EP1490112A1 - Method and agent for producing therapeutically active blood compositions - Google Patents

Method and agent for producing therapeutically active blood compositions

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Publication number
EP1490112A1
EP1490112A1 EP03727267A EP03727267A EP1490112A1 EP 1490112 A1 EP1490112 A1 EP 1490112A1 EP 03727267 A EP03727267 A EP 03727267A EP 03727267 A EP03727267 A EP 03727267A EP 1490112 A1 EP1490112 A1 EP 1490112A1
Authority
EP
European Patent Office
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blood
cells
nucleic acid
transformed
acid molecule
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03727267A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans Meijer
Julio Reinecke
Peter Wehling
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Orthogen AG
Original Assignee
Orthogen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Orthogen AG filed Critical Orthogen AG
Publication of EP1490112A1 publication Critical patent/EP1490112A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/14Blood; Artificial blood
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
    • A61K48/0091Purification or manufacturing processes for gene therapy compositions
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    • A61P35/02Antineoplastic agents specific for leukemia
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    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
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    • C07K14/54Interleukins [IL]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/87Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation
    • C12N15/89Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation using microinjection
    • C12N15/895Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation using microinjection using biolistic methods
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Definitions

  • the invention essentially relates to methods for producing induced blood compositions from blood, the blood cells transiently or stably expressing and possibly secreting one or more therapeutically or diagnostically important proteins and / or effector molecules.
  • Recombinant proteins produced in a conventional manner can lead to intolerance reactions, in particular due to the impurities contained in the protein preparations themselves and through possible reactions of the organism, in particular immune reactions, to the proteins and / or the Impurities.
  • the aim is therefore to provide recombinant proteins obtained from, in particular autologous, cells of the animal or human body, which are also readily available.
  • Van Tendeloo et al. (Gene Therapy (2000) 7: 1431-1437) describe systems for gene transfer into primary human blood cells by means of electroporation, wherein human T-lymphocytes and / or adult bone marrow cells of the CD34 + type are activated as blood cells in their cultured form can be transfected by electroporation.
  • the T-lymphocytes are activated by the use of PHA or by CD3 “cross linking” and by interleukin-2 before the transfection.
  • the technical problem on which the present invention is based is that Development of methods and means for their implementation, which make it possible to obtain eukaryotic, therapeutically and / or diagnostically important proteins, in particular autologous proteins, from blood cells, in particular autologous blood cells.
  • the technical problem is essentially solved by a transient, genetic transformation of blood cells, the preferably subsequent cultivation of these cells in the serum and the preferred subsequent application of the protein produced in the serum, in particular without purification:
  • the problem is solved by a method for producing a Induced blood composition dissolved from blood, wherein blood cells containing blood, in particular in whole blood, that is to say in the unpurified and / or fractionated blood, are transient, that is to say limited for a certain period of time, or stable, that is to say permanently, with at least one nucleic acid molecule , in particular DNA or RNA, are transformed.
  • the at least one nucleic acid molecule preferably encodes at least one gene product, preferably a protein, particularly preferably a therapeutically and / or diagnostically important protein and / or at least one effector molecule, for example an effector protein, or preferably at least one nucleic acid molecule, in particular RNA, which is the therapeutic or serum concentration diagnostically relevant proteins modulated, preferably increased.
  • an induced blood composition which comprises at least one transformed blood cell which transiently or stably expresses the at least one gene product, in particular a therapeutically and / or diagnostically important protein and / or effector molecule, and this preferably optionally releases, that is, secretes, and, in particular in a further step, the at least one gene product, preferably the therapeutically and / or diagnostically important protein and / or effector molecule and / or at least one effector molecule-regulated therapeutically and / or from the induced blood composition or diagnostically important protein is obtained.
  • the use of blood as a raw material on the one hand and as a production system for the at least one gene product on the other hand, preferably together with an application of the at least one preferably produced protein, is particularly simple and inexpensive, particularly in serum. It also shows that the eukaryotic blood cells process the proteins correctly. In addition, particularly advantageously, no contaminants or other immunogenic components occur in the production system according to the invention, which is preferably autologous or heterologous, which could lead to intolerance reactions in a recipient of the gene product.
  • the blood composition When using an effector molecule obtained according to the invention, that is to say a gene product which in particular modulates, preferably increases, the serum concentration of therapeutically and / or diagnostically important proteins, the blood composition particularly advantageously contains only autologous, that is to say from the donor, and therapeutically and / or diagnostically important proteins. An immunological reaction upon application, preferably re-application, of the blood composition thus produced can therefore be practically ruled out.
  • effector molecule in particular effector protein, coding nucleic acid molecule or effector molecule, which stimulates the production of a large number, preferably any, of proteins
  • the proteins are produced and / or released in a natural quantitative relationship to one another.
  • effector molecules are transcription factors, proteins which are part of the signal transduction chain, extracellular signal molecules such as cytokines or anti-sense RNAs.
  • the blood composition induced according to the invention has at least one therapeutically and / or diagnostically important protein in a higher concentration than an untransformed blood composition.
  • therapeutically and / or diagnostically important proteins such as cytokines, such as the natural or modified interleukin-1 receptor antagonist, IL-1 Ra, (IRAP) are preferred.
  • At least one effector molecule, in particular effector protein is preferably expressed in at least one blood cell of the blood composition induced according to the invention, which is not expressed at all in non-transformed blood cells or in an amount which is less than the amount which of the at least one, the effector molecule, in particular Effector protein, expressing blood cell of the blood composition induced according to the invention is produced.
  • the blood for producing the induced blood composition is taken from an organism, in particular a human or animal body, patients or test subjects with at least one withdrawal system, preferably a syringe.
  • the blood is preferably transformed with the at least one nucleic acid molecule within the syringe, the blood cells to be transformed not being separated beforehand from other blood components of the blood drawn, that is to say fractionated.
  • the blood is withdrawn with at least one withdrawal system, preferably with a syringe, and then filled into at least one further vessel.
  • the blood withdrawn is preferably transformed in this at least one further vessel, preferably without first separating the blood cells to be transformed from other blood components, ie as non-fractionated blood, in particular as whole blood.
  • blood cells in particular nuclear cells such as mononuclear cells, PBMC, are separated from other blood components from the blood drawn, and the blood cells are transformed and stored in medical to with or without serum, in particular autologous serum, preferably autologous serum, which was obtained as an isolated blood component in the above-mentioned separation, ie fractionation, or in pure, that is to say undiluted, serum, in particular pure, autologous serum, preferably pure , autologous serum, which was obtained as an isolated blood component in the above-mentioned separation.
  • autologous serum preferably autologous serum
  • the at least one nucleic acid molecule to be transformed is preferably contained in a vector, for example in a plasmid or in a virus.
  • the at least one nucleic acid molecule to be transformed is preferably functionally linked to at least one regulatory element, for example a promoter, enhancer or intron, in particular at least one blood cell-specific regulatory element.
  • the at least one nucleic acid molecule to be transformed is functionally linked to at least one nucleotide section encoding a signal peptide for protein secretion from the cell.
  • the nucleic acid molecule to be transformed in particular DNA or RNA, is preferably labeled with at least one marker substance.
  • this marker substance is used to remove excess, that is to say untransformed, DNA after the transformation process has been completed.
  • the nucleic acid molecule to be transformed in particular DNA or RNA, is preferred together with at least at least one further substance, which modulates, preferably increases, the transfection rate and / or the expression rate of the nucleic acid molecule to be transformed.
  • the further substance preferably fulfills at least one of the following functions: a) recognition of the surfaces of specific cell types in order to specifically transform these cells, b) increasing the absorption efficiency of the nucleic acid molecule to be transformed into the cell, c) optimization of the nuclear transport of the nucleic acid molecule to be transformed, d) increasing the transcription efficiency of the transgene in the transformed cell.
  • the at least one nucleic acid molecule to be transformed in particular DNA or RNA
  • Transfection with spheres, preferably micro-glass spheres is a system in which spheres, preferably glass spheres, are coated (“coated”) with nucleic acid molecules, preferably with plasmid DNA.
  • “micro-glass spheres” or “glass spheres” are not only understood to mean glass spheres made of glass, but also spheres made of other materials which are comparable in function to glass, in particular nucleic acid molecules that are covalent and / or non-covalent - You can, for example polymeric plastics such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polytetrafluoroethylene, polyacrylates, polyamides, polycarbonates, polyimides, polyacetates, polyolefins, silicones, polysilanes, latex and the like and / or mixtures thereof.
  • the balls are preferably also designed as magnetic balls.
  • the size of the balls or granulate particles is preferably between 2 and 4 mm
  • nucleic acid molecules in particular DNA or RNA, preferably plasmid DNA, are taken up in the cells, reach the cell nucleus and are expressed there.
  • nucleic acid molecules on a solid support for example on the large or small glass spheres and / or on the surface of the sampling system, preferably in the form of a syringe, and / or on other vessels containing blood or separated blood fractions To be brought in contact. Nucleated blood cells from the blood drawn adhere specifically to this carrier, as in the case of larger spheres, and / or phagocytize this carrier, as in the case of smaller spheres.
  • the balls are coated with the nucleic acid molecules preferably in a covalent or non-covalent manner.
  • a covalent, especially an acid-labile covalent, bond is particularly effective when the carrier is broken up by phagocytosis. be taken.
  • Non-covalent binding is particularly effective if the DNA is taken up after adherence.
  • Electroporation is provided as an alternative and / or additional transformation method.
  • the at least one nucleic acid molecule to be transformed in particular DNA or RNA, is therefore transformed by electroporation of the blood cells to be transformed.
  • the nucleic acid molecule to be transformed contains at least one nucleic acid molecule which induces, represses and / or regulates the expression of the body's own proteins, for example at least one antisense construct, RNA element, transposable element, transcription factor, in particular it consists of this.
  • the ex- Pression of the at least one transgenic gene product in particular the therapeutically and / or diagnostically important protein and / or effector in the at least one transgenic blood cell and the secretion from the blood cell into the serum, the at least one blood cell and optionally at least one further non-transformed blood cell from the induced blood composition separated from the serum and an induced, preferably cell-free, serum obtained.
  • the nucleic acid molecule to be transformed is particularly preferably transformed with the aid of liposomes, viral vectors or bound to large and / or small spheres, in particular microglass spheres, in particular if appropriate the at least one nucleic acid molecule to be transformed being acid-labile to the large and / or small spheres is bound.
  • the present invention also relates to a method for transforming at least one cell, in particular in the blood, for example blood cells, with at least one nucleic acid molecule, the cell and / or blood cells being brought into contact with the nucleic acid molecules, the cells and / or the blood cells present in the blood are transformed and cells or / and blood cells transformed in a stable or transient manner are obtained.
  • the nucleic acid molecules to be transformed are preferably bound, in particular covalently, in particular acid-labile, to large and / or small balls, in particular microglass balls, before the transformation.
  • Another object of the invention is a method for treating the human or animal body, wherein the human or animal body blood, preferably by means of at least one syringe, and an aforementioned method according to the invention is carried out, in particular to produce an induced blood composition.
  • the induced blood composition is re-applied to, preferably the same, human or animal body, preferably reapplied.
  • the induced blood serum is applied to the human or animal body.
  • the induced blood composition or the induced blood serum is not re-applied in the same animal or human body, but rather is applied in another animal or human body.
  • Another object of the invention is the use of large and / or small spheres such as microglass beads, to which nucleic acid molecules are bound, preferably covalently, preferably acid-labile, for the transformation of blood, preferably of nuclear cells from blood, in particular in whole blood.
  • nucleic acid molecules preferably of nuclear cells from blood, in particular in whole blood.
  • preference is given to the use for the expression and secretion of proteins and / or effectors in the blood, in particular in blood cells.
  • Another object of the invention is therefore also the use for the transformation of biological cells, in particular eukaryotic cells, particularly preferably plant, fungal or animal cells such as mammalian cells, in particular human cells.
  • another subject of the invention is the use of blood, in particular whole blood, for the transformation of nucleic acid molecules encoding at least one therapeutically and / or diagnostically important protein and / or effector molecule, into at least one blood cell of the blood, in particular whole blood, for therapeutic, in particular gene therapy Purposes, preferably for gene therapy and / or the treatment of leukemia, the treatment of traumatic, degenerative, chronic inflammatory diseases of the nervous system, the musculoskeletal system or various internal organs.
  • Another object of the invention is therefore the use of blood, in particular whole blood, for the production of pharmaceutical kits, in particular from an induced blood composition and / or induced serum produced according to the invention, for the aforementioned therapeutic purposes.
  • Another object of the invention is also the use of nucleotide molecules, in particular coding for at least one therapeutically and / or diagnostically important protein and / or effector molecule, for the transformation of blood, in particular of at least one blood cell contained in the blood, and the expression and, if appropriate, secretion at least one therapeutically and / or diagnostically important protein and / or effector molecule for the aforementioned therapeutic purposes.
  • Another object of the invention is the use of these nucleotide molecules, in particular coding for therapeutically and / or diagnostically important proteins and / or effector molecules, for the production of a pharmaceutical kit for this transformation.
  • the pharmaceutical production of the at least one, in particular therapeutically and / or diagnostically significant, preferably autologous protein preferably takes place by the patient's own blood cells and the subsequent autologous therapeutic application.
  • the processing and application of the serum are provided.
  • PBMCs peripheral blood mononuclear cells
  • the transformation is preferably carried out a) without growth induction with, for example, mitogenic or growth-stimulating substances such as interleukin-2 (IL-2) or b) with growth induction with, for example, mitogenic or growth-stimulating substances such as IL-2.
  • mitogenic or growth-stimulating substances such as interleukin-2 (IL-2)
  • IL-2 interleukin-2
  • the cells are grown further without or with further growth induction. It has been shown that, in particular, the use of electrical fields, in particular in electroporation, stimulates cell growth and / or cell development. Electrostimulation is therefore also intended as an alternative to known growth-stimulating substances.
  • the nucleic acid molecules to be transformed are coupled to a support, the serum being centrifuged after the incubation, and the serum which contains the desired proteins removed and filtered after the centrifugation is used to remove the last carrier and cell residues, the untransformed nucleic acid molecules being removed together with the carriers.
  • labeled nucleic acid molecules are used, additives, in particular carriers, which have an affinity for the labeled nucleic acid molecules being added to the serum after the incubation.
  • nucleic acid molecules preferably labeled with biotin carriers coated with streptavidin are used which bind the biotin-labeled molecules.
  • the carriers are then removed from the serum by means of centrifugation and / or, in the case of magnetic carriers, by means of magnetism, the non-transformed nucleic acid molecules bound to the carrier being removed from the serum.
  • the serum with the untransformed nucleic acid molecules contained therein is purified by means of at least one filter which has an affinity for the nucleic acid molecules.
  • nucleic acid molecules labeled with biotin bind to a filter coated with streptavidin.
  • both cell residues and excess, non-transformed nucleic acid molecules are particularly advantageously removed from the serum in a single step.
  • FIG. 1 shows the IL-1 ⁇ content in the blood cell culture after the pyrogenicity test of the plasmid pcDNA-IL-1Ra
  • FIG. 2 shows the dependence of the DNA binding on glass spheres on the pH of the buffer
  • FIG. 3 shows the dependence of the DNA binding on glass balls on the incubation time in DNA-containing buffer
  • FIG. 4 an agarose gel (2%) after PCR on a dilution series of pcDNA-IL-1 Ra in TE and on ball wash water, ethidium bromide staining.
  • the arrows show the comparable dilution levels
  • FIG. 5 an agarose gel (2%) after the PCR on a dilution series of pcDNA-IL-1 Ra in human serum, ethidium bromide staining, the control contains no “template” DNA (“water control”),
  • FIG. 6 an agarose gel (2%) after a “nested” PCR on a dilution series of pcDNA IL-1Ra in human serum, ethidium bromide staining, the control contains no “template” DNA (“water control”),
  • FIG. 7 an agarose gel (2%) after PCR on a dilution series of pcDNA-IL-1Ra in human serum, sample material of the syringe system according to the invention with “bead transfection” and the ORTHOKIN® system, staining using ethidium bromide
  • FIG. 8 shows the IL-1 Ra content after “bead transfection” in the blood cell culture
  • FIG. 9 shows the IL-1Ra content in the serum supernatant after 24 hours of incubation of whole blood, comparison of the syringe system according to the invention with “bead transfection” with the ORTHOKIN® system, a perfusor syringe without balls and with the zero sample,
  • FIG. 10 shows a representation of the specific activity of the ⁇ -galactosidase after electroporation of PBMCs with pVaxLacZ
  • FIG 11 - a schematic representation of a syringe (1) according to the invention made of glass or plastic with a plunger (3), an optionally screwable closure (5), a closure attachment (13) and a removable cap (7) arranged thereon and closing it septum.
  • the stamp (3) preferably has a predetermined breaking point (15).
  • Granulate (9) coated according to the invention is also shown in the lumen of the syringe.
  • Example 1 Transformation of a blood cell culture with the aid of DNA-coated microglass beads (“bead transfection”).
  • Blood cell culture is a system that is mainly used in research and development.
  • the blood cell culture is used to cultivate whole blood. This method is used for "bead transfection” and for the toxicity test of DNA.
  • a 48-well cell culture plate (Nunc, Wiesbaden) is prepared according to the experimental approach by introducing microglass beads for "bead transfection” or DNA for a toxicity test.
  • non-coagulated whole blood is added to the wells, whereby approximately 1 ml per cavity are used for a 48-well plate, and part of the whole blood is centrifuged as a zero sample for about 5 minutes at 5000 xg, after which the supernatant is removed and placed in a cavity of a 96-well plate.
  • the plate with the zero sample is closed and stored frozen at -80 ° C.
  • the 48-well cell culture plate is also closed and incubated for about 24 hours at about 37 ° C. with 5% CO 2 saturation and saturated air humidity. After the incubation, the serum supernatant of the samples in the 48-well cell culture plate is removed and likewise placed in the 96-well plate stored frozen at -80 ° C until analysis.
  • the interleukin-1ß content is determined in a toxicity test or pyrogenicity test; in the transfection experiments, the content of an expressed reporter or target protein is determined.
  • the volumes are adjusted accordingly.
  • the plasmid pcDNA-IL-1Ra contains at least one sequence which codes for a protein (“coding region”) and a control unit (“promoter”) which is active in eukaryotic cells. It consists of the coding region, the IL-1 Ra cDNA, in a pcDNA-1 vector (company Invitrogen, Düsseldorf). Plasmid DNA is isolated from bacterial suspensions using a commercially available system (Qiagen Maxiprep TM endofree-Kit TM, from Qiagen) according to the manufacturer's protocol. All checks suggested by the manufacturer are carried out. The quality control of the isolated plasmid is carried out in a manner known per se by means of specific PCR, restriction digestion and toxicity test or pyrogenicity test in a blood cell culture.
  • the DNA used must be non-pyrogenic.
  • the IL-1 ⁇ content was 2500 pg / ml on average.
  • DNA is not considered to be pyrogenic or endotoxin-free if the IL-1ß content after incubation with the potential pyrogen is the lowest standard of the IL-1ß-ELISA test, namely 15.2 pg / ml. does not exceed.
  • the results of the pyrogenicity test are shown in FIG. 1:
  • IL-1ß concentrations of the serum supernatant of the dilution series of pcDNA-IL-1 Ra incubated in the blood cell culture are less than 15.2 pg / ml, the DNA is not pyrogenic.
  • Plasmid DNA is bound to the surface of glass spheres under specific pH and salt conditions. Not all types of glass and
  • the balls are washed several times in succession by filling them into a 50 ml tube and this with phosphate buffer with pH 5.5 (1/15 mol / l KH 2 P0 3 , 1/15 mol / l Na 2 HP0 3 ) is replenished.
  • the balls are washed by inverting them several times; the liquid is then poured off again.
  • the washing times are between 2 minutes and 1 hour, preferably 30 minutes, per wash cycle.
  • the treatment times with acid and / or alkali are between 2 minutes and 1 hour, preferably 30 minutes.
  • this acid or alkali treatment modifies the glass surface.
  • This pretreatment or modification takes place through the use of conventional organic and / or inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, citric acid or acetic acid, etc.
  • chromium-sulfuric acid preferably 50% chromium-sulfuric acid (e.g. Merck, Darmstadt, order no . 1.02499.2500, Chromosulphuric acid is diluted with Biochrom Ultra Pure Water No. L 0040 to the desired dilution), or alkalis such as sodium hydroxide solution, potassium hydroxide solution, ammonia, etc.
  • chromium-sulfuric acid preferably 50% chromium-sulfuric acid (e.g. Merck, Darmstadt, order no . 1.02499.2500, Chromosulphuric acid is diluted with Biochrom Ultra Pure Water No. L 0040 to the desired dilution), or alkalis such as sodium hydroxide solution, potassium hydroxide solution, ammonia, etc.
  • the degree of contamination is determined by photometric measurement of the optical density (OD) at one or more wavelengths between 200 and 800, preferably at 280 nm (OD 2 see above).
  • the OD 2 usually remains so constant (see Table 1), which shows that removable dirt particles have been removed from the glass balls.
  • the balls are additionally washed with pure water, conductivity up to a maximum of about 1 ⁇ S, until the conductivity of the wash water again corresponds to the original conductivity. Then the washing step is repeated again.
  • a physiological solution such as PBS is ideally used as the binding buffer, because then the ionic strength and composition of the buffer should not be adapted for cell physiological or clinical use.
  • a pH gradient is created with PBS in the pH range from 5 to 7 and the binding of the DNA to the glass balls is tested.
  • the balls are washed between 1 and 10 times, preferably 4 times, with the respective buffer and incubated with pcDNA-IL-1Ra (10 ⁇ g / ml PBS) for 90 min. Before and after the individual steps, the purity of the spheres and the binding of the DNA are checked by means of OD measurement at 260 and 280 nm.
  • Table 1 shows typical results of an OD measurement after 4 washing steps to remove dirt particles from the glass balls.
  • the spheres are washed four times with PBS (pH as indicated in the table) in order to saturate the spheres with the ions from the buffer and then with DNA-containing buffer for different Incubated time periods (30, 60, 90, 120, 150 and 180 min). Before and after the individual steps, an OD measurement at 260 and 280 nm is used to check whether all the dust particles have been removed and then how much DNA remains.
  • the pH of the buffer, at which the largest amount of DNA binds to the spheres, is 5.5 (see FIG. 2).
  • the incubation time at which the largest amount of DNA remains adhering is 1.5 hours (see FIG. 3).
  • Table 2 shows the results of the OD measurement for checking the washing steps and determining the DNA content in samples from the ball coating.
  • the glass spheres for the further studies are filled in 50 ml sterile tubes up to 15 ml (approx. 400 spheres) and washed 4 times in PBS with a pH value of 5.5, thorough mixing being carried out during the individual washing steps.
  • the wash water is checked for dirt particles by means of OD measurement at 280 nm.
  • phosphate buffer with a pH of 5.5 (1/15 mol / l KH 2 P0 3 , 1/15 mol / l Na 2 HP0 3 ) is mixed with plasmid DNA (15 ⁇ g / ml) and 10 ml of this Put solution on the washed balls. After 1.5 hours of incubation, the DNA solution is removed and the remaining amount of DNA is determined by OD measurement.
  • the balls are washed repeatedly with PBS (pH 5.5) to remove unbound DNA.
  • Sterilization should not damage DNA and binding. Therefore, steam sterilization (leads to denaturation of the DNA) or radiation (induces mutations in the DNA) is not used.
  • the DNA-coated spheres are sterilized by adding 40 ml of 70% ethanol under the sterile bench. After 24 hours of incubation, the ethanol is removed and the balls are washed 4 times in PBS (PAA Laboratories, Cölbe). Ethanol and wash water are checked for DNA molecules by photometric absorption at 260 and 280 nm.
  • a primer is developed using the DNASTAR TM software and the reaction conditions of the primers (annealing temperature, MgCl 2 concentration, elongation time, etc.) are optimized.
  • a prepared and an unprepared sphere are heated in 200 ⁇ l TE to 95 ° C. and incubated on ice for 10 min.
  • a comparison is then made with a comparison with a dilution series of a known concentration of plasmid DNA to determine whether DNA can be determined on the spheres (see FIG. 4).
  • the bands are colored using ethidium bromide.
  • the content of pcDNA-IL-1 Ra in the spherical supernatant can be determined by comparing the band strengths of the PCR on the spherical supernatant with the band strengths of the known plasmid concentration.
  • the transfection takes place in a blood cell culture.
  • the glass spheres coated with DNA are introduced into a 48-well cell culture plate MTP (from Nunc, Wiesbaden) and incubated with 1 ml of heparinized whole blood at 37 ° C., 5% CO 2 . After 24 hours of incubation, the total protein content and the content of reporter or target protein in the serum supernatant are analyzed.
  • DNA polymerase (Taq polymerase) and dNTP 's are purchased and used by Qiagen (Hilden) in the "Supermix TM".
  • the primers are purchased from Invitrogen (Karlsruhe). Their concentrations are reduced to 20 ⁇ mol / l with distilled water set.
  • human serum is mixed 1: 1 with a dilution series of plasmid DNA.
  • the minimum plasmid concentration detected by PCR is 10 ng / ml (see FIG. 5).
  • a PCR sensitivity of 1 ⁇ g / ml can be determined by PCR on a dilution series of known plasmid concentration (see band 2 in FIG. 5).
  • a 1: 1 dilution series of plasmid DNA is added to the serum in order to detect the detection limit of the PCR.
  • the final detectable concentration of pcDNA-IL-1 Ra in human serum is 10 pg / ml (FIG. 6).
  • FIG. 7 shows the analysis of the human serum after the transfection by means of PCR. No DNA amounts of 10 pg / ml or more can be detected in the human serum after the transfection. This means that no DNA remains in the serum after transfection.
  • the target cells are incubated with the previously coated spheres for 24 h and then subjected to an IL-1 Ra and IL-1 ⁇ measurement.
  • the following serves as a control:
  • Sterile glass granules are used, for example granules from Roth (Karlsruhe), Order No. 17557.1, or granules of the following types:
  • Mohs hardness greater than or equal to 6
  • Hydrolytic I class 3 D Deeffoorrmmaattiioonnsstteemmppeerraattuurr ((°° CC)) :: 530 +/- 10
  • Transformation temperature (° C): 525
  • the surface of the granules is normally modified with the aid of a commercially available chromosulfuric acid preparation in a batch process, as set out in Example 1; however, any other acid and / or alkali listed in Example 1 can also be used.
  • the granules are then rinsed with water in order to wash away the acid / alkali residues.
  • the granules are then incubated at 121 ° C. under a pressure of 2 bar for at least 20 minutes in order to sterilize the granules and to saturate them with water.
  • the granules are then dried at 80 ° C. for 20 minutes.
  • the first washing steps are carried out in sterile 50 ml tubes. About 150 glass balls are then transferred to a plastic perfusor syringe, for example type No. 00137 (Becton, Dickinson and Company, Heidelberg), and coated with DNA in the syringe. The DNA solution is drained and the balls are washed. All further steps are carried out under the sterile bench. For sterilization, 70% ethanol is filled in, the syringe is closed and incubated for approx. 24 hours. This is followed by the washing steps with PBS (PAA Laboratories, Cölbe), with PBS being filled in at the top and allowed to run off again.
  • PBS PBS
  • syringe Adapted to the size of the syringe, approximately 1, 2, 4 or 10 cm 3 , or possibly more or less, of the prepared spheres are transferred to a second sterile syringe. If necessary, the syringe is filled in addition to the sterilized and modified granules with a sufficient amount of an anticoagulant such as heparin (Liquemin TM, heparin sodium TM 2500 IU) or Na citrate. This syringe is closed and sealed. b) general use of the syringe
  • the user removes the sterile cutlery from the packaging and takes blood from the patient.
  • the syringe has a septum at its opening in the closure attachment, which is pierced by the removal accessory, that is, the needle of the adapter, for removal. After removing the adapter, the septum closes again automatically. After taking blood, the syringe stamp is broken off at a predetermined breaking point.
  • FIG. 12 shows a preferred embodiment of this syringe.
  • the syringe with blood is then incubated for 24 hours at about 37 ° C to 41 ° C.
  • the incubation is carried out horizontally.
  • the blood can preferably be decanted and centrifuged. After centrifugation, the plasma is then removed through a sterile front filter, for example 0.2 ⁇ m.
  • Blood is drawn from a volunteer donor using the prepared syringe.
  • an ORTHOKIN ⁇ syringe from ORTHOGEN, Düsseldorf
  • a perfusor syringe without balls and a 10 ml serum tube (from Sarstedt, Nümbrecht) are taken as zero samples.
  • the zero sample is centrifuged immediately after taking off at 4000 xg at 4 ° C for 10 min and the serum supernatant is frozen and stored at -20 ° C.
  • the syringes are incubated at 37 ° C and 5% CO 2 for 24 hours. After incubation, the serum is removed and centrifuged at 4000 xg, 4 ° C, 10 min to remove all blood cells.
  • the supernatant is with a 20 ml syringe (Sarstedt, Nümbrecht) drawn up, sterile filtered with a 0.2 ⁇ m filter (Minisart TM, Sartorius) and filled into 1.8 ml tubes.
  • the serum is frozen at -20 ° C and stored for analysis.
  • the serum obtained is carefully analyzed.
  • a sterility test and a measurement of the transgene activity are carried out. It must be ensured that a normal quality control can be carried out and is not adversely affected.
  • a syringe as a withdrawal system permits clinical use.
  • the quality controls of the blood product that are common in transfusion medicine, such as screening for HCV, HBV, HIV and syphillis, give the same result in all tested systems.
  • the sterility test showed that no germs were found in all systems after the serum had been processed.
  • a density gradient solution is used to isolate PBMCs (mononuclear blood cells).
  • PBMCs nonuclear blood cells
  • uncoagulated whole blood is diluted in equal parts with culture medium or physiological saline (eg Dulbecco 's PBS).
  • 50 ml centrifuge tubes are provided with 12.5 ml separating solution (density 1.077 g / ml) and the diluted whole blood is carefully layered over the separating solution (up to approx. 25 ml per tube).
  • the tubes are centrifuged at 400 xg for 30 min at 15 to 25 ° C. After centrifugation, mononuclear cells form a white boundary layer between the plasma and the gradient solution. Erythrocytes and granulocytes are in the sediment, and in the serum there are thrombocytes.
  • PBMCs mononuclear cells
  • culture medium or a physiological salt solution Dulbecco 's PBS
  • the pellet is resuspended and the cells are washed 2 to 3 times with RPMI 1640 cell culture medium (with L-glutamine) (Invitrogen, Düsseldorf, Order No .: 21875034).
  • a cell suspension is exposed to one or more electrical pulses in the presence of a DNA solution. This creates pores in the cell membrane through which the DNA can enter the cell. The formation of the pores depends on various factors and the pores must be closed again after the electroporation. Temperature and electroporation medium are particularly important.
  • the DNA migrates into the nucleus and is transcribed in the nucleus. The migration to the core is supported electrophoretically with the help of the pulses. Different pulses are usually applied. The first or the first pulses are short and strong, that is to say they have a high field strength, the subsequent pulses are possibly weaker and can have different parameters (see below).
  • Cell number 10 4 to 10 10 cells per ml, preferably 10 7 cells per ml
  • Amount of DNA 1 to 100 ⁇ g per batch, preferably 20 ⁇ g per batch
  • Field strength 10 to 2500 V / cm, i.e. 4 to 1000V, with a 4mm cuvette: preferably 1500V / cm, i.e. 600 V
  • Pulse number 1 to 100, preferably 10
  • Pulse duration 1 to 1500 ⁇ sec, preferably 0.1 sec
  • Pulse interval 0.01 to 1 sec, preferably 1 sec
  • Electroporation medium RPMI
  • the PBMCs are incubated in media with growth-stimulating factors.
  • the cultivation takes place in RPMI 1640 at 37 ° C, 5% CO 2 and 10% autologous plasma, expediently with the addition of growth-stimulating substances such as 10-30 U / ml IL-2 (Röche, Mannheim) or 2-10 ⁇ g / ml PHA -M (Röche, Mannheim).
  • the composition of the medium is RPMI + 10% AP + 10 U / ml IL-2.
  • the electroporation takes place under the following conditions: 10 7 cells per ml, 20 ⁇ g DNA, 1500 V / cm in 4 mm cuvette, 10 pulses, 0.1 sec pulse duration, 1 sec pulse interval and subsequent incubation on ice for 15 min.
  • FIG. 10 shows the specific activity of the ⁇ -galactosidase after electroporation of PBMCs with pVaxLacZ. There is a significant increase in the specific activity of the ⁇ -galactosidase in samples electroporated with DNA compared to the controls that were not electroporated or electroporated without DNA.
  • the surface of the inner structure of the brand-new and originally packaged syringe and of the brand-new and originally packaged glass granulate is washed and modified in accordance with Example 1: the syringe is for this purpose completely and one-to-ten times, preferably three times, sprayed out and sprayed out with acid and / or Alkali treated and cleaned or modified. After the last draw up the syringe sealed at the bottom and incubated in the filled state for 5 to 30 min with the acid and / or alkali.
  • the syringe plunger is then removed and washed two to ten times, preferably four times, by completely filling and draining the syringe barrel with fresh ultrapure water, care being taken that the wash water is completely filled and filled.
  • the syringe plunger is then immersed in acid and / or alkali and washed off thoroughly with distilled water.
  • Pistons and syringes that are separated from one another, including any glass beads they may contain, are sealed in Melag film with an indicator field (Melag, Melafol 1502) (Melag, Melaseal).
  • the syringes packaged in this way are dried in a drying cabinet (Melag dry sterilizer) at 80 ° C for at least 60 min.
  • the dried packaged syringes are then autoclaved at 132 ° C. for 30 minutes at 2 bar (Wolf Autoclave HRM 242 II) and dried again at 80 ° C. for at least 60 minutes.
  • the granules are washed several times with saline / buffer and incubated in the plasmid saline for at least 2 hours.
  • This plasmid contains at least one sequence which codes for a protein and / or effector molecule, and at least one regulatory element such as a promoter which is active in eukaryotic cells, for example the pcDNA1-IL-1Ra.
  • the pyrogen-free nature of the DNA used is crucial for high protein and / or effector production.
  • the coated balls or Granules are washed after the incubation and sterilized with ethanol or gas in a manner known per se, preferably as shown in Example 1.
  • heparin e.g. Liquemin TM N 2500, Heparin-Sodium TM 2500 IU
  • citrate e.g. ACDA

Abstract

The invention relates to a method for producing induced blood compositions from blood, whereby the blood cells, in a transient or stable manner, express and optionally secrete one or more therapeutically and/or diagnostically significant proteins and/or effector molecules.

Description

Verfahren und Mittel zur Herstellung therapeutisch wirksamer BlutzusammensetzungenMethods and agents for the preparation of therapeutically effective blood compositions
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft im Wesentlichen Verfahren zur Herstellung induzierter Blutzusammensetzungen aus Blut, wobei die Blutzellen transient oder stabil ein oder mehrere therapeutisch oder diagnostisch bedeutsame Proteine und/oder Effektormoleküle exprimieren und gegebenenfalls sezemieren.The invention essentially relates to methods for producing induced blood compositions from blood, the blood cells transiently or stably expressing and possibly secreting one or more therapeutically or diagnostically important proteins and / or effector molecules.
Die Produktion von eukaryontischen, rekombinanten Proteinen ist aufwendig und teuer. Die korrekte Prozessierung solcher Proteine ist ebenfalls problematisch. Die Stärke der therapeutischen Wirkung der Proteine ist stark abhängig von der Prozessierung dieser Proteine. Herkömmliche rekombinante Proteine zeigen eine mangelnde Wirk- samkeit durch falsche Prozessierung, zum Beispiel das Fehlen der Glykosylierung. Die korrekte Prozessierung der rekombinanten Proteine erhöht die therapeutische Wirksamkeit um ein Vielfaches.The production of eukaryotic, recombinant proteins is complex and expensive. The correct processing of such proteins is also problematic. The strength of the therapeutic effect of the proteins is strongly dependent on the processing of these proteins. Conventional recombinant proteins show a lack of effectiveness due to incorrect processing, for example the lack of glycosylation. The correct processing of the recombinant proteins increases the therapeutic effectiveness many times over.
Es ist es sehr aufwendig, rekombinante Proteine ohne Verunreinigungen herzustellen. Der Grad der Reinheit spielt aber bei deren Wirkung und bei der Vermeidung von Nebenwirkungen eine große Rolle. Auf herkömmliche Art und Weise hergestellte rekombinante Proteine können zu Unverträglichkeitsreaktionen führen, welche insbesondere durch die in den Proteinpräparationen enthaltenen Verunreinigungen selbst sowie durch mögliche Reaktionen des Organis- mus, insbesondere Immunreaktionen, auf die Proteine und/oder die Verunreinigungen zurückzuführen sind. Die Bereitstellung von rekombinanten Proteinen gewonnen aus, insbesondere autologen, Zellen des tierischen oder menschlichen Körpers, welche darüber hinaus leicht erhältlich sind, wird daher angestrebt.It is very complex to produce recombinant proteins without contaminants. However, the degree of purity plays an important role in their effectiveness and in avoiding side effects. Recombinant proteins produced in a conventional manner can lead to intolerance reactions, in particular due to the impurities contained in the protein preparations themselves and through possible reactions of the organism, in particular immune reactions, to the proteins and / or the Impurities. The aim is therefore to provide recombinant proteins obtained from, in particular autologous, cells of the animal or human body, which are also readily available.
Bisher ist die Transfektion verschiedener spezifischer Fraktionen von Blutzellen bekannt. Van Tendeloo et al., (Gene Therapy (2000) 7:1431-1437) beschreiben Systeme für den Gentransfer in primäre menschliche Blutzellen mittels Elektroporation, wobei als Blutzellen aktivierte menschliche T-Lymphozyten und/oder adulte Knochen- markszellen des Typs CD34+ jeweils in ihrer kultivierten Form durch Elektroporation transfiziert werden. Jeweils vor der Transfektion werden die T-Lymphozyten durch die Anwendung von PHA oder durch CD3-„cross linking" und durch lnterleukin-2 vor der Transfektion aktiviert. Ebenso beschreiben Harrison et al. (BioTechniques (1995) 19:816-823) den Gentransfer mittels kationischer Lipide in Zelllinien oder in primäre menschliche Zellen, insbesondere mononucleäre Zellen des peripheren Blutes und/oder CD34+-angereicherte häma- topoetische Zellen.So far, the transfection of various specific fractions of blood cells is known. Van Tendeloo et al., (Gene Therapy (2000) 7: 1431-1437) describe systems for gene transfer into primary human blood cells by means of electroporation, wherein human T-lymphocytes and / or adult bone marrow cells of the CD34 + type are activated as blood cells in their cultured form can be transfected by electroporation. In each case before the transfection, the T-lymphocytes are activated by the use of PHA or by CD3 “cross linking” and by interleukin-2 before the transfection. Harrison et al. (BioTechniques (1995) 19: 816-823) also describe this Gene transfer using cationic lipids in cell lines or in primary human cells, in particular mononuclear cells of peripheral blood and / or CD34 + -enriched hematopoietic cells.
Alternative Methoden zur Transfektion von eukaryontischen Zellen, beispielsweise durch primär mechanische Beanspruchung sind beschrieben. Costanzo und Fox (Genetics (1988) 120:667-670) beschreiben die Transformation von Hefezellen mit Plasmid-DNA und kleinen Glaskugeln („glassbeads") in YPD-Medium. Dabei werden die Glaskügelchen benutzt, um die Zellen mechanisch „aufzureiben", was das Eindringen der Plasmid-DNA in die Hefezellen erleichtert.Alternative methods for transfecting eukaryotic cells, for example by primarily mechanical stress, have been described. Costanzo and Fox (Genetics (1988) 120: 667-670) describe the transformation of yeast cells with plasmid DNA and small glass beads (“glass beads”) in YPD medium. The glass beads are used to mechanically “rub” the cells, which facilitates the penetration of the plasmid DNA into the yeast cells.
Ausgehend vom Stand der Technik besteht das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem in der Bereitstel- lung von Verfahren und Mitteln zu deren Durchführung, die es gestatten, eukaryontische, therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsame Proteine, insbesondere autologe Proteine, aus Blutzellen, insbesondere autologen Blutzellen, zu erhalten.Starting from the prior art, the technical problem on which the present invention is based is that Development of methods and means for their implementation, which make it possible to obtain eukaryotic, therapeutically and / or diagnostically important proteins, in particular autologous proteins, from blood cells, in particular autologous blood cells.
Das technische Problem wird im Wesentlichen durch eine transiente, genetische Transformation von Blutzellen, die bevorzugt direkt anschließende Kultivierung dieser Zellen im Serum und die bevorzugt anschließende Applikation des produzierten Proteins im Serum, insbesondere ohne Aufreinigung gelöst: Erfindungsgemäß wird das Problem durch ein Verfahren zur Herstellung einer induzierten Blutzusammensetzung aus Blut gelöst, wobei im Blut, insbesondere im Vollblut, das heißt im nicht aufgereinigten und/oder fraktionierten Blut, enthaltende Blutzellen transient, das heißt für einen bestimmten Zeitabschnitt begrenzt, oder stabil, das heißt dauerhaft, mit mindes- tens einem Nucleinsäuremolekül, insbesondere DNA oder RNA, transformiert werden. Erfindungsgemäß bevorzugt codiert das mindestens eine Nucleinsäuremolekül mindestens ein Genprodukt, vorzugsweise ein Protein, besonders bevorzugt ein therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsames Protein und/oder mindestens ein Effektormolekül, beispielsweise ein Effektorprotein, oder vorzugsweise mindestens ein Nucleinsäuremolekül, insbesondere RNA, das die Serumkonzentration therapeutisch oder diagnostisch relevanter Proteine moduliert, vorzugsweise erhöht. In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird so eine induzierte Blutzusammensetzung erhalten, welche mindestens eine transformierte Blutzelle umfasst, welche das mindestens eine Genprodukt, insbesondere ein therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsames Protein und/oder Effektormolekül, transient oder stabil exprimiert und dieses vorzugsweise gegebenenfalls freisetzt, das heißt sezerniert, und, insbesondere in einem weiteren Schritt, aus der induzierten Blutzusammensetzung das mindestens eine Genprodukt, vorzugsweise das therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsames Protein und/oder Effektormolekül und/oder mindestens ein Effektormolekül- reguliertes therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsames Protein erhalten wird.The technical problem is essentially solved by a transient, genetic transformation of blood cells, the preferably subsequent cultivation of these cells in the serum and the preferred subsequent application of the protein produced in the serum, in particular without purification: According to the invention, the problem is solved by a method for producing a Induced blood composition dissolved from blood, wherein blood cells containing blood, in particular in whole blood, that is to say in the unpurified and / or fractionated blood, are transient, that is to say limited for a certain period of time, or stable, that is to say permanently, with at least one nucleic acid molecule , in particular DNA or RNA, are transformed. According to the invention, the at least one nucleic acid molecule preferably encodes at least one gene product, preferably a protein, particularly preferably a therapeutically and / or diagnostically important protein and / or at least one effector molecule, for example an effector protein, or preferably at least one nucleic acid molecule, in particular RNA, which is the therapeutic or serum concentration diagnostically relevant proteins modulated, preferably increased. In a further step of the method according to the invention, an induced blood composition is thus obtained which comprises at least one transformed blood cell which transiently or stably expresses the at least one gene product, in particular a therapeutically and / or diagnostically important protein and / or effector molecule, and this preferably optionally releases, that is, secretes, and, in particular in a further step, the at least one gene product, preferably the therapeutically and / or diagnostically important protein and / or effector molecule and / or at least one effector molecule-regulated therapeutically and / or from the induced blood composition or diagnostically important protein is obtained.
Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Benutzung von Blut als Rohstoff auf der einen Seite und als Produktionssystem für das min- destens eine Genprodukt auf der anderen Seite vorzugsweise zusammen mit einer Applikation des mindestens einen bevorzugt produzierten Proteins insbesondere im Serum besonders einfach und kostengünstig ist. Es zeigt sich auch, dass die eukaryontischen Blutzellen die Proteine korrekt prozessieren. Darüber hinaus treten, be- sonders vorteilhaft, in dem erfindungsgemäßen, vorzugsweise autologen oder heterologen, Produktionssystem keine Verunreinigungen oder andere immunogene Komponenten auf, die zu Unverträglichkeitsreaktionen bei einem Empfänger des Genprodukts führen könnten. Bei der Benutzung eines erfindungsgemäß erhaltenen Effektor- moleküls, das heißt eines Genprodukts, welches insbesondere die Serumkonzentration von therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsamen Proteinen moduliert, vorzugsweise erhöht, enthält die Blutzusammensetzung besonders vorteilhaft nur autologe, dass heißt von dem Spender stammende, und therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsame Proteine. Eine immunologische Reaktion bei Applikation, vorzugsweise Re-Applikation, der so hergestellten Blutzusammensetzung ist daher praktisch auszuschließen. Wird für die erfindungsgemäße Transformation mindestens ein Effektormolekül, insbesondere Effektorprotein, codierendes Nucleinsäuremolekül oder Effektormolekül genutzt, welches die Produktion einer Vielzahl, vorzugsweise jeglicher, Proteine anregt, ergibt sich besonders vorteilhaft, dass die Produktion und/oder Freisetzung von gleichzeitig mehreren, vorzugsweise autologen, Proteinen in den Blutzellen angeregt wird. Insbesondere werden die Proteine dabei in einem natürlichen Mengenverhältnis zueinander produziert und/oder freigesetzt. Beispiele für solche Effektormoleküle sind Transkriptions- faktoren, Proteine, welche Teil der Signaltransduktionskette sind, extrazelluläre Signalmoleküle wie Cytokine oder anti-sense RNAs. Da viele Erkrankungen multifaktorielle Ursachen haben, ist die, insbesondere gleichzeitige, Produktion mehrerer therapeutisch wirksamer Proteine in einem individuellen, physiologischen Verhältnis der Proteine zueinander für die Anwendung dieser Proteine als Wirkstoffe, insbesondere in einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung des tierischen oder menschlichen Körpers, besonders vorteilhaft.It is particularly advantageous here that the use of blood as a raw material on the one hand and as a production system for the at least one gene product on the other hand, preferably together with an application of the at least one preferably produced protein, is particularly simple and inexpensive, particularly in serum. It also shows that the eukaryotic blood cells process the proteins correctly. In addition, particularly advantageously, no contaminants or other immunogenic components occur in the production system according to the invention, which is preferably autologous or heterologous, which could lead to intolerance reactions in a recipient of the gene product. When using an effector molecule obtained according to the invention, that is to say a gene product which in particular modulates, preferably increases, the serum concentration of therapeutically and / or diagnostically important proteins, the blood composition particularly advantageously contains only autologous, that is to say from the donor, and therapeutically and / or diagnostically important proteins. An immunological reaction upon application, preferably re-application, of the blood composition thus produced can therefore be practically ruled out. If at least one effector molecule, in particular effector protein, coding nucleic acid molecule or effector molecule, which stimulates the production of a large number, preferably any, of proteins, is used for the transformation according to the invention, it is particularly advantageous that the production and / or release of several, preferably autologous, proteins simultaneously is stimulated in the blood cells. In particular, the proteins are produced and / or released in a natural quantitative relationship to one another. Examples of such effector molecules are transcription factors, proteins which are part of the signal transduction chain, extracellular signal molecules such as cytokines or anti-sense RNAs. Since many diseases have multifactorial causes, the, in particular simultaneous, production of several therapeutically active proteins in an individual, physiological ratio of the proteins to one another is particularly advantageous for the use of these proteins as active substances, in particular in a pharmaceutical composition for the treatment of the animal or human body ,
In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver- fahrens weist die erfindungsgemäß induzierte Blutzusammensetzung mindestens ein therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsames Protein in höherer Konzentration als eine nicht transformierte Blutzusammensetzung auf. Erfindungsgemäß bevorzugt sind therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsame Proteine wie Cytokine, wie der natürliche oder abgewandelte lnterleukin-1 Rezeptorantagonist, IL- 1 Ra, (IRAP). Erfindungsgemäß bevorzugt wird in mindestens einer Blutzelle der erfindungsgemäß induzierten Blutzusammensetzung mindestens ein Effektormolekül, insbesondere Effektorprotein, exprimiert, welches in nicht transformierten Blutzellen überhaupt nicht oder in einer Menge exprimiert wird, die unter derjenigen Menge liegt, welche von der mindestens einen, das Effektormolekül, insbesondere Effektorprotein, exprimierenden Blutzelle der erfindungsgemäß induzierten Blutzusammensetzung produziert wird.In a special embodiment of the method according to the invention, the blood composition induced according to the invention has at least one therapeutically and / or diagnostically important protein in a higher concentration than an untransformed blood composition. According to the invention, therapeutically and / or diagnostically important proteins such as cytokines, such as the natural or modified interleukin-1 receptor antagonist, IL-1 Ra, (IRAP) are preferred. According to the invention, at least one effector molecule, in particular effector protein, is preferably expressed in at least one blood cell of the blood composition induced according to the invention, which is not expressed at all in non-transformed blood cells or in an amount which is less than the amount which of the at least one, the effector molecule, in particular Effector protein, expressing blood cell of the blood composition induced according to the invention is produced.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge- mäßen Verfahrens wird das Blut zur Herstellung der induzierten Blutzusammensetzung einem Organismus, insbesondere einem menschlichen oder tierischen Körper, Patienten oder Probanden mit mindestens einem Entnahmesystem, vorzugsweise einer Spritze, entnommen. Erfindungsgemäß bevorzugt wird das Blut mit dem mindestens einen Nucleinsäuremolekül innerhalb der Spritze transformiert, wobei die zu transformierenden Blutzellen vorher nicht von anderen Blutkomponenten des entnommenen Bluts abgetrennt, das heißt fraktioniert, werden. In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Blut mit mindestens einem Entnahmesystem, vorzugsweise mit einer Spritze, entnommen und anschließend in mindestens ein weiteres Gefäß gefüllt. Erfindungsgemäß bevorzugt wird das entnommene Blut in diesem mindestens einen weiteren Gefäß transformiert, vorzugsweise ohne vorher die zu transformierenden Blutzellen von anderen Blutkomponenten abzutrennen, das heißt als nicht fraktioniertes Blut, insbesondere als Vollblut. In einer Variante werden aus dem entnommenen Blut Blutzellen, insbesondere nucleäre Zellen wie mononucleäre Zellen, PBMC, von anderen Blutkomponenten getrennt, die Blutzellen transformiert und in Medi- um mit oder ohne Serum, insbesondere autologem Serum, vorzugsweise autologem Serum, das bei oben genannter Trennung, das heißt Fraktionierung, als isolierte Blutkomponente erhalten wurde, oder in reinem, das heißt unverdünntes, Serum, insbesondere rei- nem, autologem Serum, vorzugsweise reinem, autologem Serum, das bei oben genannter Trennung als isolierte Blutkomponente erhalten wurde, inkubiert.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the blood for producing the induced blood composition is taken from an organism, in particular a human or animal body, patients or test subjects with at least one withdrawal system, preferably a syringe. According to the invention, the blood is preferably transformed with the at least one nucleic acid molecule within the syringe, the blood cells to be transformed not being separated beforehand from other blood components of the blood drawn, that is to say fractionated. In a variant of the method according to the invention, the blood is withdrawn with at least one withdrawal system, preferably with a syringe, and then filled into at least one further vessel. According to the invention, the blood withdrawn is preferably transformed in this at least one further vessel, preferably without first separating the blood cells to be transformed from other blood components, ie as non-fractionated blood, in particular as whole blood. In a variant, blood cells, in particular nuclear cells such as mononuclear cells, PBMC, are separated from other blood components from the blood drawn, and the blood cells are transformed and stored in medical to with or without serum, in particular autologous serum, preferably autologous serum, which was obtained as an isolated blood component in the above-mentioned separation, ie fractionation, or in pure, that is to say undiluted, serum, in particular pure, autologous serum, preferably pure , autologous serum, which was obtained as an isolated blood component in the above-mentioned separation.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist das mindestens eine zu transformierende Nucleinsäuremolekül in einem Vektor enthalten, zum Beispiel in einem Plasmid oder in einem Virus.According to the invention, the at least one nucleic acid molecule to be transformed is preferably contained in a vector, for example in a plasmid or in a virus.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist das mindestens eine zu transformierende Nucleinsäuremolekül funktioneil verbunden zu mindestens einem regulatorischen Element, zum Beispiel einem Promotor, En- hancer oder Intron, insbesondere mindestens einem blutzellspezifi- sehen regulatorischen Element. In einer Variante ist das mindestens eine zu transformierende Nucleinsäuremolekül funktionell verbunden zu mindestens einem ein Signalpeptid für die Proteinsezemierung aus der Zelle codierenden Nucleotidabschnitt.According to the invention, the at least one nucleic acid molecule to be transformed is preferably functionally linked to at least one regulatory element, for example a promoter, enhancer or intron, in particular at least one blood cell-specific regulatory element. In one variant, the at least one nucleic acid molecule to be transformed is functionally linked to at least one nucleotide section encoding a signal peptide for protein secretion from the cell.
Erfindungsgemäß bevorzugt wird das zu transformierende Nuclein- säuremolekül, insbesondere DNA oder RNA, gegebenenfalls mit mindestens einer Markersubstanz markiert. In einer Variante wird diese Markersubstanz genutzt zur Entfernung von überschüssiger, das heißt nicht transformierter, DNA nach Abschluss des Transformationsvorgangs.According to the invention, the nucleic acid molecule to be transformed, in particular DNA or RNA, is preferably labeled with at least one marker substance. In a variant, this marker substance is used to remove excess, that is to say untransformed, DNA after the transformation process has been completed.
Erfindungsgemäß bevorzugt wird das zu transformierende Nucleinsäuremolekül, insbesondere DNA oder RNA, zusammen mit mindes- tens einem weiteren Stoff, welcher die Transfektionsrate und/oder die Expressionsrate des zu transformierenden Nucleinsäuremoleküls moduliert, vorzugsweise erhöht, transformiert. Erfindungsgemäß bevorzugt erfüllt der weitere Stoff mindestens eine der folgend genann- ten Funktionen: a) Erkennung der Oberflächen spezifischer Zelltypen, um so diese Zellen spezifisch zu transformieren, b) Erhöhung der Aufnahmeeffizienz des zu transformierenden Nucleinsäuremoleküls in die Zelle, c) Optimierung des nucleären Transports des zu transformierenden Nucleinsäuremoleküls, d) Erhöhung der Transkriptionseffizienz des Transgens in der transformierten Zelle.According to the invention, the nucleic acid molecule to be transformed, in particular DNA or RNA, is preferred together with at least at least one further substance, which modulates, preferably increases, the transfection rate and / or the expression rate of the nucleic acid molecule to be transformed. According to the invention, the further substance preferably fulfills at least one of the following functions: a) recognition of the surfaces of specific cell types in order to specifically transform these cells, b) increasing the absorption efficiency of the nucleic acid molecule to be transformed into the cell, c) optimization of the nuclear transport of the nucleic acid molecule to be transformed, d) increasing the transcription efficiency of the transgene in the transformed cell.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das mindestens eine zu transformierende Nucleinsäuremolekül, insbesondere DNA oder RNA, immobilisiert auf mindestens einem festen Träger, insbesondere großen oder kleinen Kugeln, beispielsweise aus Glas, auf magnetischen Kügel- chen und/oder auf der Wand des Gefäßes, worin die Transformation stattfindet, insbesondere der Spritze, zur Transformation verwendet wird.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the at least one nucleic acid molecule to be transformed, in particular DNA or RNA, is immobilized on at least one solid support, in particular large or small balls, for example made of glass, on magnetic balls and / or on the wall of the Vessel in which the transformation takes place, in particular the syringe, is used for the transformation.
Die Transfektion mit Kugeln, vorzugsweise Mikroglaskügelchen, („Bead-Transfektion") stellt ein System dar, bei dem Kugeln, vorzugsweise Glaskugeln, mit Nucleinsäuremolekülen, vorzugsweise mit Plasmid-DNA, beschichtet („gecoated") werden. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden unter „Mikroglaskügelchen" oder „Glaskugeln" nicht allein Glaskugeln aus dem Material Glas verstanden, sondern auch Kugeln aus weiteren Materialien, welche bezüglich ihrer Funktion mit Glas vergleichbar sind, insbesondere Nucleinsäuremoleküle kovalent und/oder non-kovalent bin- den können, beispielsweise polymere Kunststoffe wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polytetrafluorethylen, Polyacrylate, Polyamide, Polycarbonate, Polyimide, Polyacetate, Polyolefine, Silikone, Polysilane, Latex und ähnliche und/oder Gemische daraus. Die Ku- geln sind erfindungsgemäß bevorzugt auch als magnetische Kugeln („magnetic beads") ausgebildet. Die Größe der Kugeln beziehungsweise Granulatpartikel liegt vorzugsweise zwischen 2 und 4 mm Durchmesser, wobei jedoch auch kleinere Partikel, insbesondere größer als 100 μm, eingesetzt werden können, zum Beispiel Glas- mehl.Transfection with spheres, preferably micro-glass spheres (“bead transfection”) is a system in which spheres, preferably glass spheres, are coated (“coated”) with nucleic acid molecules, preferably with plasmid DNA. In connection with the present invention, “micro-glass spheres” or “glass spheres” are not only understood to mean glass spheres made of glass, but also spheres made of other materials which are comparable in function to glass, in particular nucleic acid molecules that are covalent and / or non-covalent - You can, for example polymeric plastics such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polytetrafluoroethylene, polyacrylates, polyamides, polycarbonates, polyimides, polyacetates, polyolefins, silicones, polysilanes, latex and the like and / or mixtures thereof. According to the invention, the balls are preferably also designed as magnetic balls. The size of the balls or granulate particles is preferably between 2 and 4 mm in diameter, although smaller particles, in particular larger than 100 μm, can also be used. for example glass powder.
Während der Adhärenz der Zellen an diese Kugeln werden Nuclein- säuremoleküle, insbesondere DNA oder RNA, vorzugsweise Plasmid-DNA, in die Zellen aufgenommen, gelangen in den Zellkern und werden dort exprimiert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, Nuclein- Säuremoleküle auf einem festen Träger, zum Beispiel auf den großen oder kleinen Glaskugeln und/oder auf der Oberfläche des Entnahmesystems, vorzugsweise in Form einer Spritze, und/oder auf weiteren Gefäßen, die mit entnommenen Blut oder aufgetrennten Blutfraktionen in Kontakt gebracht werden, aufzubringen. Kemhaltige Blutzellen aus dem entnommenen Blut adherieren spezifisch an diesem Träger, wie bei größeren Kugeln, und/oder phagozytieren diesen Träger, wie bei kleineren Kugeln.During the adherence of the cells to these spheres, nucleic acid molecules, in particular DNA or RNA, preferably plasmid DNA, are taken up in the cells, reach the cell nucleus and are expressed there. According to the invention, nucleic acid molecules on a solid support, for example on the large or small glass spheres and / or on the surface of the sampling system, preferably in the form of a syringe, and / or on other vessels containing blood or separated blood fractions To be brought in contact. Nucleated blood cells from the blood drawn adhere specifically to this carrier, as in the case of larger spheres, and / or phagocytize this carrier, as in the case of smaller spheres.
Die Beschichtung der Kugeln mit den Nucleinsäuremolekülen erfolgt bevorzugt in kovalenter oder aber in non-kovalenter Art und Weise. Eine kovalente, insbesondere eine säure-labile kovalente, Bindung ist vor allem effektiv wenn die Träger durch Phagozytose aufge- nommen werden. Eine non-kovalente Bindung ist vor allem effektiv, wenn die DNA nach Adhärenz aufgenommen wird.The balls are coated with the nucleic acid molecules preferably in a covalent or non-covalent manner. A covalent, especially an acid-labile covalent, bond is particularly effective when the carrier is broken up by phagocytosis. be taken. Non-covalent binding is particularly effective if the DNA is taken up after adherence.
Als Alternative und/oder zusätzliche Transformationsmethode ist die Elektroporation vorgesehen. In einer weiteren bevorzugten Ausfüh- rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher das mindestens eine zu transformierende Nucleinsäuremolekül, insbesondere DNA oder RNA, durch Elektroporation der zu transformierenden Blutzellen transformiert. In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das zu transformierende Nucleinsäuremolekül mindestens ein die Expression körpereigener Proteine induzierendes, reprimieren- des und/oder regulierendes Nucleinsäuremolekül, beispielsweise mindestens ein Antisensekonstrukt, RNA-Element, transposables Element, Transkriptionsfaktor, insbesondere besteht es daraus.Electroporation is provided as an alternative and / or additional transformation method. In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the at least one nucleic acid molecule to be transformed, in particular DNA or RNA, is therefore transformed by electroporation of the blood cells to be transformed. In a preferred embodiment, the nucleic acid molecule to be transformed contains at least one nucleic acid molecule which induces, represses and / or regulates the expression of the body's own proteins, for example at least one antisense construct, RNA element, transposable element, transcription factor, in particular it consists of this.
Bei der Applikation spezifischer elektrischer Felder werden Zellen in Abhängigkeit von den gewählten elektrischen Parameter ab einer bestimmten Größe transfiziert. Es ist vorgesehen, mit Hilfe der E- lektroporation insbesondere kernhaltige Blutzellen zu transformieren; dies geschieht insbesondere ohne eine vorherige Aufreinigung der kernhaltigen Blutzellen aus dem Blut. Das heißt, besonders vorteil- haft werden im Vollblut kernhaltige Blutzellen transformiert. Es ist vorgesehen, während der Elektroporation bevorzugt „nackte" DNA zu benutzen, welche gegebenenfalls markiert ist, beispielsweise mitWhen applying specific electrical fields, cells are transfected from a certain size depending on the selected electrical parameters. It is intended to transform nuclear blood cells in particular with the aid of electroporation; this happens in particular without prior purification of the nucleated blood cells from the blood. This means that coronary blood cells are transformed particularly advantageously in whole blood. It is envisaged to use “naked” DNA, which may be labeled, for example with, during the electroporation
Biotin, um überschüssige, das heißt nicht transformierte, DNA nachBiotin to remove excess, that is, untransformed, DNA
Abschluss des Transformationsvorgangs wieder entfernen zu kön- nen.To be able to remove the completion of the transformation process.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach erfolgter Transformation, der Ex- pression des mindestens einen transgenen Genprodukts, insbesondere des therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsamen Proteins und/oder Effektors in der mindestens einen transgenen Blutzelle und der Sezernierung aus der Blutzelle in das Serum, die mindestens eine Blutzelle und gegebenenfalls mindestens eine weitere nicht transformierte Blutzelle aus der induzierten Blutzusammensetzung vom Serum abgetrennt und ein induziertes, vorzugsweise zellfreies, Serum erhalten.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, after the transformation, the ex- Pression of the at least one transgenic gene product, in particular the therapeutically and / or diagnostically important protein and / or effector in the at least one transgenic blood cell and the secretion from the blood cell into the serum, the at least one blood cell and optionally at least one further non-transformed blood cell from the induced blood composition separated from the serum and an induced, preferably cell-free, serum obtained.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt wird das zu transformieren- de Nucleinsäuremolekül mit Hilfe von Liposomen, viralen Vektoren oder gebunden an großen und/oder kleinen Kugeln, insbesondere Mikroglaskügelchen, transformiert, wobei insbesondere gegebenenfalls das mindestens eine zu transformierende Nucleinsäuremolekül säurelabil an die großen und/oder kleinen Kugeln gebunden ist.According to the invention, the nucleic acid molecule to be transformed is particularly preferably transformed with the aid of liposomes, viral vectors or bound to large and / or small spheres, in particular microglass spheres, in particular if appropriate the at least one nucleic acid molecule to be transformed being acid-labile to the large and / or small spheres is bound.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem auch ein Verfahren zur Transformation von mindestens einer, insbesondere im Blut vorhandenen, Zelle, beispielsweise Blutzellen, mit mindestens einem Nucleinsäuremolekül, wobei die Zelle und/oder Blutzellen mit den Nucleinsäuremolekülen in Kontakt gebracht, die Zellen und/oder die im Blut vorhandenen Blutzellen transformiert und stabil oder transient transformierte Zellen und/oder Blutzellen erhalten werden. Erfindungsgemäß bevorzugt werden dabei die zu transformierenden Nucleinsäuremoleküle vor der Transformation insbesondere kovalent, insbesondere säurelabil, an große und/oder kleine Kugeln, insbesondere Mikroglaskügelchen, gebunden.The present invention also relates to a method for transforming at least one cell, in particular in the blood, for example blood cells, with at least one nucleic acid molecule, the cell and / or blood cells being brought into contact with the nucleic acid molecules, the cells and / or the blood cells present in the blood are transformed and cells or / and blood cells transformed in a stable or transient manner are obtained. According to the invention, the nucleic acid molecules to be transformed are preferably bound, in particular covalently, in particular acid-labile, to large and / or small balls, in particular microglass balls, before the transformation.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist ein Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers, wobei dem menschlichen oder tierischen Körper Blut, vorzugsweise mittels mindestens einer Spritze, entnommen wird und ein vorgenanntes erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt wird, um insbesondere eine induzierte Blutzusammensetzung herzustellen. Erfindungsgemäß wird die induzierte Blutzusammensetzung dem, vorzugsweise demselben, menschlichen oder tierischen Körper, wieder appliziert, vorzugsweise reappliziert. Bevorzugt wird im Wesentlichen allein das induzierte Blutserum, insbesondere nach Abtrennung der Blutzellen und/oder anderen Blutkomponenten, insbesondere korpuskularen Komponenten wie Erythrozyten und/oder Fibrinogen, in den menschlichen oder tierischen Körper appliziert. In einer erfindungsgemäßen Variante dieses Verfahrens wird die hergestellte induzierte Blutzusammensetzung oder das induzierte Blutserum nicht in denselben tierischen oder menschlichen Körper reappliziert, sondern vielmehr in einen anderen tierischen oder menschlichen Körper appliziert.Another object of the invention is a method for treating the human or animal body, wherein the human or animal body blood, preferably by means of at least one syringe, and an aforementioned method according to the invention is carried out, in particular to produce an induced blood composition. According to the invention, the induced blood composition is re-applied to, preferably the same, human or animal body, preferably reapplied. Preferably, essentially only the induced blood serum, in particular after separation of the blood cells and / or other blood components, in particular corpuscular components such as erythrocytes and / or fibrinogen, is applied to the human or animal body. In a variant of this method according to the invention, the induced blood composition or the induced blood serum is not re-applied in the same animal or human body, but rather is applied in another animal or human body.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist die Verwendung von großen und/oder kleinen Kugeln wie Mikroglaskügelchen, woran, vorzugsweise kovalent, vorzugsweise säurelabil, Nucleinsäuremole- küle gebunden sind, für die Transformation von Blut, vorzugsweise von nucleären Zellen aus Blut, insbesondere im Vollblut. Erfindungsgemäß bevorzugt ist dabei die Verwendung für die Expression und Sezemierung von Proteinen und/oder Effektoren im Blut, insbesondere in Blutzellen. Ein weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist daher auch die Verwendung für die Transformation von biologischen Zellen, insbesondere eukaryontischen Zellen, besonders bevorzugt pflanzlichen, pilzlichen oder tierischen Zellen wie Säugerzellen, insbesondere humanen Zellen. Weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist schließlich die Verwendung von Blut, insbesondere Vollblut, für die Transformation von Nucleinsäuremolekülen codierend wenigstens ein therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsames Protein und/oder Effektormole- kül, in mindestens eine Blutzelle des Blutes, insbesondere Vollblutes, für therapeutische, insbesondere gentherapeutische Zwecke, vorzugsweise für die Gentherapie und/oder die Behandlung von Leukämie, die Behandlung von traumatischen, degenerativen, chronisch inflammatorischen Erkrankungen des Nervensystems, des Bewegungsapparates oder verschiedener innerer Organe. Ein weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist daher auch die Verwendung von Blut, insbesondere Vollblut, für die Herstellung von Arzneimittelkits, insbesondere aus einer erfindungsgemäß hergestellten induzierten Blutzusammensetzung und/oder induziertem Serum, für die vorgenannten therapeutischen Zwecke. Ein weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist auch die Verwendung von Nucleotidmolekülen, insbesondere codierend für mindestens ein therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsames Protein und/oder Effektormolekül, für die Transformation von Blut, insbesondere von mindestens einer in dem Blut enthaltenen Blutzelle, und die Expression und gegebenenfalls Sezernierung mindestens eines therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsamen Proteins und/oder Effektormoleküls für die vorgenannten therapeutischen Zwecke. Ein weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist auch die Verwendung dieser Nucleotidmoleküle, insbesondere codierend für therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsame Proteine und/oder Effektormoleküle, für die Herstellung eines Arzneimittelkits für diese Transformation. Erfindungsgemäß bevorzugt findet die pharmazeutische Produktion des mindestens einen, insbesondere therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsamen, vorzugsweise autologen Proteins, durch patienteneigene Blutzellen und die anschließende autologe thera- peutische Applikation statt. Alternativ dazu ist eine Transformation und Inkubation der Blutzellen direkt nach der Entnahme des Vollbluts in einem Entnahmesystem, die Aufarbeitung und Applikation des Serums vorgesehen. Insbesondere wenn die Transformation nach Auftrennung von Blutkomponenten beziehungsweise die Aufreini- gung von mononuleären peripheren Blutzellen, PBMCs („peripheral blood mononuclear cells").Another object of the invention is the use of large and / or small spheres such as microglass beads, to which nucleic acid molecules are bound, preferably covalently, preferably acid-labile, for the transformation of blood, preferably of nuclear cells from blood, in particular in whole blood. According to the invention, preference is given to the use for the expression and secretion of proteins and / or effectors in the blood, in particular in blood cells. Another object of the invention is therefore also the use for the transformation of biological cells, in particular eukaryotic cells, particularly preferably plant, fungal or animal cells such as mammalian cells, in particular human cells. Finally, another subject of the invention is the use of blood, in particular whole blood, for the transformation of nucleic acid molecules encoding at least one therapeutically and / or diagnostically important protein and / or effector molecule, into at least one blood cell of the blood, in particular whole blood, for therapeutic, in particular gene therapy Purposes, preferably for gene therapy and / or the treatment of leukemia, the treatment of traumatic, degenerative, chronic inflammatory diseases of the nervous system, the musculoskeletal system or various internal organs. Another object of the invention is therefore the use of blood, in particular whole blood, for the production of pharmaceutical kits, in particular from an induced blood composition and / or induced serum produced according to the invention, for the aforementioned therapeutic purposes. Another object of the invention is also the use of nucleotide molecules, in particular coding for at least one therapeutically and / or diagnostically important protein and / or effector molecule, for the transformation of blood, in particular of at least one blood cell contained in the blood, and the expression and, if appropriate, secretion at least one therapeutically and / or diagnostically important protein and / or effector molecule for the aforementioned therapeutic purposes. Another object of the invention is the use of these nucleotide molecules, in particular coding for therapeutically and / or diagnostically important proteins and / or effector molecules, for the production of a pharmaceutical kit for this transformation. According to the invention, the pharmaceutical production of the at least one, in particular therapeutically and / or diagnostically significant, preferably autologous protein, preferably takes place by the patient's own blood cells and the subsequent autologous therapeutic application. As an alternative to this, transformation and incubation of the blood cells directly after the removal of the whole blood in a collection system, the processing and application of the serum are provided. Especially when the transformation after separation of blood components or the purification of mononuclear peripheral blood cells, PBMCs ("peripheral blood mononuclear cells").
stattfindet, wird die Transformation bevorzugt durchgeführt a) ohne Wachstumsinduzierung mit zum Beispiel mitogenen oder wachstumsstimulierenden Substanzen wie lnterleukin-2 (IL-2) oder b) mit Wachstumsinduzierung mit zum Beispiel mitogenen oder wachstumsstimulierenden Substanzen wie IL-2.the transformation is preferably carried out a) without growth induction with, for example, mitogenic or growth-stimulating substances such as interleukin-2 (IL-2) or b) with growth induction with, for example, mitogenic or growth-stimulating substances such as IL-2.
Nach der Wachstumsinduzierung und der Transformation bevorzugt mit Hilfe von Liposomen oder mittels Elektroporation ist vorgesehen, dass die Zellen ohne oder mit weiterer Wachstumsinduzierung wei- tergezüchtet werden. Es zeigt sich, dass insbesondere die Benutzung von elektrischen Feldern, insbesondere bei der Elektroporation, das Zellwachstum und/oder die Zellentwicklung stimuliert. Die Elekt- rostimulation ist daher auch als Alternative zu bekannten wachstumsstimulierenden Substanzen vorgesehen.After the growth induction and the transformation, preferably with the aid of liposomes or by means of electroporation, it is provided that the cells are grown further without or with further growth induction. It has been shown that, in particular, the use of electrical fields, in particular in electroporation, stimulates cell growth and / or cell development. Electrostimulation is therefore also intended as an alternative to known growth-stimulating substances.
Für die Entfernung der nicht transformierten Nucleinsäuremoleküle, insbesondere DNA und RNA, nach erfolgter Transformation, insbesondere die Entfernung der DNA aus humanem Serum nach Inkuba- tion sind erfindungsgemäß im Wesentlichen folgende Verfahren vorgesehen: In einer bevorzugten Variante sind die zu transformierenden Nucleinsäuremoleküle gekoppelt an einen Träger, wobei nach der Inkubation das Serum zentrifugiert wird, und nach der Zentrifuga- tion das Serum, welches die gewünschten Proteine enthält, entnommen und filtriert wird, um die letzten Träger- und Zellreste zu entfernen, wobei die nicht transformierten Nucleinsäuremoleküle zusammen mit den Trägern entfernt werden. In einer weiteren Variante werden markierte Nucleinsäuremoleküle eingesetzt, wobei nach der Inkubation dem Serum Zusatzstoffe, insbesondere Träger, hinzugefügt werden, welche eine Affinität für die markierten Nucleinsäuremoleküle besitzen. Im Falle von erfindungsgemäß bevorzugt mit Biotin markierten Nucleinsäuremolekülen werden mit Streptavidin beschichtete Träger eingesetzt, welche die Biotin-markierten Moleküle binden. Die Träger werden anschließend mittels Zentrifugation und/oder, im Falle von magnetischen Trägern, mittels Magnetismus aus dem Serum entfernt, wobei die nicht transformierten Nucleinsäuremoleküle an den Träger gebunden aus dem Serum entfernt werden. In einer weiteren Variante wird das Serum mit den darin enthal- tenen nicht transformierten Nucleinsäuremolekülen mittels mindestens einem Filter, welcher eine Affinität für die Nucleinsäuremoleküle hat, gereinigt. Beispielsweise binden mit Biotin markierte Nucleinsäuremoleküle an einen mit Streptavidin beschichteten Filter. Besonders vorteilhaft werden in dieser Variante in einem einzigen Schritt sowohl Zellreste als auch überschüssige, nicht transformierte Nucleinsäuremoleküle aus dem Serum entfernt.For the removal of the non-transformed nucleic acid molecules, in particular DNA and RNA, after transformation, in particular the removal of the DNA from human serum after incubation The following methods are essentially provided according to the invention: In a preferred variant, the nucleic acid molecules to be transformed are coupled to a support, the serum being centrifuged after the incubation, and the serum which contains the desired proteins removed and filtered after the centrifugation is used to remove the last carrier and cell residues, the untransformed nucleic acid molecules being removed together with the carriers. In a further variant, labeled nucleic acid molecules are used, additives, in particular carriers, which have an affinity for the labeled nucleic acid molecules being added to the serum after the incubation. In the case of nucleic acid molecules preferably labeled with biotin according to the invention, carriers coated with streptavidin are used which bind the biotin-labeled molecules. The carriers are then removed from the serum by means of centrifugation and / or, in the case of magnetic carriers, by means of magnetism, the non-transformed nucleic acid molecules bound to the carrier being removed from the serum. In a further variant, the serum with the untransformed nucleic acid molecules contained therein is purified by means of at least one filter which has an affinity for the nucleic acid molecules. For example, nucleic acid molecules labeled with biotin bind to a filter coated with streptavidin. In this variant, both cell residues and excess, non-transformed nucleic acid molecules are particularly advantageously removed from the serum in a single step.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele und Figuren näher beschrieben. Die Figuren zeigen:The invention is described in more detail with reference to the following examples and figures. The figures show:
Figur 1 - die Darstellung des IL-1 ß-Gehalts in der Blutzellkultur nach dem Pyrogenitätstest des Plasmids pcDNA-IL-1Ra,FIG. 1 shows the IL-1β content in the blood cell culture after the pyrogenicity test of the plasmid pcDNA-IL-1Ra,
Figur 2 - die Darstellung der Abhängigkeit der DNA-Bindung an Glaskugeln von dem pH-Wert des Puffers,FIG. 2 shows the dependence of the DNA binding on glass spheres on the pH of the buffer,
Figur 3 - die Darstellung der Abhängigkeit der DNA-Bindung an Glaskugeln von der Inkubationszeit in DNA-haltigem Puffer,FIG. 3 shows the dependence of the DNA binding on glass balls on the incubation time in DNA-containing buffer,
Figur 4 - ein Agarose-Gel (2%) nach der PCR auf eine Verdünnungsreihe von pcDNA-IL-1 Ra in TE und auf Kugelwaschwasser, Ethidiumbromid-Färbung. Die Pfeile zeigen die vergleichbaren Verdünnungsstufen,Figure 4 - an agarose gel (2%) after PCR on a dilution series of pcDNA-IL-1 Ra in TE and on ball wash water, ethidium bromide staining. The arrows show the comparable dilution levels,
Figur 5 - ein Agarose-Gel (2%) nach der PCR auf eine Verdünnungsreihe von pcDNA-IL-1 Ra in Humanserum, Ethidiumbromid- Färbung, die Kontrolle enthält keine „Template"-DNA („Wasserkon- trolle"),FIG. 5 - an agarose gel (2%) after the PCR on a dilution series of pcDNA-IL-1 Ra in human serum, ethidium bromide staining, the control contains no “template” DNA (“water control”),
Figur 6 - ein Agarose-Gel (2%) nach einer „nested"-PCR auf eine Verdünnungsreihe von pcDNA IL-1Ra in Humanserum, Ethidiumbromid-Färbung, die Kontrolle enthält keine „Template"-DNA („Wasserkontrolle"),FIG. 6 - an agarose gel (2%) after a “nested” PCR on a dilution series of pcDNA IL-1Ra in human serum, ethidium bromide staining, the control contains no “template” DNA (“water control”),
Figur 7 - ein Agarose-Gel (2%) nach PCR auf Verdünnungsreihe von pcDNA-IL-1Ra in Humanserum, Probenmaterial des erfindungsgemäßen Spritzensystems mit „Bead Transfektion" und des ORTHOKIN®-Systems, Färbung mittels Ethidiumbromid, Figur 8 - eine Darstellung des IL-1 Ra-Gehalts nach „Bead- Transfektion" in der Blutzellkultur,FIG. 7 - an agarose gel (2%) after PCR on a dilution series of pcDNA-IL-1Ra in human serum, sample material of the syringe system according to the invention with “bead transfection” and the ORTHOKIN® system, staining using ethidium bromide, FIG. 8 shows the IL-1 Ra content after “bead transfection” in the blood cell culture,
Figur 9 - eine Darstellung des IL-1Ra-Gehalts im Serumüberstand nach 24 Stunden Inkubation von Vollblut, Vergleich des erfindungs- gemäßen Spritzensystems mit „Bead Transfektion" mit den ORTHOKIN®-System, einer Perfusorspritze ohne Kugeln und mit der Nullprobe,FIG. 9 shows the IL-1Ra content in the serum supernatant after 24 hours of incubation of whole blood, comparison of the syringe system according to the invention with “bead transfection” with the ORTHOKIN® system, a perfusor syringe without balls and with the zero sample,
Figur 10 - eine Darstellung der spezifischen Aktivität der ß- Galaktosidase nach Elektroporation von PBMCs mit pVaxLacZ,FIG. 10 shows a representation of the specific activity of the β-galactosidase after electroporation of PBMCs with pVaxLacZ,
Figur 11 - eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß eingesetzten Spritze (1) aus Glas oder Kunststoff mit einem Stempel (3), einem optional abschraubbaren Verschluss (5), einem Verschlussansatz (13) und einer darauf angeordneten und diesen abschließenden abnehmbaren Kappe (7) mit Septum. Der Stempel (3) weist bevorzugt eine Sollbruchstelle (15) auf. Dargestellt ist auch erfindungsgemäß beschichtetes Granulat (9) im Lumen der Spritze.Figure 11 - a schematic representation of a syringe (1) according to the invention made of glass or plastic with a plunger (3), an optionally screwable closure (5), a closure attachment (13) and a removable cap (7) arranged thereon and closing it septum. The stamp (3) preferably has a predetermined breaking point (15). Granulate (9) coated according to the invention is also shown in the lumen of the syringe.
Beispiel 1 : Transformation einer Blutzellkultur mit Hilfe von DNA- beschichteten Mikroglaskügelchen („Bead-Transfektion").Example 1: Transformation of a blood cell culture with the aid of DNA-coated microglass beads (“bead transfection”).
a) Blutzellkultura) Blood cell culture
Die Blutzellkultur ist ein System, das hauptsächlich in der Forschung und der Entwicklung eingesetzt wird. Die Blutzellkultur dient der Kultivierung von Vollblut. Diese Methode wird zur „Bead-Transfektion" und zum Toxizitätstest von DNA genutzt. Dazu wird eine 48-Well-Zellkulturplatte (Nunc, Wiesbaden) entsprechend dem Versuchsansatz vorbereitet, indem Mikroglaskügelchen zur „Bead-Transfektion" beziehungsweise DNA für einen Toxizitäts- test eingebracht werden. Anschließend wird nicht koaguliertes Voll- blut wird in die Kavitäten gegeben, wobei bei einer 48-Well-Platte cirka 1 ml pro Kavität eingesetzt werden. Ein Teil des Vollbluts wird als Null-Probe für etwa 5 Minuten bei 5000 x g zentrifugiert, anschließend wird der Überstand abgenommen und in eine Kavität einer 96-Well-Platte gegeben. Die Platte mit der Null-Probe wird ver- schlössen und eingefroren bei -80°C gelagert. Die 48-Well- Zellkulturplatte wird ebenfalls verschlossen und etwa 24 Stunden bei etwa 37°C bei 5% C02-Sättigung und gesättigter Luftfeuchtigkeit inkubiert. Nach der Inkubation wird der Serum-Überstand der Proben in der 48-Well-Zellkulturplatte abgenommen und ebenfalls in die 96- Well-Platte gegeben. Die 96-Well-Platte mit den Proben wird bis zur Analyse eingefroren bei -80°C aufbewahrt.Blood cell culture is a system that is mainly used in research and development. The blood cell culture is used to cultivate whole blood. This method is used for "bead transfection" and for the toxicity test of DNA. For this purpose, a 48-well cell culture plate (Nunc, Wiesbaden) is prepared according to the experimental approach by introducing microglass beads for "bead transfection" or DNA for a toxicity test. Subsequently, non-coagulated whole blood is added to the wells, whereby approximately 1 ml per cavity are used for a 48-well plate, and part of the whole blood is centrifuged as a zero sample for about 5 minutes at 5000 xg, after which the supernatant is removed and placed in a cavity of a 96-well plate. The plate with the zero sample is closed and stored frozen at -80 ° C. The 48-well cell culture plate is also closed and incubated for about 24 hours at about 37 ° C. with 5% CO 2 saturation and saturated air humidity. After the incubation, the serum supernatant of the samples in the 48-well cell culture plate is removed and likewise placed in the 96-well plate stored frozen at -80 ° C until analysis.
Bei einem Toxizitätstest beziehungsweise Pyrogenitätstest wird der lnterleukin-1ß-Gehalt bestimmt; bei den Transfektionsexperimenten wird der Gehalt eines exprimierten Reporter- oder Zielproteins be- stimmt.The interleukin-1ß content is determined in a toxicity test or pyrogenicity test; in the transfection experiments, the content of an expressed reporter or target protein is determined.
Bei Ansätzen in anderen Formaten werden die Volumina jeweils entsprechend angepasst.For approaches in other formats, the volumes are adjusted accordingly.
b) Produktion der Plasmid-DNA ocDNA-IL-1Rab) Production of the plasmid DNA ocDNA-IL-1Ra
Das Plasmid pcDNA-IL-1Ra enthält mindestens eine Sequenz die für eine Protein codiert („coding region") sowie ein Steuer-Einheit („Promoter"), die in eukaryontischen Zellen wirksam ist. Es besteht aus der kodierenden Region, der IL-1 Ra-cDNA, in einem pcDNA-1 Vektor (Firma Invitrogen, Karlsruhe). Die Isolierung von Plasmid-DNA aus Bakteriensuspensionen erfolgt mit einem handelsüblichen System (Qiagen Maxiprep™ endofree-Kit™, Firma Qiagen) nach Proto- koll des Herstellers. Alle vom Hersteller vorgeschlagenen Kontrollen werden durchgeführt. Die Qualitätskontrolle des isolierten Plasmids erfolgt in an sich bekannter Weise durch spezifische PCR, Restrikti- onsverdau und Toxizitätstest beziehungsweise Pyrogenitätstest in einer Blutzellkultur .The plasmid pcDNA-IL-1Ra contains at least one sequence which codes for a protein (“coding region”) and a control unit (“promoter”) which is active in eukaryotic cells. It consists of the coding region, the IL-1 Ra cDNA, in a pcDNA-1 vector (company Invitrogen, Karlsruhe). Plasmid DNA is isolated from bacterial suspensions using a commercially available system (Qiagen Maxiprep ™ endofree-Kit ™, from Qiagen) according to the manufacturer's protocol. All checks suggested by the manufacturer are carried out. The quality control of the isolated plasmid is carried out in a manner known per se by means of specific PCR, restriction digestion and toxicity test or pyrogenicity test in a blood cell culture.
c) Pyrogenitätstest der Plasmid-DNA pcDNA-IL-1Rac) Pyrogenicity test of the plasmid DNA pcDNA-IL-1Ra
Es ist es erforderlich, dass die verwendete DNA nicht pyrogen ist. In einer Blutzellkultur (siehe a) mit pyrogener DNA lag der IL-1 ß-Gehalt bei durchschnittlich 2500 pg/ml. Als nicht pyrogen oder als endoto- xinfrei gilt die DNA, wenn der IL-1 ß-Gehalt nach der Inkubation mit dem potentiellen Pyrogen den Gehalt des untersten Standards des IL-1 ß-ELISA-Tests, nämlich 15,2 pg/ml, nicht übersteigt. In Figur 1 sind die Ergebnisse des Pyrogenitätstests dargestellt:The DNA used must be non-pyrogenic. In a blood cell culture (see a) with pyrogenic DNA, the IL-1β content was 2500 pg / ml on average. DNA is not considered to be pyrogenic or endotoxin-free if the IL-1ß content after incubation with the potential pyrogen is the lowest standard of the IL-1ß-ELISA test, namely 15.2 pg / ml. does not exceed. The results of the pyrogenicity test are shown in FIG. 1:
Es kann keine Erhöhung des IL-1 ß-Gehalts bei Inkubation mit pcDNA-IL-1Ra detektiert werden. Die IL-1ß-Konzentrationen des Serumüberstands der in der Blutzellkultur inkubierten Verdünnungsreihe der pcDNA-IL-1 Ra sind kleiner als 15,2 pg/ml, die DNA wirkt nicht pyrogen.No increase in the IL-1β content can be detected when incubated with pcDNA-IL-1Ra. The IL-1ß concentrations of the serum supernatant of the dilution series of pcDNA-IL-1 Ra incubated in the blood cell culture are less than 15.2 pg / ml, the DNA is not pyrogenic.
d) Beschichtunα der Glaskugelnd) coating of the glass balls
Plasmid-DNA wird unter spezifischen pH- und Salzbedingungen an die Oberfläche von Glaskugeln gebunden. Nicht alle Glasarten undPlasmid DNA is bound to the surface of glass spheres under specific pH and salt conditions. Not all types of glass and
-qualitäten können non-kovalent DNA binden. In folgender Weise wird festgestellt, ob die Träger geeignet sind, DNA non-kovalent zu binden:-Qualities can bind DNA non-covalently. In the following way it is determined whether the carriers are suitable for binding DNA non-covalently:
Erstens wird festgestellt, wie viele Waschschritte benötigt werden, um alle Rückstände wie Glasstaub und Schmutz von den zu beschichtenden Kugeln zu entfernen. Als Kugeln werden normalerweise Glaskugeln der Firma Roth (Karlsruhe) mit den Folgenden Eigenschaften eingesetzt:First, it is determined how many washing steps are required to remove all residues such as glass dust and dirt from the balls to be coated. Glass balls from Roth (Karlsruhe) with the following properties are normally used as balls:
Größe 2,85 bis 3,3 mm,Size 2.85 to 3.3 mm,
Chem. Zusammensetzung:Chem. Composition:
Si02 68%,Si0 2 68%,
CaO 3%,CaO 3%,
BaO 6%,BaO 6%,
K20 8%,K 2 0 8%,
Na20 10%,Na 2 0 10%,
Al203 1%,Al 2 0 3 1%,
B203 2%, bleifrei.B 2 0 3 2%, lead-free.
Dazu werden die Kugeln mehrmals hintereinander gewaschen, indem sie in ein 50 ml-Röhrchen gefüllt werden und dieses mit Phos- phatpuffer mit pH 5,5 (1/15 mol/l KH2P03, 1/15 mol/l Na2HP03) aufgefüllt wird. Durch mehrmaliges Invertieren werden die Kugeln gewaschen; die Flüssigkeit wird anschließend wieder abgegossen.For this purpose, the balls are washed several times in succession by filling them into a 50 ml tube and this with phosphate buffer with pH 5.5 (1/15 mol / l KH 2 P0 3 , 1/15 mol / l Na 2 HP0 3 ) is replenished. The balls are washed by inverting them several times; the liquid is then poured off again.
Es ist vorteilhaft, zunächst bei extrem niedrigen pH, d.h. zwischen 0,01 und 2, oder bei extrem hohen pH, d.h. zwischen 10 und 14, vorzuwaschen, beziehungsweise erst bei hohem pH und anschließend bei niedrigem pH, oder erst bei niedrigem pH und anschließend bei hohem pH, um einen erhöhten Reinigungsgrad der Glas- träger zu erreichen. Die Waschzeiten betragen pro Waschdurchgang zwischen 2 min und 1 Std., vorzugsweise 30 min. Die Behandlungszeiten mit Säure und/oder Lauge betragen zwischen 2 min und 1 Std., vorzugsweise 30 min. Gleichzeitig kommt es bei dieser Säure- beziehungsweise Laugenbehandlung zu einer Modifizierung der Glasoberfläche. Diese Vorbehandlung oder Modifikation geschieht durch die Anwendung von herkömmlichen organischen und/oder anorganischen Säuren wie Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure Zitronensäure oder Essigsäure, etc. sowie bevor- zugt Chromschwefelsäure, vorzugsweise 50%ige Chromschwefelsäure (z.B. Merck, Darmstadt, Best. Nr. 1.02499.2500, Chromschwefelsäure wird mit Biochrom Reinstwasser Ultra Pure Water No. L 0040 bis zur gewünschten Verdünnung verdünnt), beziehungsweise Laugen wie Natronlauge, Kalilauge, Ammoniak, etc.It is advantageous to prewash first at extremely low pH, ie between 0.01 and 2, or at extremely high pH, ie between 10 and 14, or only at high pH and then at low pH, or only at low pH and then at high pH to increase the degree of cleaning of the glass to achieve carriers. The washing times are between 2 minutes and 1 hour, preferably 30 minutes, per wash cycle. The treatment times with acid and / or alkali are between 2 minutes and 1 hour, preferably 30 minutes. At the same time, this acid or alkali treatment modifies the glass surface. This pretreatment or modification takes place through the use of conventional organic and / or inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, citric acid or acetic acid, etc. and preferably chromium-sulfuric acid, preferably 50% chromium-sulfuric acid (e.g. Merck, Darmstadt, order no . 1.02499.2500, Chromosulphuric acid is diluted with Biochrom Ultra Pure Water No. L 0040 to the desired dilution), or alkalis such as sodium hydroxide solution, potassium hydroxide solution, ammonia, etc.
Der Verschmutzungsgrad wird durch photometrische Messung der optischen Dichte (OD) bei einer oder mehreren Wellenlängen zwischen 200 und 800, vorzugsweise bei 280 nm (OD2so) ermittelt.The degree of contamination is determined by photometric measurement of the optical density (OD) at one or more wavelengths between 200 and 800, preferably at 280 nm (OD 2 see above).
Üblicherweise bleibt nach 4 Waschschritten die OD2so konstant (siehe Tabelle 1), was zeigt, dass entfernbare Schmutzpartikel von den Glaskugeln entfernt sind.After 4 washing steps, the OD 2 usually remains so constant (see Table 1), which shows that removable dirt particles have been removed from the glass balls.
Optional werden die Kugeln zusätzlich solange mit reinem Wasser, Leitfähigkeit bis maximal etwa 1 μS, gewaschen, bis die Leitfähigkeit des Waschwassers wieder der ursprünglichen Leitfähigkeit entspricht. Dann wird der Waschschritt noch einmal wiederholt. Dieser Schritt entfernt eventuelle Reste von Ionen, die die Bindung der DNA und einen klinischen Einsatz nachteilig beeinflussen können. Als Bindungspuffer wird idealerweise eine physiologische Lösung wie PBS eingesetzt, weil dann für einen zellphysiologischen oder klinischen Einsatz die lonenstärke und Zusammensetzung des Puffers nicht angepasst werden soll. Es wird ein pH-Wert-Gradient mit PBS im pH-Wert-Bereich von 5 bis 7 erstellt und die Bindung der DNA an den Glaskugeln getestet. Hierzu werden die Kugeln zwischen 1 und 10 mal, bevorzugt 4 mal, mit dem jeweiligen Puffer gewaschen und mit pcDNA-IL-1Ra (10 μg/ml PBS) 90 min inkubiert. Vor und nach den einzelnen Schritten wird mittels OD-Messung bei 260 und 280 nm die Reinheit der Kugeln und die Bindung der DNA kontrolliert.Optionally, the balls are additionally washed with pure water, conductivity up to a maximum of about 1 μS, until the conductivity of the wash water again corresponds to the original conductivity. Then the washing step is repeated again. This step removes any residual ions that can adversely affect DNA binding and clinical use. A physiological solution such as PBS is ideally used as the binding buffer, because then the ionic strength and composition of the buffer should not be adapted for cell physiological or clinical use. A pH gradient is created with PBS in the pH range from 5 to 7 and the binding of the DNA to the glass balls is tested. For this purpose, the balls are washed between 1 and 10 times, preferably 4 times, with the respective buffer and incubated with pcDNA-IL-1Ra (10 μg / ml PBS) for 90 min. Before and after the individual steps, the purity of the spheres and the binding of the DNA are checked by means of OD measurement at 260 and 280 nm.
Tabelle 1 zeigt typische Ergebnisse einer OD-Messung nach 4 Waschschritten zur Entfernung von Schmutzpartikel von den Glaskugeln. Table 1 shows typical results of an OD measurement after 4 washing steps to remove dirt particles from the glass balls.
Tabelle 1 :Table 1 :
Für die Untersuchung der DNA-Beschichtung der Kugeln werden die Kugeln 4-fach mit PBS (pH-Wert wie in der Tabelle angegeben) gewaschen, um die Kugeln mit den Ionen aus dem Puffer zu sättigen, und dann mit DNA-haltigem Puffer für unterschiedliche Zeitspannen inkubiert (30, 60, 90, 120, 150 und 180 min). Vor und nach den einzelnen Schritten wird mittels OD-Messung bei 260 und 280 nm kontrolliert, zuerst, ob alle Staubpartikel entfernt worden sind, und dann, wieviel DNA haften bleibt. Der pH-Wert des Puffers, bei dem die größte Menge DNA an den Kugeln bindet, beträgt pH 5,5 (siehe Figur 2). Die Inkubationszeit, bei der die größte Menge an DNA haften bleibt, beträgt 1 ,5 Stunden (siehe Figur 3).For the investigation of the DNA coating of the spheres, the spheres are washed four times with PBS (pH as indicated in the table) in order to saturate the spheres with the ions from the buffer and then with DNA-containing buffer for different Incubated time periods (30, 60, 90, 120, 150 and 180 min). Before and after the individual steps, an OD measurement at 260 and 280 nm is used to check whether all the dust particles have been removed and then how much DNA remains. The pH of the buffer, at which the largest amount of DNA binds to the spheres, is 5.5 (see FIG. 2). The incubation time at which the largest amount of DNA remains adhering is 1.5 hours (see FIG. 3).
Tabelle 2 zeigt Ergebnisse der OD-Messung zur Überprüfung der Waschschritte und Bestimmung des DNA-Gehalts in Proben aus der Kugelbeschichtung. Tabelle 2:Table 2 shows the results of the OD measurement for checking the washing steps and determining the DNA content in samples from the ball coating. Table 2:
Die Glaskugeln für die weiteren Studien werden in 50 ml sterilen Röhrchen bis 15 ml gefüllt (ca. 400 Kugeln) und 4 mal in PBS mit einem pH-Wert von 5,5 gewaschen, wobei während der einzelnen Waschschritte eine sorgfältige Durchmischung erfolgt. Das Waschwasser wird mittels OD-Messung bei 280 nm auf Schmutzpartikel kontrolliert. Dann wird Phosphatpuffer mit einem pH-Wert von 5,5 (1/15 mol/l KH2P03, 1/15 mol/l Na2HP03) mit Plasmid-DNA versetzt (15 μg/ml) und 10 ml dieser Lösung auf die gewaschenen Kugeln gegeben. Nach 1 ,5 Stunden Inkubation wird die DNA-Lösung entfernt und über OD-Messung die verbliebene DNA-Menge ermittelt. Die Kugeln werden wiederholt mit PBS (pH-Wert 5,5) gewaschen, um nicht gebundene DNA zu entfernen.The glass spheres for the further studies are filled in 50 ml sterile tubes up to 15 ml (approx. 400 spheres) and washed 4 times in PBS with a pH value of 5.5, thorough mixing being carried out during the individual washing steps. The wash water is checked for dirt particles by means of OD measurement at 280 nm. Then phosphate buffer with a pH of 5.5 (1/15 mol / l KH 2 P0 3 , 1/15 mol / l Na 2 HP0 3 ) is mixed with plasmid DNA (15 μg / ml) and 10 ml of this Put solution on the washed balls. After 1.5 hours of incubation, the DNA solution is removed and the remaining amount of DNA is determined by OD measurement. The balls are washed repeatedly with PBS (pH 5.5) to remove unbound DNA.
e) Sterilisation der Kugelne) sterilization of the balls
Die Sterilisation soll die DNA und die Bindung nicht schädigen. Deswegen wird keine Dampfsterilisation (führt zu Denaturierung der DNA) oder Strahlung (induziert Mutationen in der DNA) eingesetzt. Die Sterilisation der DNA beschichteten Kugeln erfolgt durch Zugabe von 40 ml 70% Ethanol unter der Sterilbank. Nach 24 Stunden Inkubation wird das Ethanol entfernt und die Kugeln 4 mal in PBS (Firma PAA Laboratories, Cölbe) gewaschen. Ethanol und Waschwasser werden durch die photometrische Absorption bei 260 und 280 nm auf DNA-Moleküle überprüft.Sterilization should not damage DNA and binding. Therefore, steam sterilization (leads to denaturation of the DNA) or radiation (induces mutations in the DNA) is not used. The DNA-coated spheres are sterilized by adding 40 ml of 70% ethanol under the sterile bench. After 24 hours of incubation, the ethanol is removed and the balls are washed 4 times in PBS (PAA Laboratories, Cölbe). Ethanol and wash water are checked for DNA molecules by photometric absorption at 260 and 280 nm.
f) Nachweis der DNA auf den Kugeln mittels PCRf) Detection of the DNA on the balls by means of PCR
Glaskugeln werden beschichtet und sterilisiert wie oben beschrieben. Um einen weiteren eindeutigen Nachweis für die Bindung der DNA an die Glaskugeln zu erbringen, wird eine sensitive PCR-Methode entwickelt. Dazu wird ein Primer mittels der DNASTAR™-Software entwickelt und die Reaktionsbedingungen der Primer (Annealing- temperatur, MgCI2-Konzentration, Elongationszeit, etc.) optimiert.Glass balls are coated and sterilized as described above. A sensitive PCR method is being developed to provide further clear evidence of the binding of the DNA to the glass spheres. For this purpose, a primer is developed using the DNASTAR ™ software and the reaction conditions of the primers (annealing temperature, MgCl 2 concentration, elongation time, etc.) are optimized.
Um die DNA von den beschichteten Kugeln zu lösen, wird eine prä- parierte und eine nicht präparierte Kugel in 200 μl TE auf 95°C erhitzt und 10 min auf Eis inkubiert. Danach wird mittels eines Vergleichs mit einer Verdünnungsreihe einer bekannten Konzentration von Plasmid-DNA untersucht, ob DNA auf den Kugeln zu ermitteln ist (siehe Figur 4). Die Färbung der Banden erfolgt mittels Ethidi- umbromid. Durch Vergleich der Bandenstärken der PCR auf den Kugelüberstand mit den Bandenstärken der bekannten Plasmidkon- zentration kann der Gehalt an pcDNA-IL-1 Ra im Kugelüberstand bestimmt werden.In order to detach the DNA from the coated spheres, a prepared and an unprepared sphere are heated in 200 μl TE to 95 ° C. and incubated on ice for 10 min. A comparison is then made with a comparison with a dilution series of a known concentration of plasmid DNA to determine whether DNA can be determined on the spheres (see FIG. 4). The bands are colored using ethidium bromide. The content of pcDNA-IL-1 Ra in the spherical supernatant can be determined by comparing the band strengths of the PCR on the spherical supernatant with the band strengths of the known plasmid concentration.
Bei den nicht präparierten Kugeln konnte keine DNA detektiert wer- den (nicht dargestellt), auf den beschichteten Kugeln ist DNA anwesend. Nach Detektion mittels PCR und Gelelektrophorese (siehe Fi- gur 4) konnte berechnet werden, dass die DNA-Konzentration in dem Kugelüberstand mindestens 1 μg/ml beträgt. An jeder Kugel bleiben 0,2 μg DNA haften.No DNA could be detected in the unprepared balls (not shown), and DNA is present on the coated balls. After detection using PCR and gel electrophoresis (see Fi gur 4) it could be calculated that the DNA concentration in the supernatant of the sphere is at least 1 μg / ml. 0.2 μg of DNA remain on each sphere.
) Transfektion der Zellen) Transfection of the cells
Die Transfektion erfolgt in einer Blutzellkultur. Die mit DNA beschichteten Glaskugeln werden in eine 48-Well-Zellkulturplatte MTP (Firma Nunc, Wiesbaden) eingebracht und mit 1 ml heparinisiertem Vollblut bei 37°C, 5%C02 inkubiert. Nach 24 Stunden Inkubation werden der Gesamtproteingehalt und der Gehalt an Reporter- oder Ziel-Protein im Serumüberstand analysiert.The transfection takes place in a blood cell culture. The glass spheres coated with DNA are introduced into a 48-well cell culture plate MTP (from Nunc, Wiesbaden) and incubated with 1 ml of heparinized whole blood at 37 ° C., 5% CO 2 . After 24 hours of incubation, the total protein content and the content of reporter or target protein in the serum supernatant are analyzed.
h) Bestimmung der PCR-Detektionsαrenze von Plasmid-DNA in Hu- man-Serum nach Transfektionh) Determination of the PCR detection limit of plasmid DNA in human serum after transfection
Für die Anwendung der Methode in der klinischen Praxis muss sichergestellt sein, dass sich keine Plasmid-DNA im Serum befindet. Dies wird mit Hilfe der PCR überprüft:For the application of the method in clinical practice, it must be ensured that there is no plasmid DNA in the serum. This is checked using the PCR:
DNA-Polymerase (Taq-Polymerase) und dNTP's werden von der Firma Qiagen (Hilden) im „Supermix™" erworben und eingesetzt. Die Primer werden von Invitrogen (Karlsruhe) erworben. Deren Konzentrationen werden auf 20 μmol/l mit destilliertem Wasser eingestellt.DNA polymerase (Taq polymerase) and dNTP 's are purchased and used by Qiagen (Hilden) in the "Supermix ™". The primers are purchased from Invitrogen (Karlsruhe). Their concentrations are reduced to 20 μmol / l with distilled water set.
Zur PCR-Amplifikation werden folgendes Primerpaar SEQ ID NO: 1 / SEQ ID NO: 2 verwendet:The following primer pair SEQ ID NO: 1 / SEQ ID NO: 2 are used for PCR amplification:
(SEQ ID NO: 1) GCGCTTGTCCTGCTTTCTGTTCTC(SEQ ID NO: 1) GCGCTTGTCCTGCTTTCTGTTCTC
(SEQ ID NO: 2) TGGAGTTCCGCGTTACATA Die PCR-Amplifikation wird dabei durchgeführt bei 94°C Denaturierung (30 sec), 58°C Annealing (30 sec) und 72°C Elongation (45 sec) in 30 Zyklen. Die Überprüfung der Amplifizierung erfolgt mittels Agarose-Gelelektrophorese.(SEQ ID NO: 2) TGGAGTTCCGCGTTACATA The PCR amplification is carried out at 94 ° C denaturation (30 sec), 58 ° C annealing (30 sec) and 72 ° C elongation (45 sec) in 30 cycles. The amplification is checked by means of agarose gel electrophoresis.
Um die Nachweisgrenze der Plasmid-DNA-Mengen zu bestimmen, wird humanes Serum 1 :1 mit einer Verdünnungsreihe von Plasmid- DNA versetzt. Die durch PCR detektierte minimale Plasmidkon- zentration beträgt 10 ng/ml (siehe Figur 5). Durch PCR auf eine Verdünnungsreihe bekannter Plasmidkonzentration kann eine Sensitivi- tat der PCR von 1 μg/ml ermittelt werden (siehe Bande 2 in Figur 5).In order to determine the detection limit of the amounts of plasmid DNA, human serum is mixed 1: 1 with a dilution series of plasmid DNA. The minimum plasmid concentration detected by PCR is 10 ng / ml (see FIG. 5). A PCR sensitivity of 1 μg / ml can be determined by PCR on a dilution series of known plasmid concentration (see band 2 in FIG. 5).
Um eine hohe Sensitivität zu erreichen, wird eine „nested"-PCR durchgeführt. Zur Durchführung der „nested"-PCR wird ein weiteres Primerpaar SEQ ID NO: 3 / SEQ ID NO: 4 eingesetzt:In order to achieve a high sensitivity, a "nested" PCR is carried out. A further pair of primers SEQ ID NO: 3 / SEQ ID NO: 4 is used to carry out the "nested" PCR:
(SEQ ID NO: 3) GTCCTGCTTTCTGTTCTCGCTCAG(SEQ ID NO: 3) GTCCTGCTTTCTGTTCTCGCTCAG
(SEQ ID NO: 4) AACTAGAGAACCCACTGCTTAC(SEQ ID NO: 4) AACTAGAGAACCCACTGCTTAC
Das Serum wird 1 :1 mit einer Verdünnungsreihe von Plasmid-DNA versetzt, um die Nachweisgrenze der PCR zu detektieren. Die detek- tierbare Endkonzentration von pcDNA-IL-1 Ra in Humanserum beträgt 10 pg/ml (Figur 6).A 1: 1 dilution series of plasmid DNA is added to the serum in order to detect the detection limit of the PCR. The final detectable concentration of pcDNA-IL-1 Ra in human serum is 10 pg / ml (FIG. 6).
/) Detektion von ocDNA-IL-1Ra in Humanserum nach Anwendung der beschichteten Kugeln/) Detection of ocDNA-IL-1Ra in human serum after application of the coated spheres
Humanes, nicht transfiziertes Serum wird mit einer Verdünnungsreihe von Plasmid-DNA pcDNA-IL-1 Ra versetzt und mit humanem Serum nach der Transfektion in einer PCR verglichen. Anhand der Ver- dünnungsreihe von pcDNA-lL-1 Ra kann die Sensitivität der PCR bestätigt werden, sie liegt bei 10 pg/ml. Figur 7 zeigt die Analyse des humanen Serums nach der Transfektion mittels PCR. In dem humanen Serum nach der Transfektion können keine DNA-Mengen von 10 pg/ml oder mehr detektiert werden. Dies bedeutet, dass nach der Transfektion keine DNA im Serum hinterblieben ist.Human, non-transfected serum is mixed with a dilution series of plasmid DNA pcDNA-IL-1 Ra and compared with human serum after transfection in a PCR. Based on the The sensitivity of the PCR can be confirmed with the thinning series of pcDNA-IL-1 Ra, it is 10 pg / ml. FIG. 7 shows the analysis of the human serum after the transfection by means of PCR. No DNA amounts of 10 pg / ml or more can be detected in the human serum after the transfection. This means that no DNA remains in the serum after transfection.
k) Expression des Transgensk) Expression of the transgene
Die Zielzellen werden mit den zuvor beschichteten Kugeln 24 h inkubiert und anschließend einer IL-1 Ra und IL-1 ß-Messung unterzogen. Als Kontrolle dient:The target cells are incubated with the previously coated spheres for 24 h and then subjected to an IL-1 Ra and IL-1 β measurement. The following serves as a control:
1. Serumüberstand bei Versuchsbeginn1. Serum supernatant at the start of the experiment
2. Serumüberstand nach Inkubation mit ebenso behandelten aber nicht beschichteten Kugeln2. Serum supernatant after incubation with the same treated but not coated balls
3. Serumüberstand nach Inkubation ohne Kugeln.3. Serum supernatant after incubation without balls.
Nach Analyse der Proben kann eine Erhöhung des IL-1Ra-Gehalts bei den mit beschichteten Kugeln inkubierten Proben im Vergleich zu den mit nicht beschichteten Kugeln inkubierten Proben und ohne Kugeln inkubierte Proben detektiert werden (siehe Figur 8). Nach IL- 1ß-Messung konnte keine Erhöhung detektiert werden, die Messwer- te lagen zwischen 8,32 und 11 ,51 pg/ml (nicht dargestellt). Dies zeigt, dass die IL-1 Ra Produktion nicht durch eine pyrogene Reaktion verursacht wird und die Folge der transiente Transformation sein muss. Beispiel 2: Transformation mit Hilfe von DNA-beschichteten Glass- beads in einer SpritzeAfter analysis of the samples, an increase in the IL-1Ra content can be detected in the samples incubated with coated balls compared to the samples incubated with non-coated balls and samples incubated without balls (see FIG. 8). After the IL-1ß measurement, no increase could be detected, the measured values were between 8.32 and 11.51 pg / ml (not shown). This shows that IL-1 Ra production is not caused by a pyrogenic reaction and must be the result of the transient transformation. Example 2: Transformation with the aid of DNA-coated glass beads in a syringe
a) Erstellung der Spritzea) Creation of the syringe
Steriles Granulat aus Glas wird eingesetzt, zum Beispiel Granulat der Firma Roth (Karlsruhe), Best. Nr. 17557.1 , oder ein Granulat der nachfolgenden Typen:Sterile glass granules are used, for example granules from Roth (Karlsruhe), Order No. 17557.1, or granules of the following types:
1) Roth1) Roth
Größe: 2,85 bis 3,3 mmSize: 2.85 to 3.3 mm
Chem. Zusammensetzung (%):Chem. Composition (%):
Si02 68Si0 2 68
CaO 3CaO 3
BaO 6BaO 6
K20 8K 2 0 8
Na20 10 I 3 1Na 2 0 10 I 3 1
B203 2 bleifreiB 2 0 3 2 lead-free
2) SiLi 5506/89-62) SiLi 5506 / 89-6
Größe: 2,3 bis 2,5 mmSize: 2.3 to 2.5 mm
Material: BorosilikatglasMaterial: borosilicate glass
Behandlung: 1. SchleifverfahrenTreatment: 1st grinding process
2. Polierverfahren2. Polishing process
Chem. Zusammensetzung (%):Chem. Composition (%):
Si02 82Si0 2 82
Na20 2Na 2 0 2
Al203 2 B203 14Al 2 0 3 2 B 2 0 3 14
Spezifisches Gewicht (kg/dm ,3°\).: 223Specific weight (kg / dm, 3 ° \ ) .: 223
Härte nach Mohs: 7Mohs hardness: 7
Linearer Ausdehnungskoeffizient (20-300°C): 325Linear expansion coefficient (20-300 ° C): 325
Hydrolytische Klasse (DIN ISO 719): 1Hydrolytic class (DIN ISO 719): 1
Säureklasse (DIN 12116): 1Acid class (DIN 12116): 1
Laugenklasse (DIN ISO 695): 2Alkali class (DIN ISO 695): 2
Transformationstemperatur (°C): 530Transformation temperature (° C): 530
3) SiLi 5004/99-53) SiLi 5004 / 99-5
Größe: 2,5 mmSize: 2.5 mm
Material: KaiknatronglasMaterial: quay soda glass
Behandlung: PressverfahrenTreatment: pressing process
Chem. Zusammensetzung (%):Chem. Composition (%):
Si02 67Si0 2 67
Na20 16Na 2 0 16
CaO 7CaO 7
Al203 5Al 2 0 3 5
B203 3B 2 0 3 3
MgO 2MgO 2
PbO freiPbO free
Härte nach Mohs: größer oder gleich 6Mohs hardness: greater than or equal to 6
4 Worf4 Worf
Größe. 2 bis zu 3,5 mmSize. 2 up to 3.5 mm
Material: KalknatronglasMaterial: soda lime glass
Behandlung poliert und thermisch verfestigtTreatment polished and thermally hardened
Chem. Zusammensetzung (%):Chem. Composition (%):
Si02 65 Na20 16Si0 2 65 Na 2 0 16
CaO 7CaO 7
Al203 5Al 2 0 3 5
B203 3B 2 0 3 3
MgO 2MgO 2
Bleigehalt: freiLead content: free
Dichte (g/dm3) 2,54Density (g / dm 3 ) 2.54
Härte nach Mohs: 6Mohs hardness: 6
Hydrolytische I Klasse: 3 D Deeffoorrmmaattiioonnsstteemmppeerraattuurr ( (°°CC)):: 530 +/- 10Hydrolytic I class: 3 D Deeffoorrmmaattiioonnsstteemmppeerraattuurr ((°° CC)) :: 530 +/- 10
5) Duran5) Duran
Größe: 2 bis zu 3,5 mmSize: 2 up to 3.5 mm
Material: BorosilikatglasMaterial: borosilicate glass
Behandlung: 1. SchleifverfahrenTreatment: 1st grinding process
2. Polierverfahren2. Polishing process
Chem. Zusammensetzung (%):Chem. Composition (%):
Si02 81Si0 2 81
Na20, K20 4Na 2 0, K 2 0 4
Al203 2Al 2 0 3 2
B203 13B 2 0 3 13
Dichte (g/dm3] i: 2,23Density (g / dm 3 ] i: 2.23
Linearer Ausdehnungskoeffizient (20-300°C): 3,25 Hydrolytische Klasse (DIN ISO 719): 1 Säureklasse (DIN 12116): 1Linear expansion coefficient (20-300 ° C): 3.25 Hydrolytic class (DIN ISO 719): 1 Acid class (DIN 12116): 1
Laugenklasse (DIN ISO 695): 2Alkali class (DIN ISO 695): 2
Transformationstemperatur (°C): 525 Die Oberfläche des Granulats wird normalerweise mit Hilfe eines handelsüblichen Chromschwefelsäure-Präparats im Batch- Verfahren, wie in Beispiel 1 ausgeführt, modifiziert; es kann aber auch jede andere in Beispiel 1 aufgeführte Säure und/oder Lauge verwendet werden. Anschließend wird das Granulat mit Wasser gespült, um die Säure/Lauge-Reste wegzuwaschen. Dann wird das Granulat bei 121 °C unter einem Druck von 2 bar mindestens 20 min inkubiert, um so das Granulat zu sterilisieren und mit Wasser zu sättigen. Das Granulat wird anschließend für 20 min bei 80°C getrock- net.Transformation temperature (° C): 525 The surface of the granules is normally modified with the aid of a commercially available chromosulfuric acid preparation in a batch process, as set out in Example 1; however, any other acid and / or alkali listed in Example 1 can also be used. The granules are then rinsed with water in order to wash away the acid / alkali residues. The granules are then incubated at 121 ° C. under a pressure of 2 bar for at least 20 minutes in order to sterilize the granules and to saturate them with water. The granules are then dried at 80 ° C. for 20 minutes.
Erste Waschschritte werden in sterilen 50 ml-Röhrchen durchgeführt. Dann werden ca. 150 Glaskugeln in eine Kunststoff-Perfusor-Spritze, beispielsweise Typ Nr. 00137 (Becton, Dickinson and Company, Heidelberg), überführt und in der Spritze mit DNA beschichtet. Die DNA-Lösung wird abgelassen und die Kugeln gewaschen. Alle weiteren Schritte werden unter der Sterilbank durchgeführt. Zur Sterilisation wird 70% Ethanol eingefüllt, die Spritze verschlossen und ca. 24 Stunden inkubiert. Dann folgen die Waschschritte mit PBS (PAA Laboratories, Cölbe), wobei PBS oben eingefüllt wird und wieder ab- laufen gelassen wird. Angepasst an die Größe der Spritze werden etwa 1 , 2, 4 oder 10 cm3, oder gegebenenfalls mehr oder weniger, der präparierten Kugeln in eine zweite sterile Spritze umgefüllt. Gegebenenfalls wird die Spritze neben dem sterilisierten und modifizierten Granulat mit einer hinreichenden Menge eines Anticoagulans wie Heparin (Liquemin™, Heparin-Natrium™ 2500 I.E.) oder Na-Citrat gefüllt. Diese Spritze wird verschlossen und eingeschweißt. b) generelle Anwendung der SpritzeThe first washing steps are carried out in sterile 50 ml tubes. About 150 glass balls are then transferred to a plastic perfusor syringe, for example type No. 00137 (Becton, Dickinson and Company, Heidelberg), and coated with DNA in the syringe. The DNA solution is drained and the balls are washed. All further steps are carried out under the sterile bench. For sterilization, 70% ethanol is filled in, the syringe is closed and incubated for approx. 24 hours. This is followed by the washing steps with PBS (PAA Laboratories, Cölbe), with PBS being filled in at the top and allowed to run off again. Adapted to the size of the syringe, approximately 1, 2, 4 or 10 cm 3 , or possibly more or less, of the prepared spheres are transferred to a second sterile syringe. If necessary, the syringe is filled in addition to the sterilized and modified granules with a sufficient amount of an anticoagulant such as heparin (Liquemin ™, heparin sodium ™ 2500 IU) or Na citrate. This syringe is closed and sealed. b) general use of the syringe
Der Anwender entnimmt das sterile Besteck aus der Verpackung und entnimmt dem Patienten Blut. Die Spritze verfügt an ihrer Öffnung in dem Verschlussansatz über ein Septum, welches zur Ent- nähme durch das Abnahmezubehör, also die Nadel des Adapters, durchstochen wird. Nach Abnahme des Adapters verschließt sich das Septum selbsttätig wieder. Nach Blutentnahme wird der Spritzenstempel an einer Sollbruchstelle abgebrochen. Die Figur 12 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform dieser Spritze.The user removes the sterile cutlery from the packaging and takes blood from the patient. The syringe has a septum at its opening in the closure attachment, which is pierced by the removal accessory, that is, the needle of the adapter, for removal. After removing the adapter, the septum closes again automatically. After taking blood, the syringe stamp is broken off at a predetermined breaking point. FIG. 12 shows a preferred embodiment of this syringe.
Die Spritze mit Blut wird dann 24 Stunden bei etwa 37°C bis 41 °C inkubiert. Die Inkubation erfolgt liegend. Bevorzugt kann das Blut umgefüllt und zentrifugiert werden. Nach der Zentrifugation wird das Plasma dann durch einen sterilen Vorsatzfilter, zum Beispiel 0,2 μm, abgenommen.The syringe with blood is then incubated for 24 hours at about 37 ° C to 41 ° C. The incubation is carried out horizontally. The blood can preferably be decanted and centrifuged. After centrifugation, the plasma is then removed through a sterile front filter, for example 0.2 μm.
c) experimentelle Anwendung der Spritze zur klinischen Ersetzbarkeitc) experimental use of the syringe for clinical replaceability
Mit der präparierten Spritze wird einem freiwilligen Spender Blut entnommen. Als Kontrolle werden eine ORTHOKINΘ-Spritze (Firma ORTHOGEN, Düsseldorf), eine Perfusor-Spritze ohne Kugeln und ein 10 ml-Serum-Röhrchen (Firma Sarstedt, Nümbrecht) als Null- Probe abgenommen. Die Null-Probe wird unmittelbar nach der Abnahme bei 4000 x g bei 4°C für 10 min zentrifugiert und der Serumüberstand bei -20°C eingefroren und aufbewahrt. Die Spritzen werden bei 37 °C und 5%C02 für 24 Stunden inkubiert. Nach Inkubation wird das Serum abgenommen und bei 4000 x g, 4°C, 10 min zentrifugiert, um alle Blutzellen zu entfernen. Der Überstand wird mit einer 20 ml-Spritze (Firma Sarstedt, Nümbrecht) aufgezogen, mit einem 0,2 μm-Filter (Minisart™, Firma Sartorius) steril filtriert und in 1 ,8 ml- Röhrchen abgefüllt. Das Serum wird bei -20°C eingefroren und zur Analyse aufbewahrt.Blood is drawn from a volunteer donor using the prepared syringe. As a control, an ORTHOKINΘ syringe (from ORTHOGEN, Düsseldorf), a perfusor syringe without balls and a 10 ml serum tube (from Sarstedt, Nümbrecht) are taken as zero samples. The zero sample is centrifuged immediately after taking off at 4000 xg at 4 ° C for 10 min and the serum supernatant is frozen and stored at -20 ° C. The syringes are incubated at 37 ° C and 5% CO 2 for 24 hours. After incubation, the serum is removed and centrifuged at 4000 xg, 4 ° C, 10 min to remove all blood cells. The supernatant is with a 20 ml syringe (Sarstedt, Nümbrecht) drawn up, sterile filtered with a 0.2 μm filter (Minisart ™, Sartorius) and filled into 1.8 ml tubes. The serum is frozen at -20 ° C and stored for analysis.
Um die klinische Einsetzbarkeit des Systems beurteilen zu können, wird das erhaltene Serum sorgfältig analysiert. Neben der in der Transfusionsmedizin üblichen Qualitätskontrolle des Blutprodukts wie das Screening auf HCV, HBV, HIV und Syphillis wird ein Sterilitätstest und eine Messung des Transgenaktivität durchgeführt. Es muss sichergestellt sein, dass eine übliche Qualitätskontrolle durchführbar ist und nicht nachteilig beeinflusst wird.In order to assess the clinical applicability of the system, the serum obtained is carefully analyzed. In addition to the quality control of the blood product common in transfusion medicine, such as screening for HCV, HBV, HIV and syphillis, a sterility test and a measurement of the transgene activity are carried out. It must be ensured that a normal quality control can be carried out and is not adversely affected.
Die Benutzung einer Spritze als Entnahmesystem lässt eine klinische Anwendung zu. Die in der Transfusionsmedizin üblichen Qualitätskontrollen des Blutprodukts wie das Screening auf HCV, HBV, HIV und Syphillis ergeben ein gleiches Ergebnis in allen getesten Systemen. Der Sterilitätstest zeigte, dass in allen Systemen nach Aufarbeitung des Serums keine Keime vorkamen.The use of a syringe as a withdrawal system permits clinical use. The quality controls of the blood product that are common in transfusion medicine, such as screening for HCV, HBV, HIV and syphillis, give the same result in all tested systems. The sterility test showed that no germs were found in all systems after the serum had been processed.
Es kann eine Erhöhung des IL-1 Ra-Gehalts im erfindungsgemäßen Ansatz im Vergleich zur Null-Probe und zur ORTHOKIN®-Spritze (Vergleichsbeispiel) ermittelt werden (siehe Figur 9). Es kann hingegen keine Erhöhung des IL-1ß-Gehalts detektiert werden, die Messwerte liegen zwischen 7,2 und 10,9 pg/ml (nicht dargestellt). Dies zeigt, dass die IL-1 Ra Produktion nicht durch eine pyrogene Reaktion verursacht wird und die Folge der transiente Transformation sein muss. d) Klinischer ErfolgAn increase in the IL-1 Ra content in the batch according to the invention compared to the zero sample and to the ORTHOKIN® syringe (comparative example) can be determined (see FIG. 9). However, no increase in the IL-1β content can be detected, the measured values are between 7.2 and 10.9 pg / ml (not shown). This shows that IL-1 Ra production is not caused by a pyrogenic reaction and must be the result of the transient transformation. d) Clinical success
An einem Patientenkollektiv werden 18 therapeutische Anwendungen mit den hier beschriebenen Systemen durchgeführt und klinisch bewertet. Es handelt sich um Patienten mit Knorpeldefekten am Knie beziehungsweise Sprunggelenk aufgrund degenerativer und entzündlicher Erkrankungen des Bewegungsapparates.In a patient collective, 18 therapeutic applications with the systems described here are carried out and clinically evaluated. These are patients with knee or ankle cartilage defects due to degenerative and inflammatory diseases of the musculoskeletal system.
Die Beurteilung der Wirksamkeit und der Nebenwirkungen wird radiologisch dokumentiert und anhand von WOMAC-Score, VAS- Score und anamnestischer Daten beurteilt.The assessment of effectiveness and side effects is documented radiologically and assessed on the basis of the WOMAC score, VAS score and anamnestic data.
Bezüglich der Wirksamkeit kann bei allen untersuchten und behandelten Patienten in den behandelten Gelenken im Beobachtungszeitraum eines halben Jahres eine frappierende, überraschende und hochsignifikante Schmerzhemmung, Besserung der Beweglichkeit und Besserung des Allgemeinbefindens beobachtet werden. Schwerwiegende Nebenwirkungen traten nicht auf.With regard to the effectiveness, a striking, surprising and highly significant pain relief, improvement in mobility and improvement in the general condition can be observed in the treated joints in the observation period of half a year. There were no serious side effects.
Beispiel 3: Transformation von mononukleären Blutzellen (PBMC)Example 3: Transformation of Mononuclear Blood Cells (PBMC)
a) Isolierung und Kultivierung von PBMCsa) Isolation and cultivation of PBMCs
Zur Isolierung von PBMCs (mononukleäre Blutzellen) wird eine Dichtegradientenlösung verwendet. Zu diesem Zweck wird nicht coagu- liertes Vollblut zu gleichen Teilen mit Kulturmedium oder physiologischer Salzlösung (z.B. Dulbecco's PBS) verdünnt. 50 ml- Zentrifugenröhrchen werden mit 12,5 ml Trennlösung (Dichte 1 ,077 g/ml) versehen und das verdünnte Vollblut wird vorsichtig über die Trennlösung geschichtet (bis ca. 25 ml pro Röhrchen). Die Röhrchen werden bei 400 x g für 30 min bei 15 bis 25 °C zentrifugiert. Nach der Zentrifugation bilden mononukleäre Zellen eine weiße Grenzschicht zwischen der Plasma und der Gradientenlösung. Erythrocy- ten und Granulocyten befinden sich im Sediment, im Serum befinden sich Thrombocyten.A density gradient solution is used to isolate PBMCs (mononuclear blood cells). For this purpose, uncoagulated whole blood is diluted in equal parts with culture medium or physiological saline (eg Dulbecco 's PBS). 50 ml centrifuge tubes are provided with 12.5 ml separating solution (density 1.077 g / ml) and the diluted whole blood is carefully layered over the separating solution (up to approx. 25 ml per tube). The tubes are centrifuged at 400 xg for 30 min at 15 to 25 ° C. After centrifugation, mononuclear cells form a white boundary layer between the plasma and the gradient solution. Erythrocytes and granulocytes are in the sediment, and in the serum there are thrombocytes.
Vorsichtig werden zuerst Plasma und dann mononukleäre Zellen mit der Pipette entnommen und getrennt in sterile Röhrchen überführt. Die Zellsuspension mit den mononukleären Zellen (PBMCs) wird zu gleichen Teilen mit Kulturmedium oder einer physiologischen Salzlö- sung (Dulbecco's PBS) gemischt und ungebremst bei 250 x g, 10 min, 25 °C abzentrifugiert. Das Pellet wird resuspendiert und die Zellen werden 2 bis 3 mal mit Zelikulturmedium RPMI 1640 (mit L- Glutamin) (Invitrogen, Karlsruhe, Best.Nr.: 21875034) gewaschen.First, plasma and then mononuclear cells are carefully removed with a pipette and transferred separately into sterile tubes. The cell suspension with the mononuclear cells (PBMCs) is mixed in equal parts with culture medium or a physiological salt solution (Dulbecco 's PBS) and centrifuged at 250 × g, 10 min, 25 ° C. without braking. The pellet is resuspended and the cells are washed 2 to 3 times with RPMI 1640 cell culture medium (with L-glutamine) (Invitrogen, Karlsruhe, Order No .: 21875034).
b) Elektroporationb) electroporation
Bei der Elektroporation wird eine Zellsuspension in Gegenwart einer DNA-Lösung einem oder mehreren elektrischen Pulsen ausgesetzt. So werden in der Zellmembran Poren erzeugt, durch welche die DNA in die Zelle gelangen kann. Die Bildung der Poren ist von unterschiedlichen Faktoren abhängig und die Poren müssen nach der Elektroporation wieder geschlossen werden. Dabei sind insbesondere Temperatur und Elektroporationsmedium entscheidend. Nach der Aufnahme der DNA migriert die DNA in den Kern und wird in dem Kern transkribiert. Die Migration in den Kern wird mit Hilfe der Pulse elektrophoretisch unterstützt. Üblicherweise werden unterschiedliche Pulse appliziert. Der erste oder die ersten Pulse sind kurz und stark, das heißt haben eine hohe Feldstärke, die nachfolgenden Pulse sind gegebenenfalls schwächer und können unterschiedliche Parameter (siehe unten) haben.In electroporation, a cell suspension is exposed to one or more electrical pulses in the presence of a DNA solution. This creates pores in the cell membrane through which the DNA can enter the cell. The formation of the pores depends on various factors and the pores must be closed again after the electroporation. Temperature and electroporation medium are particularly important. After the uptake of the DNA, the DNA migrates into the nucleus and is transcribed in the nucleus. The migration to the core is supported electrophoretically with the help of the pulses. Different pulses are usually applied. The first or the first pulses are short and strong, that is to say they have a high field strength, the subsequent pulses are possibly weaker and can have different parameters (see below).
Zur Elektroporation von PBMCs werden folgende Bedingungen eingesetzt:The following conditions are used for electroporation of PBMCs:
Zellzahl: 104 bis 1010 Zellen pro ml, vorzugsweise 107Zellen pro mlCell number: 10 4 to 10 10 cells per ml, preferably 10 7 cells per ml
DNA-Menge: 1 bis 100 μg pro Ansatz, vorzugsweise 20 μg pro AnsatzAmount of DNA: 1 to 100 μg per batch, preferably 20 μg per batch
Feldstärke: 10 bis 2500 V/cm, d.h. 4 bis1000V, bei einer 4mm Küvette: vorzugsweise 1500V/cm, d.h. 600 VField strength: 10 to 2500 V / cm, i.e. 4 to 1000V, with a 4mm cuvette: preferably 1500V / cm, i.e. 600 V
Pulszahl: 1 bis 100, vorzugsweise 10Pulse number: 1 to 100, preferably 10
Pulsdauer: 1 bis 1500 μsec, vorzugsweise 0,1 secPulse duration: 1 to 1500 μsec, preferably 0.1 sec
Pulsabstand: 0,01 bis 1 sec, vorzugsweise 1 secPulse interval: 0.01 to 1 sec, preferably 1 sec
Kapazität 10 bis 4000 μF, vorzugsweise 1050 μFCapacitance 10 to 4000 μF, preferably 1050 μF
Elektroporationsmedium: RPMI,Electroporation medium: RPMI,
RPMI+10-30%FCS, RPMI+10-30%AP, PBS, vorzugsweise RPMI+10%AP c) Einfluss wachstumsstimulierender FaktorenRPMI + 10-30% FCS, RPMI + 10-30% AP, PBS, preferably RPMI + 10% AP c) Influence of growth-stimulating factors
Die PBMCs werden in mit wachstumsstimulierenden Faktoren versetzten Medien inkubiert. Die Kultivierung erfolgt in RPMI 1640 bei 37 °C, 5% C02 und 10% autologem Plasma, zweckmäßigerweise mit Zugabe von wachstumsstimulierenden Substanzen wie 10-30 U/ml IL-2 (Röche, Mannheim) oder 2-10 μg/ml PHA-M (Röche, Mannheim).The PBMCs are incubated in media with growth-stimulating factors. The cultivation takes place in RPMI 1640 at 37 ° C, 5% CO 2 and 10% autologous plasma, expediently with the addition of growth-stimulating substances such as 10-30 U / ml IL-2 (Röche, Mannheim) or 2-10 μg / ml PHA -M (Röche, Mannheim).
Nach 3 Tagen Inkubation wird elektroporiert. Die Zusammensetzung des Mediums beträgt RPMI + 10% AP + 10 U/ml IL-2. Die Elektropo- ration erfolgt bei folgenden Bedingungen: 107 Zellen pro ml, 20 μg DNA, 1500 V/cm in 4 mm Küvette, 10 Pulse, 0,1 sec Pulsdauer, 1 sec Pulsabstand und anschließende Inkubation auf Eis für 15 min.After 3 days of incubation, electroporation is carried out. The composition of the medium is RPMI + 10% AP + 10 U / ml IL-2. The electroporation takes place under the following conditions: 10 7 cells per ml, 20 μg DNA, 1500 V / cm in 4 mm cuvette, 10 pulses, 0.1 sec pulse duration, 1 sec pulse interval and subsequent incubation on ice for 15 min.
Figur 10 zeigt die spezifische Aktivität der ß-Galaktosidase nach Elektroporation von PBMCs mit pVaxLacZ. Es zeigt sich eine deutli- ehe Erhöhung der spezifischen Aktivität der ß-Galaktosidase bei mit DNA elektroporierten Proben im Vergleich den nicht elektroporierten oder ohne DNA elektroporierten Kontrollen.FIG. 10 shows the specific activity of the β-galactosidase after electroporation of PBMCs with pVaxLacZ. There is a significant increase in the specific activity of the β-galactosidase in samples electroporated with DNA compared to the controls that were not electroporated or electroporated without DNA.
Beispiel 4: Herstellung einer Glasspritze mit GranulatExample 4: Production of a glass syringe with granules
Zur Herstellung der Spritze wird die Oberfläche der inneren Struktur der fabrikneuen und originalverpackten Spritze und des fabrikneuen und originalverpackten Glasgranulats gemäß Beispiel 1 gewaschen und modifiziert: Die Spritze wird dazu durch ein- bis zehnmaliges, vorzugsweise dreimaliges, vollständiges Aufziehen und Ausspritzen der Säure und/oder Lauge behandelt und dabei gesäubert bezie- hungsweise modifiziert. Nach dem letzten Aufziehen wird die Spritze unten abgedichtet und in gefülltem Zustand 5 bis 30 min mit der Säure und/oder Lauge inkubiert. Anschließend wird der Spritzenkolben entfernt und zwei- bis zehnmal, vorzugsweise viermal, durch vollständiges Auffüllen und Ablaufenlassen des Spritzenzylinders mit frischem Reinstwasser durchgewaschen, wobei darauf zu achten ist, dass das Waschwasser vollständig ein- und ausgefüllt wird. Sodann wird der Spritzenkolben in Säure und/oder Lauge getaucht und gründlich mit destilliertem Wasser abgewaschen.To produce the syringe, the surface of the inner structure of the brand-new and originally packaged syringe and of the brand-new and originally packaged glass granulate is washed and modified in accordance with Example 1: the syringe is for this purpose completely and one-to-ten times, preferably three times, sprayed out and sprayed out with acid and / or Alkali treated and cleaned or modified. After the last draw up the syringe sealed at the bottom and incubated in the filled state for 5 to 30 min with the acid and / or alkali. The syringe plunger is then removed and washed two to ten times, preferably four times, by completely filling and draining the syringe barrel with fresh ultrapure water, care being taken that the wash water is completely filled and filled. The syringe plunger is then immersed in acid and / or alkali and washed off thoroughly with distilled water.
Eventuell in der Spritze vorhandene Wasserreste werden durch Be- tupfen des Lueranschlusses kapillar abgesaugt, um ein schnelles Trocknen der Spritze zu gewährleisten. Voneinander getrennte Kolben und Spritzen inklusive der eventuell darin enthaltenen Glasperlen werden in Melag-Folie mit Indikatorfeld (Melag, Melafol 1502) eingeschweißt (Melag, Melaseal). Die so verpackten Spritzen werden im Trockenschrank (Melag-Trockensterilisator) bei 80°C für mindestens 60 min getrocknet. Die getrockneten verpackten Spritzen werden anschließend bei 132°C 30 min bei 2 bar autoklaviert (Wolf Autoklav HRM 242 II) und bei 80°C für mindestens 60 min ein weiteres Mal getrocknet.Any water remaining in the syringe is aspirated by dabbing the luer connector capillary to ensure that the syringe dries quickly. Pistons and syringes that are separated from one another, including any glass beads they may contain, are sealed in Melag film with an indicator field (Melag, Melafol 1502) (Melag, Melaseal). The syringes packaged in this way are dried in a drying cabinet (Melag dry sterilizer) at 80 ° C for at least 60 min. The dried packaged syringes are then autoclaved at 132 ° C. for 30 minutes at 2 bar (Wolf Autoclave HRM 242 II) and dried again at 80 ° C. for at least 60 minutes.
Das Granulat wird mehrmals mit Salzlösung/Puffer gewaschen und für mindestens 2 Std. in der Plasmid-Salzlösung inkubiert. Dieses Plasmid enthält mindestens eine Sequenz, die für ein Protein und/oder Effektormolekül codiert, sowie mindestens ein regulatorisches Element wie einen Promotor, welches in eukaryotischen Zel- len wirksam ist, beispielsweise das pcDNA1-IL-1Ra. Entscheidend für eine hohe Protein- und/oder Effektorproduktion ist die Pyro- genfreihiet der verwendeten DNA. Die beschichteten Kugeln, bzw. Granulat, werden nach der Inkubation gewaschen und mit Ethanol oder Gas in an sich bekannter Weise, vorzugsweise wie in Beispiel 1 dargestellt, sterilisiert.The granules are washed several times with saline / buffer and incubated in the plasmid saline for at least 2 hours. This plasmid contains at least one sequence which codes for a protein and / or effector molecule, and at least one regulatory element such as a promoter which is active in eukaryotic cells, for example the pcDNA1-IL-1Ra. The pyrogen-free nature of the DNA used is crucial for high protein and / or effector production. The coated balls or Granules are washed after the incubation and sterilized with ethanol or gas in a manner known per se, preferably as shown in Example 1.
Vor der Anwendung der Glasspritze wird Heparin (z.B. Liquemin™ N 2500, Heparin-Natrium™ 2500 I.E.) oder Citrat (z.B. ACDA) in die Spritze eingebracht, um eine Koagulation des später aufgenommenen Blutes zu verhindern. Der Einsatz von Coagulantien erweist sich auch vorteilhaft bei der Aufarbeitung von lL-1 Ra-haltigem Serum. Before using the glass syringe, heparin (e.g. Liquemin ™ N 2500, Heparin-Sodium ™ 2500 IU) or citrate (e.g. ACDA) is introduced into the syringe to prevent coagulation of the blood later taken. The use of coagulants has also proven to be advantageous in the processing of IL-1 Ra-containing serum.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Herstellung einer induzierten Blutzusammensetzung aus Blut, wobei im Blut enthaltende Blutzellen transient oder stabil mit mindestens einem Nucleinsäuremolekül transformiert werden, vorzugsweise mit einem Nucleinsäuremolekül, welches mindestens ein therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsames Protein oder ein Effektormolekül codiert und eine induzierte Blutzusammensetzung erhalten wird, deren Blutzellen transient oder stabil das thera- peutisch und/oder diagnostisch bedeutsame Protein und/oder das Effektormolekül exprimieren und gegebenenfalls sezernieren.1. A method for producing an induced blood composition from blood, wherein blood cells contained in the blood are transformed transiently or stably with at least one nucleic acid molecule, preferably with a nucleic acid molecule which encodes at least one therapeutically and / or diagnostically important protein or an effector molecule and obtain an induced blood composition whose blood cells transiently or stably express and, if necessary, secrete the therapeutically and / or diagnostically important protein and / or the effector molecule.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die induzierte Blutzusammensetzung eine Blutzusammensetzung ist, die mindestens ein therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsames Protein in höherer Konzentration als eine nicht transformierte Blutzusammensetzung enthält, zum Beispiel Cytokine, wie natürliches oder abgewandeltes IL-1 Ra (IRAP; Interleukin 1 Rezeptorantagonist).2. The method of claim 1, wherein the induced blood composition is a blood composition containing at least one therapeutically and / or diagnostically important protein in higher concentration than an untransformed blood composition, for example cytokines such as natural or modified IL-1 Ra (IRAP; Interleukin 1 receptor antagonist).
3. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die induzierte Blutzusammensetzung eine Blutzusammensetzung ist, in deren Blutzellen mindes- tens ein Effektormolekül, vorzugsweise Protein oder RNA, exprimiert wird, welches in nicht transformierten Blutzellen gar nicht oder nicht in dieser Menge exprimiert wird.3. The method according to claim 1, wherein the induced blood composition is a blood composition, in the blood cells of which at least one effector molecule, preferably protein or RNA, is expressed, which is not or not expressed in this amount in non-transformed blood cells.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Blut einem Patienten mit einem Entnahmesystem entnommen und das Blut mit dem mindestens einen Nucleinsäuremolekül in dem Entnahmesystem transformiert wird, ohne vorher die zu transformierenden Blutzellen von anderen Blutkomponenten abzutrennen.4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the blood is drawn from a patient with a sampling system and the blood with the at least one nucleic acid molecule in the Removal system is transformed without first separating the blood cells to be transformed from other blood components.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Blut einem Patienten entnommen, Blutzellen, insbesondere nucleäre Zel- len, von anderen Blutkomponenten getrennt, die Blutzellen transformiert und in Medium mit oder ohne Serum oder in reinem Serum inkubiert wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the blood is taken from a patient, blood cells, in particular nuclear cells, separated from other blood components, the blood cells are transformed and incubated in medium with or without serum or in pure serum.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Blut einem Patienten mit einem Entnahmesystem entnommen, in ein ande- res Gefäß gefüllt und in diesem Gefäß transformiert wird, ohne vorher die zu transformierenden Blutzellen von anderen Blutkomponenten abzutrennen.6. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the blood is withdrawn from a patient with a withdrawal system, filled into another vessel and transformed in this vessel without first separating the blood cells to be transformed from other blood components.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nucleinsäuremolekül, insbesondere DNA oder RNA, immobilisiert auf festen Trägern, zum Beispiel großen oder kleinen Kugeln, beispielsweise aus Glas, oder magnetischen Kügelchen oder der Wand der Spritze, zur Transformation verwendet wird.7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the nucleic acid molecule, in particular DNA or RNA, immobilized on solid supports, for example large or small balls, for example made of glass, or magnetic beads or the wall of the syringe, is used for transformation.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nucleinsäuremolekül, insbesondere DNA oder RNA, gegebenenfalls markiert mit einer Markersubstanz, zur Transformation verwendet wird.8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the nucleic acid molecule, in particular DNA or RNA, optionally labeled with a marker substance, is used for the transformation.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nucleinsäuremolekül, insbesondere die DNA oder RNA, zusammen mit einem Zusatz, der die Transfektion und/oder Expression des Nucleinsäuremoleküls erhöht, transformiert wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the nucleic acid molecule, in particular the DNA or RNA, is transformed together with an additive which increases the transfection and / or expression of the nucleic acid molecule.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nucleinsäuremolekül durch Elektroporation transformiert wird.10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the nucleic acid molecule is transformed by electroporation.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nucleinsäuremolekül ein die Expression körpereigener Proteine induzierendes, reprimierendes oder regulierendes Molekül codiert, zum Beispiel ein Antisensekonstrukt, RNA-Element, Transkripitions- faktor oder ein transposables Element.11. The method according to any one of the preceding claims, wherein the nucleic acid molecule encodes an expression of the body's own protein-inducing, repressing or regulating molecule, for example an antisense construct, RNA element, transcription factor or a transposable element.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nucleinsäuremolekül in einem Vektor enthalten ist, zum Beispiel in einem Plasmid oder in einem Virus.12. The method according to any one of the preceding claims, wherein the nucleic acid molecule is contained in a vector, for example in a plasmid or in a virus.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nucleinsäuremolekül funktioneil verbunden zu mindestens einem regulatorischen Element, zum Beispiel einem Promotor, Enhan- cer oder Intron, vorliegt, insbesondere einem blutzellspezifischen regulatorischen Element.13. The method according to any one of the preceding claims, wherein the nucleic acid molecule is functionally linked to at least one regulatory element, for example a promoter, enhancer or intron, in particular a blood cell-specific regulatory element.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nucleinsäuremolekül funktioneil verbunden zu einem ein Signal- peptid für die Proteinsezernierung aus der Zelle codierenden Nucleotidabschnitt vorliegt.14. The method according to any one of the preceding claims, wherein the nucleic acid molecule is functionally linked to a nucleotide section coding a signal peptide for protein secretion from the cell.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach der Transformation, Expression und Sezemierung des mindestens einen induzierten therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsamen Proteins aus den transformierten Zellen in das Serum die Zellen vom Serum abgetrennt werden und ein induziertes Serum erhalten wird. 15. The method according to any one of the preceding claims, wherein after the transformation, expression and secretion of the at least one induced therapeutically and / or diagnostically significant protein from the transformed cells in the serum, the cells are separated from the serum and an induced serum is obtained.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Nucleinsäuremolekül mit Hilfe von Liposomen, viralen Vektoren oder gebunden an Mikroglaskügelchen transformiert wird.16. The method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one nucleic acid molecule is transformed with the aid of liposomes, viral vectors or bound to microglass beads.
17. Verfahren zur Transformation von Zellen, insbesondere im Blut vorhandenen Zellen, zum Beispiel Blutzellen, mit Nucleinsäuremolekülen, wobei die Zellen oder Blutzellen mit den Nucleinsäuremolekülen in Kontakt gebracht, die Zellen oder die im Blut vorhandenen Blutzellen transformiert und stabil oder transient transformierte Zel- len oder Blutzellen erhalten werden.17. A method for transforming cells, in particular cells present in the blood, for example blood cells, with nucleic acid molecules, the cells or blood cells being brought into contact with the nucleic acid molecules, the cells or the blood cells present in the blood being transformed and cells being stably or transiently transformed or blood cells can be obtained.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Nucleinsäuremoleküle vor der Transformation insbesondere kovalent, insbesondere säurelabil an Mikroglaskügelchen gebunden werden.18. The method according to claim 17, wherein the nucleic acid molecules are in particular covalently, in particular acid-labile, bound to microglass beads before the transformation.
19. Verfahren zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers, wobei dem menschlichen oder tierischen Körper Blut, vorzugsweise mittels einer Spritze, entnommen, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchgeführt und die induzierte Blutzusammensetzung dem menschlichen oder tierischen Körper wieder reappliziert wird, gegebenenfalls allein das Blutserum nach Abtrennung von den transformierten Blutzellen und anderen Blutkomponenten.19. A method for the treatment of the human or animal body, wherein blood, preferably by means of a syringe, is drawn from the human or animal body, a method according to one of the preceding claims is carried out and the induced blood composition is reapplied to the human or animal body, if appropriate only that Blood serum after separation from the transformed blood cells and other blood components.
20. Verwendung von Mikroglaskügelchen, insbesondere gebundene Nucleinsäuren aufweisende Mikroglaskügelchen, für die Transformation von Vollblut, insbesondere nucleären Zellen im Vollblut, insbe- sondere für die Expression und Sezernierung von Proteinen in Blut, insbesondere Blutzellen. 20. Use of microglass beads, in particular microglass beads containing bound nucleic acids, for the transformation of whole blood, in particular nuclear cells in whole blood, in particular for the expression and secretion of proteins in blood, in particular blood cells.
21. Verwendung von Mikroglaskügelchen, insbesondere gebundene Nucleinsäuren aufweisende Mikroglaskügelchen, für die Transformation von biologischen Zellen, insbesondere tierischen, pflanzlichen oder humanen Zellen.21. Use of microglass beads, in particular microglass beads having bound nucleic acids, for the transformation of biological cells, in particular animal, plant or human cells.
22. Verwendung von Blut, insbesondere Vollblut, für die Transformation von Nucleinsäuremolekülen, codierend therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsame Proteine oder Effektormoleküle, in die Blutzellen des Blutes, insbesondere für die Gentherapie und/oder die Behandlung von Leukämie, für die Behandlung von traumatischen, degenerativen, chronisch inflammatorischen Erkrankungen des Nervensystems, des Bewegungsapparates oder verschiedener innerer Organe.22. Use of blood, in particular whole blood, for the transformation of nucleic acid molecules, coding for therapeutically and / or diagnostically important proteins or effector molecules, into the blood cells of the blood, in particular for gene therapy and / or the treatment of leukemia, for the treatment of traumatic, degenerative, chronic inflammatory diseases of the nervous system, the musculoskeletal system or various internal organs.
23. Verwendung von Blut für die Herstellung eines Arzneimittelkits für gentherapeutische Zwecke und/oder die Behandlung von Leukä- mie, für die Behandlung von traumatischen, degenerativen, chronisch inflammatorischen Erkrankungen des Nervensystems, des Bewegungsapparates oder verschiedener innerer Organe.23. Use of blood for the manufacture of a drug kit for gene therapy purposes and / or the treatment of leukemia, for the treatment of traumatic, degenerative, chronic inflammatory diseases of the nervous system, the musculoskeletal system or various internal organs.
24. Verwendung von Nucleotidmolekülen, insbesondere codierend für therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsame Proteine oder Effektormoleküle, für die Transformation von Blut oder Blutzellen und die Expression und gegebenenfalls Sezernierung des therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsamen Proteins beziehungsweise Effektormoleküls, zum Beispiel für die Leukämiebehandlung, für die Behandlung von traumatischen, degenerativen, chronisch inflamma- torischen Erkrankungen des Nervensystems, des Bewegungsapparates oder verschiedener innerer Organe. 24. Use of nucleotide molecules, in particular coding for therapeutically and / or diagnostically important proteins or effector molecules, for the transformation of blood or blood cells and the expression and, if appropriate, secretion of the therapeutically and / or diagnostically important protein or effector molecule, for example for the treatment of leukemia the treatment of traumatic, degenerative, chronic inflammatory diseases of the nervous system, the musculoskeletal system or various internal organs.
25. Verwendung von Nucleotidmolekülen, insbesondere codierend für therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsame Proteine oder Effektormoleküle, für die Herstellung eines Arzneimittelkits, für die Transformation von Blut oder Blutzellen und die Expression und gegebenenfalls Sezernierung des therapeutisch und/oder diagnostisch bedeutsamen Proteins beziehungsweise Effektormoleküls, zum Beispiel für die Behandlung von traumatischen, degenerativen, chronisch inflammatorischen Erkrankungen des Nervensystems, des Bewegungsapparates oder verschiedener innerer Organe. 25. Use of nucleotide molecules, in particular coding for therapeutically and / or diagnostically important proteins or effector molecules, for the production of a medicament kit, for the transformation of blood or blood cells and the expression and optionally secretion of the therapeutically and / or diagnostically important protein or effector molecule for Example for the treatment of traumatic, degenerative, chronic inflammatory diseases of the nervous system, the musculoskeletal system or various internal organs.
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