper-Expressionskonstrukte
wurden in nicht-produzierende Sp2/0-Ag 14 Zellen transfiziert. Beide
schimären
IgG1- Konstrukte wurden mittels Elektroporation eingeführt, während das
schimäre
IgM -Konstrukt über
Protoplastenfusion transfiziert wurde. Die Transfektanten wurden
unter Vorhandensein von 0,1 μM
MTX selektiert. Von jeder Transfektion wurden mehrere MTX-resistente
Kolonien auf die Produktion von schimären Antikörpern gescreent, mit Hilfe
eines anti-Human-Antikörper-ELISA.
Diejenigen die positiv getestet wurden, sind expandiert und kloniert
worden. Durch radiale Immundiffusion (5) wurden die Sekretionsniveaus der
Transfektoma bestimmt. Die Klone, die ein hohes Niveau an schimären Antikörpern sezernierten,
wurden weiter subkloniert. Die beobachteten Produktionsniveaus der
anti-P30 und anti-P66 schimären
IgG1 -Antikörper
waren 90 μg/ml
oder höher.
Durch Protoplastenfusion wurde ein Transfektant erhalten, das anti-P30
IgM -Antikörper
bei einem Niveau von über
100 μg/ml
sezernierte. Die Transfektion des anti-P66 schimären IgM Konstrukts hatte einen
beschränkteren
Erfolg. Es wurden Transfektanten erhalten, die schimäres IgM
sezernierten, aber die Sekretionsniveaus waren ziemlich niedrig
(<1 μg/ml). All
diese Transfektanten wurden auf 0,1 μM MTX erhalten. Basierend auf
vorherige Studien kann die Erhöhung
der MTX Konzentration die Produktion von schimären Antikörpern weiter steigern (Gilles,
S. D. et al., Immunol. Methods 125: 191–202 (1989); Lo, K. M. and
S. D. Gillies, Biochimica et Biophysica Acta 1088: 217–224 (1991)).
In drei von vier Fällen überschritten
die Expressionsniveaus von rekombinanten schimären Antikörpern, die von Transfektoma
produziert wurden, eigentlich die Niveaus der Antikörperproduktion
der Hybridoma von denen sie abgeleitet worden waren. Die erforderlichen
Sekretionsniveaus, die eine wirtschaftliche Herstellung erlaubon,
sind erreicht worden. Ein anderer Vorteil des rekombinanten Systems
ist, dass mit Leichtigkeit verschiedene Klassen von Antikörpern (z.
B. IgG1 und IgM) erzeugt werden können, mit identischen Bindungsspezifitäten.
-
Die Tabelle 5, darunter, stellt sie
Expressionsniveaus der schimären
Antikörper
dar, die mit Hilfe der obigen Prozeduren erzeugt wurden:
-
Tabelle
5
Expressionsniveaus der schimären Antikörper
-
v) Leistung der schimären Antikörperin Assays:
-
Um zu bestimmen, ob die schimären Antikörper ihre
native Antigen-Bindungs-Aktivität
beibehalten hatten und in der Lage waren als Kontrollen/Kalibratoren
zu funktionieren, wurden sie mit Hilfe von Immunoassays getestet.
Die Protein A – gereinigten
schimären
IgG1 -Antikörper
und schimäres
IgM, die über
DEAE fraktioniert worden waren, wurden auf ihre Immunoreaktivität gegen
T. gondii geprüft,
in den Abbott Laboratories IMx Toxo IgG und IgM Assays (Safford,
J. W. et al., J. Clin. Pathol. 44: 238– 242 (1991)). Diese Assays sind
automatisierte Mikropartikel Enzym Immunoassays (MEIA), die für die quantitative
(IgG) und qualitative (IgM) Messung von Antikörpern gegen T. gondii in und
Plasma entworfen sind.
-
Die Hauptschritte des IMx Toxo IgG
Assays sind in 2 dargestellt.
Der Assay verwendet mit T. gondii Antigenen beschichtete Mikropartikel
als Festphase. Die Probe wird den beschichteten Mikropartikeln hinzugefügt, um die
Bindung der gegen T. gondii spezifischen Antikörpern zu erlauben. Die Mikropartikel
werden dann auf eine Glasfasermatrix übertragen und ausgiebig gewaschen,
um alle nicht gebundenen Antikörper
zu entfernen. Anschließend
wird mit Alkalischer Phosphatase konjugierter Ziegen anti-humaner
IgG Antikörper hinzugefügt, der
spezifisch an die Antikörper
der IgG Klasse bindet, die mit den T. gondii Antigenen auf den Mikropartikeln
komplexiert sind, Nicht gebundene Antikörper werden weggewaschen und
der Antigen – Patienten
IgG – anti-Human
IgG -Konjugat -Komplex wird durch die Zugabe des Substrats 4-Methylumbelliferyh Phosphat
(MUP) detektiert. Das Entphosphoren von MUP durch die Alkalische
Phosphatase kann mit Hilfe der Bildungsrate der fluoreszenten Verbindung
Methylumbelliferon (MU) bewertet werden, die auf dem IMx Instrument
gemessen werden kann (Fiore, M. et al., Clin.
-
Chem. 34: 1726–1732 (1988)). Dieser quantitative
Assay beinhaltet ein Set von 6 Kalibratoren um die Kalibrierungskurve
zu erstellen. Die Kalibratoren sind mit humanem anti- T. gondii
IgG Antikörper
präpariert, die
mit auf sechs verschiedene Konzentrationen verdünnt wurden: 0, 10, 50, 75,
150 und 300 IU IgG Antikörper/ml.
Die Kalibratoren sind auf die World Health Organization International
Standard für
-anti-T. gondii Serum bezogen. Die Kalibratoren werden an Stelle
der Probe laufen gelassen und es wird eine Kalibrierungskurve aufgezeichnet.
Die Ergebnisse werden aus der sechs-Punkt Kalibrierungskurve interpoliert,
um die IgG Niveaus in den Proben quantitativ zu bestimmen. Für diesen
Assay wird die anti- T. gondii IgG Positivkontrolle mit 20 IU/ml
humanem anti- T. gondii IgG, das mit Humanserum verdünnt ist,
vorbereitet.
-
Der von den Abbott Laboratories hergestellte
IMx Toxo IgMG Assay ist ein automatisierter MEIA, der für die quantitative
Messung von IgM Antikörpern
gegen T. gondii entwickelt wurde. Das Assay-Format ist dem des IMx
Toxo IgG Assays ähnlich,
aber das Alkalische Phosphatase Konjugat ist Ziegen anti-humaner
IgM Antikörper.
Das Ergebnis des Assay wird als ein Indexwert ausgedrückt, der
das Verhältnis
von Proben-Zählimpulsen
zum Indexkalibrator ist. Der Indexkalibrator ist mit Human- anti-
T. gondii IgM – Antikörper in
Humanserum präpariert
und wird in die Nähe
des Positiven/negativen Grenzwerts gesetzt. Die Positivkontrolle
wird auf ähnliche
Weise präpariert,
und wird so festgesetzt, dass sie einen Indexwert von 1,5X dem Indexkalibrator
ergibt.
-
Es wurden zweifache Reihenverdünnungen
von gereinigtem anti-P66 schimären
IgG1 Antikörper,
mit einer Anfangskonzentration von 11,59 mg/ml und IMx Toxo Serum
der Positivkontrolle in negativem Humanserum (Kalibratorenverdünner) gemacht.
Die Verdünnungen
wurden als Duplikate laufen gelassen und die Rate-Zählimpulse
wurden bestimmt. Der anti-P66 schimäre IgG1 Antikörper hatte
eine abgeflachte Kurve bei höheren
Konzentrationen als 0,7 mg/ml, wobei er bei 11,59 mg/ml 2070 Rate-Zählimpulse
erreichte (10). Die Rate-Zählimpulse
des 300 IU/ml Kalibrators (IMx Kalibrator F) betrugen 2572. Die
beim anti-P66 schimären IgG1
-Antikörper
festgestellte Abflachung am oberen Ende der Kurve spiegelt wahrscheinlich
die Sättigung
der anti-P66 -Bindungsstellen im IMx Kit wider.
-
Um die Leistung eines monoklonalen
schimären
IgM Antikörpers
zu prüfen
wurde das anti-P66 IgM bei 0,210 mg/ml und die IMx Toxo IgM Positivkontrolle
zweifach mit Index Kalibrator Verdünner seriell verdünnt. Diese
Verdünnungen
wurden als Duplikate laufen gelassen und mit der Positivkontrolle
und dem Index-Kalibrator verglichen (11).
Die vorhergesagten Werte für äquivalente
Rate-Zählimpulse
im Vergleich zur Positivkontrolle und dem Index-Kalibrator wurden
von den Verdünnungskurven
abgelesen, um die Konzentration an Antikörpern zu bestimmen. Die Index-Kalibrator-Rate
von 710 und die Rate der Positivkontrolle von 1078 wurden jeweils
bei 0,0123 mg/ml und 0,0209 mg/ml schimäres IgM erreicht. Diese Daten
beweisen, dass das monoklonale anti-P66 schimäre IgM als akzeptabler Index-Kalibrator und Positivkontrolle
in diesem Assay funktioniert. Somit kann der anti-P66 schimäre Antikörper wahrscheinlich
das positive Humanplasma ersetzten, in der Herstellung von Index-Kalibrator und Positivkontrolle
für diesen
Assay. Im Gegensatz zum anti-P66 schimären IgG1 scheinen die Rate-Zählimpulse
kein Plateau zu bilden, auch nicht bei der höchsten der getesteten Konzentrationen.
Dieses könnte
auf die strukturellen Unterschiede zwischen IgG1 und IgM zurückzuführen sein,
weil die Dichte der Epitope in den zwei Assays erwartungsgemäß im großen äquivalent
sein sollte. Das meiste IgM wurde als Pentamer sezerniert, wodurch
eine größere Anzahl
von Epitopen der konstanten Region zur Verfügung gestellt wird, im Vergleich
zur dimeren Struktur von IgG1. Im Falle des Toxo IgM Assay bindet
vermutlich mehr von dem Enzym-gebundenen sekundären Antikörper (anti-Human-IgM) an den
Antigen-Antikörper
Komplex, im Vergleich zum Toxo IgG Assay (anti-Human-IgG), was zu
einer weiteren Amplifikation des Signals führt.
-
Der gereinigte anti-P30 schimäre IgG1
Antikörper,
mit einer Konzentration von 0,87 mg/ml und IMx Toxo positives Humanserum
(Kalibrator F, 300 IU/ml) wurden seriell mit Kalibrator-Verdünner verdünnt, um
Antikörper-Niveaus über den
dynamischen Bereich (0–300
IU/ml) des Assay bereitzustellen. Diese Verdünnungen wurden als Duplikate
laufen gelassen und Rate-Zählimpulse
(Zählimpulse/Sek/Sek)
wurden aus den Verdünnungskurven
abgelesen. Der schimäre
anti-P30 IgG1 Antikörper
und das Positivkontrolle-Serum hatten parallele Verdünnungskurven
(12). Der Humanserum-Kalibrator
(F Kalibrator) mit 300 IU/ml hatte 3015 Rate-Zählimpulse. Der anti-P30 schimäre IgG1
erreichte einen äquivalenten
Wert an Rate-Zählimpulsen
bei einer Konzentration von 0,11 mg/ml. Es wurde keine Abflachung
der Kurve, die mit dem anti-P30 schimären Antikörper erzielt worden war, bis
zu 4261 Rate-Zählimpulsen
bei einer Konzentration von 0,87 mg/ml beobachtet. Auf diese Daten
basierend erreichte das anti-P30 schimäre IgG1 ein akzeptables Signal
für eine
IMx- Kallibrierungskurve. Diese Daten demonstrieren, dass ein schimärer Antikörper, der
für ein
einziges Epitop auf P30 spezifisch ist, das Potential besitzt, das
als Kalibratoren und Kontrollen verwendete positive Humanserum in diesem
Assay zu ersetzten.
-
Um die Leistung eines schimären IgM-
Antikörpers
zu prüfen
wurden das gereinigte anti-P30 IgM bei 0,104 mg/ml und die IMx Toxo
IgM Positivkontrolle mit Index-Kalibrator -Verdünner in zweifache Verdünnungsreihen
verdünnt.
Diese Verdünnungen
wurden als Duplikate laufen gelassen und mit der Positivkontrolle
und dem Idex-Kalibrator verglichen (13).
Die vorhergesagten Werte für äquivalente
Rate-Zählimpulse
im Vergleich zur Positivkontrolle und dem Index-Kalibrator wurden
von den Verdünnungskurven
abgelesen und die Antikörperkonzentrationen
bestimmt. Die Index-Kalibrator-Rate von 560 und die Rate der Positivkontrolle
von 1050 wurden bei 0,0084 mg/ml und beziehungsweise 0,0145 mg/ml
anti-P30 schimäres
IgM erreicht. Diese Daten beweisen, dass mit dem monoklonalen anti-P30
schimären
IgM-Antikörper
ein akzeptabler IMx Cutoff-Wert erhalten werden kann.
-
vi) Untersuchung der beschleunigten
Reagens-Stabilität:
-
Eine beschleunigte Stabilitätsanalyse
der schimären
IgG Antikörper
im Toxo IgG Assay-Format wurde durchgeführt, durch das Aussetzen der
Komponenten dem Hitze-Stress bei 45°C für bis zu 12 Tage. Für das anti-P30
schimäre
IgG1 und eine Mischung aus den zwei monoklonalen Antikörpern (anti-P30
+ antiP66 IgG1) wurden Verdünnungen
als Duplikate laufen gelassen, gegen die Kalibrierungskurve des
Assay im IMx- Toxo IgG Assay. Es wurde eine Punkt zu Punkt Kurvenanpassung
verwendet, um die Konzentrationen an schimären Antikörpern vorherzusagen, die notwendig
sind, damit sie mit den aktuellen Human- Antikörper Kalibratoren übereinstimmen.
Für die
Stabilitätsanalyse
wurden zwei Niveaus an Kalibratoren untersucht, der B Kalibrator mit
10 IU/ml und der F Kalibrator mit 300 IU/ml. Mit dem B Kalibrator äquivalente
Rate-Zählimpulse
wurden mit 0,0036 mg/ml anti-P30 IgG1 oder mit einer Mischung aus
0, 0036 mg/ml anti-P30 und 0,10 mg/ml anti-P66 IgG1 erreicht. Die
Reagenzien des Kits und die Kalibratoren wurden bis zu 12 Tage bei
2–8°C oder 45°C gelagert.
An den Tagen 0, 4, 8 und 12 wurden Teste laufen gelassen, mit den
Reagenzien und die Leistung wurde gegen den Standard – Human-
B Kalibrator (14) graphisch
dargestellt. Bei 2–8°C waren alle
Kit -Reagenzien und die schimären
Antikörper
stabil. Wurden die Kit- Reagenzien bei 45°C gelagert, war, im Gegensatz dazu,
etwa am Tag 4 eine 30%ige Reduktion der Rate-Zählimpulse für das anti-P30-IgG1 zu beobachten,
im Vergleich zum Standard-Human-B
Kalibrator. Etwa am Tag 12 bei 45°C
war das mit dem anti-P30 erhaltene Signal um ungefähr 50% reduziert.
Der Verlust an Aktivität
war nicht dem Mangel an Stabilität
des schimären IgG1
zuzuschreiben, weil es unter diesen Bedingungen genauso stabil war
wie die Standard Human-Kalibrator-Antikörper. Die Reduktion der Rate-Zählimpulse
wird anscheinend vom Verlust des P30 Epitops verursacht, das von
diesem monoklonalen schimären
Antikörper
erkannt wird. Als die schimäre
Antikörper
Mischung untersucht wurde, waren die Leistungs-Charakteristika ähnlich jener,
die für
den Human-Antikörper-Kalibrator festgestellt
wurden. Anscheinend ist das vom monoklonalen anti-P66 -Antikörper erkannte
P66 Epitop unter diesen Bedingungen stabiler, und es kompensiert
den Hitze-induzierten Verlust des P30 Epitops.
-
Um die Niveaus des F Kalibrators
zu erreichen wurden 0,110 mg/ml anti-P30 -IgG1 oder eine Mischung
aus 0,110 mg/ml anti-P30 und 0,305 mg/ml anti-P66-IgG1 verwendet.
Die Leistung des Assays mit den Test-Reagenzien, im Vergleich zu
der mit dem Standard-Human-Kalibrator,
wird in 15 gezeigt.
Bei 2–8°C gelagert,
waren alle Kit Reagenzien und schimären Antikörper stabil. Ähnlich den
Ergebnissen, die beim B Kalibrator-Niveau beobachtet wurden; wurde
bei den anti-P30 Antikörpern,
wenn sie bei 45°C
gelagert waren, ein progressiver Rückgang der Rate-Zählimpulse
beobachtet. Die Kombination der anti-P30 und anti-P66 monoklonalen
Antikörper
zeigte akzeptable Stabilitäts-Eigenschaften im
Vergleich zum nativen Human-F Kalibrator, auch nach Hitzestress
bei 45°C.
Der Verlust der Stabilität
beim anti-P30 schimären Antikörper scheint
vom Verlust des P30 Epitops verursacht zu werden, das von diesem
monoklonalen Antikörper
erkannt wird, weil der schimäre
anti-P30 Antikörper,
im Vergleich zu den Human- Kalibrator-Antikörpern, kein Unterschied in
der Stabilität
zeigte.
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Diese Daten demonstrieren, dass schimäre Antikörper produziert
werden können,
die für
die kommerzielle Herstellung geeignete Stabilitäts-Eigenschaften besitzen.
Der langsame Verfall des P30 Epitops bei Hitze-Stress hebt hervor,
wie wichtig es ist, dass vom schimären Antikörper erkannte Epitop sorgfältig auszuwählen. In
diesem Fall wurde ein Vergleich gemacht, zwischen den Bindungseigenschaften
eines schimären
monoklonalen Antikörpers
und denen eines polyklonalen Antiserums. In letzterem Fall werden
mehrere Epitope auf einem bestimmten Antigen (z. B. P30) erkannt
und der Verlust eines einzigen davon könnte nicht erkannt bleiben.
Ein Vorteil dieser Technologie ist, dass man Kandidaten für Ratten – monoklonale
Antikörper
auf die gewünschten
Eigenschaften screenen kann, bevor die V Regionen kloniert werden
und die schimären
Antikörper
produziert werden. Die Eigenschaften des schimären Antikörpers wird diejenigen des ursprünglichen
Donor-Antikörpers
widerspiegeln. Für
den IMx Toxo IgG Assay stellen die kombinierten Eigenschaften, durch
die Mischung der anti-P30 und anti-P66 schimären Antikörper, ein Leistungsniveau zur
Verfügung,
das den Standard-Human-Antikörper-Kalibratoren äquivalent
ist. Dieses stellt fest, dass schimäre Antikörperals Kontrollen und Kalibratoren
verwendet werden können,
anstelle von positivem Humanserum. In manchen Fällen könnte ein einziger schimärer Antikörper ausreichen.
In anderen Fällen
könnte
es notwendig sein, mehr als einen schimären Antikörper zu poolen, um die gewünschten
Leistungscharakteristika des Assay zu erreichen.
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vii) Analyse der Los-zu-Los
Antigen Variation:
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Um zu prüfen, ob eine signifikante Los-zu-Los
Variation vorhanden war, in der Expression der P30 und P66 Epitope,
die von schimären
Antikörpern
erkannt werden, wurden Mischungen der anti-P30 und anti-P66 schimären Antikörpern getestet,
auf den Niveaus des B -Kalibrators und des F -Kalibrators, mit mehreren
Antigen-Losen. Die Ergebnisse dieser Analyse, mit sieben unabhängigen Antigen-Losen,
werden in 16 gezeigt.
Die Leistung beider Mischungen von anti-P66 und anti-P30 schimären Antikörpern waren
vergleichbar (innerhalb der Variabilität des Assays) mit den aktuellen
IMx Humanserum-Kalibratoren. Dieses bestätigt weiterhin das Potential
der Maus-Human-schimären
Antikörper
als Ersatz für
positive Human-Antikörper
zu fungieren.
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