EP3472620A2 - Markersequenzen zur therapiesteuerung von patienten mit rheumatoider arthritis - Google Patents

Markersequenzen zur therapiesteuerung von patienten mit rheumatoider arthritis

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Publication number
EP3472620A2
EP3472620A2 EP17737723.1A EP17737723A EP3472620A2 EP 3472620 A2 EP3472620 A2 EP 3472620A2 EP 17737723 A EP17737723 A EP 17737723A EP 3472620 A2 EP3472620 A2 EP 3472620A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
seq
group
patients
therapy
rheumatoid arthritis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP17737723.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Petra Budde
Angelika LÜKING
Peter Schulz-Knappe
Hans-Dieter Zucht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oncimmune Germany GmbH
Original Assignee
Protagen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Protagen GmbH filed Critical Protagen GmbH
Publication of EP3472620A2 publication Critical patent/EP3472620A2/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/564—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for pre-existing immune complex or autoimmune disease, i.e. systemic lupus erythematosus, rheumatoid arthritis, multiple sclerosis, rheumatoid factors or complement components C1-C9
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B30/00—Methods of screening libraries
    • C40B30/04—Methods of screening libraries by measuring the ability to specifically bind a target molecule, e.g. antibody-antigen binding, receptor-ligand binding
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/495—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with two or more nitrogen atoms as the only ring heteroatoms, e.g. piperazine or tetrazines
    • A61K31/505—Pyrimidines; Hydrogenated pyrimidines, e.g. trimethoprim
    • A61K31/519—Pyrimidines; Hydrogenated pyrimidines, e.g. trimethoprim ortho- or peri-condensed with heterocyclic rings
    • A61K31/52—Purines, e.g. adenine
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/10—Musculoskeletal or connective tissue disorders
    • G01N2800/101—Diffuse connective tissue disease, e.g. Sjögren, Wegener's granulomatosis
    • G01N2800/102—Arthritis; Rheumatoid arthritis, i.e. inflammation of peripheral joints
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/52—Predicting or monitoring the response to treatment, e.g. for selection of therapy based on assay results in personalised medicine; Prognosis

Definitions

  • the present invention relates to a method for
  • RA rheumatoid arthritis
  • RA rheumatoid arthritis
  • RA Rheumatoid arthritis
  • the criteria for diagnosing RA and distinguishing between arthritis and pure are those for patients with joint inflammation
  • Diagnosis can progress the joint destruction.
  • markers for the early detection of RA or prognosis and therapy control are enormous important, especially in those patients of rheumatoid arthritis (RA), who are already in drug treatment.
  • ACPA autoantibodies are present in about 75% of patients
  • Marker sequences for the diagnosis of RA are disclosed in WO2009030226. These marker sequences were found by a method in which serum samples from RA patients and those from healthy individuals were comparatively examined and the results
  • the RA is considered a disease, being predominantly
  • Autoantibodies are produced against citrullinated peptides. Autoantibodies to post-translationally unmodified proteins or peptides have also been described in a few papers (Hueber, Tomooka et al., 2009, Somers, Geusens et al., 2011), but have not been systematically reviewed for new ones
  • Classical DMARDs combine a group of drugs that have symptomatic effects and disease modifying properties.
  • the effect of the DMARDs is usually delayed, the period until the onset of action is 4-16 weeks.
  • methotrexate which belongs to the group of classical DMARDs, has become the standard and first-line therapy of RA.
  • suitable drugs are azathioprine, sulfasalazine, chloroquine / hydroxychloroquine, leflunomide,
  • Cyclophosphamide, D-penicillamine or ciclosporin as well as biological DMARDs.
  • the so-called biological DMARDs include therapeutic antibodies that block the action of the inflammatory cytokine - Tumor Necrosis Factor Alpha (TNF).
  • TNF Tumor Necrosis Factor Alpha
  • rheumatoid diseases e.g. RA, lupus, ankylosing spondylitis, psoriasis, Crohn's disease, ulcerative colitis, and juvenile chronic arthritis.
  • Treatment of RA and other rheumatic diseases improved significantly and resulted in a significant improvement in quality of life.
  • Antibodies that inhibit the binding of TNF to its receptor include infliximab (Remicade®; Adalimumab (Humira®), certolizumab pegol (Cimzia®) and
  • TNF receptor e.g. Etanercept (Enbrel®) inhibits the binding of TNF to the body's own receptor.
  • MTX therapy may be accompanied by toxic effects and undesirable side effects that often cause patients to discontinue MTX therapy.
  • markers sequences
  • identifying patients who respond to MTX therapy R
  • non-responder NR
  • markers R
  • non-responder NR
  • Diagnosis first conventional DMARDs (mostly MTX) and followed the clinical efficacy over six months. In the absence of efficacy or side effects can be switched to a biological DMARD, usually a TNF blocker. However, this has the disadvantage that if missing
  • the object of the invention is therefore also prognosis and
  • RA patients Treatment of RA patients.
  • This object is achieved according to the invention by providing a method for in-vitro diagnosis which contains selected autoantigens (markers) for the detection of autoantibodies from body fluids of an RA patient undergoing drug treatment.
  • the invention relates to a method for stratification and therapy control of patients with rheumatoid arthritis in drug treatment, wherein by means of an in vitro diagnosis responders and / or non-responders to the
  • At least one marker sequence from the group SEQ ID No. 1-208 is selected.
  • the autoantigens or markers (sequences) according to the invention are identified by means of a differential, a
  • Serum samples from healthy and RA patients undergoing drug treatment are comparatively examined for their reactivity with a variety of potential antigens and these results are statistically evaluated.
  • the invention therefore relates to a method for
  • RA rheumatoid arthritis
  • MFI median fluorescence intensity
  • markers are selected from the sequences SEQ ID o. 1 -208, partial sequences or fragments thereof, homologues of the sequences SEQ ID NO. 1 -208 with at least 90%
  • planar substrates are used, to the marker sequences or sequences to be examined
  • marker sequences to be examined or the sequences binding to these marker sequences are immobilized on a solid, planar support.
  • An alternative arrangement or panel of marker sequences or sequences to be examined is possible on beads, which therefore differ from conventional microarrays, inter alia with regard to their sensitivity and specificity.
  • bead arrays are either impregnated with beads at different concentrations
  • Fluorescent dye or e.g. created by barcode technology.
  • the beads are addressable and can be used to detect specific binding events occurring on their own
  • Bead technology is based on microscopically small spherical beads or platelets called microspheres or beads. These beads can be used analogously to ELISA and Western Blot as
  • Solid phase for biochemical detection reactions serve.
  • bead types which differ for example in their fluorescent color and each of which carries its own specific detection reagent on the surface. In this way, a corresponding number of different detection reactions can be carried out simultaneously in a very small sample volume.
  • Bead arrays are the specific interaction of two defined biochemical compounds detectable. Compared to conventional microarrays
  • marker sequences for RA can be identified which differ in their sensitivity and
  • the invention also relates to a marker sequence for
  • Rheumatoid arthritis obtainable by a method according to the invention and wherein the marker sequence is selected from the group of the sequences SEQ ID No. 1-208, partial sequences or fragments thereof, homologues of the sequences SEQ ID No. 1-208 with at least 90% homology.
  • the invention also provides the use of one or more marker sequence (s) according to the invention for
  • a further embodiment relates to the use according to the invention, characterized in that 2 or 3, preferably 4 or 5, particularly preferably 6, 7 or 8 or more
  • marker sequences for example 10 to 20 or 30 or more different marker sequences can be used.
  • Such a set of marker sequences is called a panel.
  • One embodiment relates to the use according to the invention, characterized in that the marker sequence (s) is / are applied to a solid support, the solid support being selected from filters, membranes, wafers, for example silicon wafers, glass, metal, plastic, chips,
  • mass spectrometric targets for example magnetic, coated or labeled beads, such as
  • the invention also provides a method for stratification or therapy control of rheumatoid
  • the detection of such an interaction can, for example, by a probe, in particular by an antibody
  • the invention also provides a method for
  • Marker sequence is used to examine a sample of the patient.
  • One embodiment relates to a method according to the invention for the diagnosis of rheumatoid arthritis, wherein the
  • the invention also relates to an arrangement or panel comprising or consisting of one or more marker sequence (s) according to the invention.
  • Preferred panels are the subject of the examples.
  • the subject of the invention is also an assay or
  • Protein array comprising an arrangement or panel according to the invention.
  • the invention also provides a diagnostic agent for
  • Diagnosis of rheumatoid arthritis containing at least one marker sequence according to the invention and optionally further excipients and additives.
  • the invention relates to the use of
  • Marker sequences for the stratification or therapy control of rheumatoid arthritis wherein at least one marker sequence selected from the group of marker sequences SEQ ID No 1-208 and / or genomic sequences containing one of the sequences SEQ ID No. 1-104 and / or a by the sequences SEQ ID No. 105-208 coded protein, partial sequences or fragments thereof, homologues of the sequences SEQ ID No. 1-208 with at least 90% homology to a patient to be examined.
  • the invention relates to a method for the identification of early RA patients in drug treatment, which may not respond to conventional DMARDs, in particular MTX or non-responsive, and may be resistant to therapy.
  • markers for RA according to the invention are the subject of SEQ ID Nos. 1-3 or 105-107 of the antigens in Table 1 and Table 2 used for the stratification or therapy control of RA
  • markers can be used and predict or diagnose, whether an RA patient will respond to MTX treatment. For the generation of these markers are based on the
  • Marker CCDC136 (SEQ ID No.1), HSPB1 (SEQ ID No.2), IGFBP2 (SEQ ID No.3) for determining a drug-drug resistance, in particular MTX-therapy resistance.
  • Markers found by means of this embodiment of the method are mentioned, for example, in Table 1, in Group 5, and relate to SEQ ID No. 4-51 and / or SEQ ID NO. 108-155.
  • Combination therapy of biological and conventional DMARD such as anti-TNF blocker and MTX, responsive or non-responsive.
  • Markers found by means of this embodiment of the method are mentioned, for example, in Table 1, in Group 6, and relate to SEQ ID No. 52-104 and / or SEQ ID NO. 156-208.
  • biomarker panel for RA Due to the high clinical and serological heterogeneity of the RA disease, it is difficult to clearly diagnose RA with only one biomarker. Therefore, it is often necessary combine as uncorrelated autoantigens to so-called panels of markers (biomarker panel for RA).
  • corresponding panels of markers for RA for individual patients or patient groups can be individually compiled for the relevant RA subtype (subgroup). Therefore, it is also necessary to have a plurality of potential markers for RA available to subgroups or
  • a corresponding panel may, for example, be in the form of an arrangement, an array or even one or more beads, preferably Luminex beads,
  • the invention thus relates to an arrangement comprising one or more markers according to the invention, a protein array comprising one or more markers according to the invention, a bead (beads or platelets) comprising one or more markers according to the invention.
  • Marker sequences for rheumatoid arthritis can be identified.
  • Beads (beads, globules, originally also called latex particles) denote so-called microspheres or
  • Microparticles used as carriers for biomolecules in tests and assays are required, which are produced by special chemical processes. These procedures are known to the skilled person. Beads for different applications are also commercially available (eg Fa. Progen Biotechnik GmbH). Beads can be made of different materials
  • Beads can be labeled with different dyes or dye mixtures and provided with coatings.
  • Biomolecules can be coupled to their surface. For this purpose, different coupling methods are available, which are known to the person skilled in the art, for example adsorption or
  • the surface of the beads may be modified such that directional coupling of the biomolecules on the bead surface, e.g. in connection with spacers, tags or special modifications is possible and whereby the
  • rheumatoid arthritis is for example after
  • Juvenile idiopathic arthritis (ICD-10: M08.-, abbr .: JIA) Older synonyms: Juvenile rheumatoid arthritis, juvenile chronic arthritis, Still's disease or more popular: childlike
  • the determination of the marker sequences takes place outside the human body and the determination takes place in an ex vivo / in vitro diagnosis.
  • Diagnosis in the sense of this invention means the positive detection of rheumatoid arthritis by means of
  • Marker sequences of the invention and the assignment of the Patients on the indication rheumatoid arthritis.
  • diagnosis includes medical diagnostics and
  • diagnosis also includes the
  • the invention relates to a method for
  • Marker sequence according to the invention is determined on a patient to be examined. Also included is the
  • therapy control comprises the classification of patients into responders and non-responders with regard to a medicamentous therapy or its course of therapy.
  • Therapy control in particular prediction / prognosis and monitoring of response or non-response to a drug / drug for the treatment of RA or a changed therapy as well as the aftercare. "Stratify or Therapy Control” in the sense of this
  • the term "stratification" includes in particular the
  • patient is understood to mean any test subject - human or mammal - with the proviso that the test subject is examined for rheumatoid arthritis, in particular a therapeutic success or therapy improvement or with the proviso that the subject or the individual on RA is being studied and is receiving or being administered drugs for the treatment of RA, such as by a basic therapy (supra).
  • marker sequences in the sense of this invention means that the nucleic acid sequence, for example the mRNA, cDNA or the respective polypeptide or protein obtainable therefrom, are significant for rheumatoid arthritis.
  • the mRNA or cDNA or the respective polypeptide or protein obtainable therefrom may interact with substances from the body fluid or tissue extract of a rheumatoid arthritis patient (e.g., (auto) antigen (epitope) / (auto) antibody (paratope).
  • substances from the body fluid or tissue extract of a rheumatoid arthritis patient e.g., (auto) antigen (epitope) / (auto) antibody (paratope).
  • Antigen or part of an antigen or encodes an antigen or part of an antigen.
  • Marker sequence selected from the group of marker sequences SEQ ID No. 1-208 and / or the genomic sequences which have one of the sequences SEQ ID No. 1-104 and / or a by the sequences SEQ ID No. 105-208 coded protein, partial sequences or fragments thereof, homologues of the sequences SEQ ID No. 1-208 with at least 90% homology to one to be studied
  • An interaction between the body fluid or the tissue extract of a patient and the marker sequences according to the invention is detected, for example a binding, in particular a binding substance to at least one of the marker sequences according to the invention or, in the case of a cDNA, hybridization with a suitable substance under selected conditions, in particular stringent conditions (eg as defined in J. Sambrook, EF Fritsch, T. Maniatis (1989), Molecular cloning: A laboratory manual, 2nd Edition, Cold Spring Habor Laboratory Press, Cold Spring Habor U.S.A. or Ausubel, "Current Protocols in Molecular Biology", Green Publishing Associates and Wiley Interscience, NY (1989)).
  • stringent hybridization conditions is: hybridization in 4 x SSC at 65 ° C (alternatively in 50%).
  • Hybridization conditions is hybridization in 4 x SSC at 37 ° C followed by several washing steps in 1 x SSC
  • Body fluid in particular blood, whole blood, blood plasma, Blood serum, patient serum, urine, cerebrospinal fluid, synovial fluid or a tissue extract of the patient.
  • markers for RA can also be characterized by their interaction with
  • Markers for RA may also be present in healthy volunteers, but their amount (concentration), for example, changes in the development, establishment and therapy of RA.
  • One or more markers can in this way have a profile of
  • Imaging substances from body fluid and tissue extract for example an RA-associated autoantibody profile of the patient in question.
  • Markers according to the invention are biomarkers for RA.
  • Autoantibody profiles include the amount of one or more
  • composition ie, for example, one or more autoantibodies expressed only in RA
  • amount / concentration of individual autoantibodies ie, the amount / concentration of individual autoantibodies changes in the formation and establishment of RA.
  • SEQ ID No. 1-208 are the subject of Table 1 and can by the respective
  • the invention also relates to the full-length sequences of the marker sequences according to the invention and the marker sequences as defined in the tables on the known database entries as well as those in the attached sequence listing
  • Preferred marker sequences having P values less than or equal to 0.006, preferably less than or equal to 0.001 or less than or equal to 0.0001, more preferably less than or equal to 0.00001 (see tables).
  • homologs of the marker sequences according to the invention are included.
  • Homologues can be protein or
  • nucleic acid sequences are those sequences which are 50 to 100 nucleotides or amino acids, preferably 70-120
  • Nucleotides or amino acids particularly preferably 100 to 200 nucleotides or amino acids of one of the marker sequences SEQ ID No. 1-208.
  • the marker sequences also include such
  • nucleotide sequence for example the cDNA sequence and the corresponding amino acid sequence, such as
  • Marker sequence may be represented in different amounts in one or more areas on a solid support, for example a bead. This allows a variation of the sensitivity.
  • the regions may each comprise a total of marker sequences, i. a sufficient number
  • marker sequences in particular 2 to 5 or 10 or more marker sequences and, if appropriate, further nucleic acids and / or proteins, in particular biomarkers. However, at least 96 to 25,000 (numerically) or more of different or identical marker sequences and more are preferred
  • Nucleic acids and / or proteins in particular biomarkers. Also preferred are more than 2,500, more preferably 10,000 or more different or identical marker sequences and, if appropriate, further nucleic acids and / or proteins, in particular biomarkers.
  • “arrangement” or “panel” synonymously means “array” and, if this "array” is used to identify substances to be bound to marker sequences, this is an “assay” or a diagnostic device to understand.
  • the arrangement is designed such that on the arrangement
  • marker sequences in the form of a grid on a solid support. Furthermore, such arrangements are preferred which allow a high density array of marker sequences and spotting the marker sequences. Such high density spotted assemblies are
  • the term "assay" or diagnostic device also includes such embodiments of a device, such as ELISA (e.g., individual wells
  • Examples are diagnostic ELISA kits from the company Phadia or multiplex ELISA kits
  • Marker sequences according to the invention or combinations of marker sequences are robot-supported on membranes
  • Example "Euroline” from. Euroimmun AG Western Blot (example “Euroline-WB” from Euroimmun AG), immunochromatographic methods (eg Lateral Flow immunoassays; Marker sequences or combinations of marker sequences are applied to test strips (membranes, US Pat
  • the invention also has the object of providing a diagnostic device or an assay, in particular a protein biochip, which is useful for the rheumatoid
  • One or more marker sequences may be present several times in the totality of all marker sequences and be present in different amounts relative to one spot. Furthermore, the marker sequences can be standardized on the solid support (e.g., by serial dilution series of, e.g., human globulins as internal calibrators to
  • the invention therefore relates to an assay or protein biochip or one or more beads (bead-based assay) consisting of an array or panel containing marker sequences according to the invention.
  • the marker sequences are present as clones.
  • Such clones can be obtained, for example, by means of a cDNA expression library according to the invention (Büssow et al., 1998 (supra)).
  • such expression libraries become
  • Received marker sequences Contain these expression vectors preferably inducible promoters. The induction of
  • Expression can e.g. by means of an inductor, such as IPTG.
  • IPTG inductor
  • Suitable expression vectors are described in Terpe et al. (Terpe T Appl Microbiol Biotechnol 2003 Jan; 60 (5): 523-33).
  • Expression libraries are known to the person skilled in the art, these can be prepared according to standard works, such as Sambrook et al., Molecular Cloning, Laboratory Laboratory, 2nd edition (1989), CSH press, Cold Spring Harbor, New York Further preferred are such expression libraries
  • tissue specific e.g., human tissue, especially human organs.
  • expression libraries which can be obtained by exon-trapping.
  • expression library can be spoken synonymously from an expression bank.
  • protein biochips or beads or corresponding expression libraries which have no redundancy (so-called: UnicloneO library) and according to the teachings of WO 99/57311 and WO 99/57312, for example
  • Uniclone libraries have a high content of non-defective, fully expressed proteins of a cDNA expression library.
  • the clones may not be such as transformed bacteria, recombinant phage or transformed cells of mammals, insects, fungi, yeasts or plants.
  • the clones are fixed on a solid support, spotted or immobilized.
  • the invention relates to an arrangement, wherein the
  • Marker sequences are present as clones.
  • the marker sequences may be in the form of a fusion protein in the particular form
  • the tag may be one such as c-myc, His-tag, Arg-tag, FLAG, alkaline phosphatase, V5 tag, T7 tag or Strep tag, HAT tag, NusA, S-tag, SBP tag , Thioredoxin, DsbA, a fusion protein, preferably a cellulose-binding one
  • Protein Protein, calmodulin-binding protein, glutathione S-transferase or lacZ.
  • a marker sequence can also be made up of several individual ones
  • marker sequences This may involve cloning individual fragments into a large common fragment and expressing this combined fragment.
  • solid support includes embodiments such as a filter, a membrane, a magnetic or fluorophore-labeled bead
  • Silicon wafer, glass, metal, plastic, a chip, a mass spectrometric target or a matrix Silicon wafer, glass, metal, plastic, a chip, a mass spectrometric target or a matrix.
  • a filter and beads are preferred according to the invention.
  • the filter is PVDF, nitrocellulose or nylon (e.g., Immobilon P Millipore, Protran Whatman, Hybond N + Amersham).
  • this corresponds to a grid having the order of a microtiter plate (8-12 wells strips, 96 wells, 384 wells or more), a silicon wafer, a chip, a mass spectrometric target or a matrix.
  • beads are used as beads.
  • bead-based multiplex assays The analysis and evaluation of the bead-based assays can be carried out, for example, with a Luminex analysis system, which is carried out on the method of flow cytometry using two different lasers.
  • CVs coefficients of variation
  • Luminex ie bead-based protein arrays
  • the UNIarray concept is not bound to Luminex, but can also be used on other platforms such as Randox, VBC-Genomics etc.
  • the high measurement accuracy and the low VKs of the individual measurements allow the use of better and new statistical Method for the identification of potent single markers as well as for the rapid sorting out of false positives.
  • protein to marker sequence e.g., protein to marker sequence
  • Antigen / antibody or corresponding "means for detecting the binding success" can, for example, by means of
  • reporter enzymes such as alkaline phosphatase
  • a readout is e.g. by means of a
  • Microarray laser scanner a CCD camera or visually.
  • TPR small glutamine-rich tetratricopeptide group repeat
  • Table 2 3 markers for early diagnosis of RA and
  • Table 2 contains 3 antigens that are particularly suited to identify RA patients who are ACPA negative and probably not from MTX baseline therapy
  • Table 3 51 markers for controlling MTX therapy
  • a partial least squares (PLS) regression model was created.
  • PLS scoreplot it is possible to visualize whether it is under
  • FIG. 1 shows a PLS score plot for all antigens
  • Table 1 antigens can be specified to accompany different therapeutic settings.
  • Group 5 of the antigens in Table 3 includes the major 51 antigens used to calculate biomarker panels for MTX therapy control.
  • Group 5 contains 26 antigens 26 autoantibody reactivities (antigens) measurable in RA patients responding to MTX basic therapy: ACAA1, ADAMTS 13, AK2, ALAS1,
  • Antigens can be selected antigens that are
  • Panel 1 in Table 5 contains a combination of 11 markers that can be used to specifically target patients
  • antigens were selected based on the univariate results, which gave a p-value for the non-parametric comparison of the mean values
  • FIG. 2 shows the ROC curve for panel 1.
  • Group 5 in Table 3 contains 26 autoantibody reactivities (antigens) that are measurable in RA patients, the
  • CCDC136 CCDC136, HSBP1, IGFBP2, ATP5H, CSDE1, CTAG1B, EOMES, ERP29, FBX018, HCLS1, HNRNPAB, KIF5A, MLF2, MAK10, OGT, PDZK1,
  • antigens can be selected that complement each other particularly well as markers in smaller panels.
  • Panel 1 in Table 5 contains a combination of 10 markers that can be used to specifically target patients
  • Table 5 shows different combinations of antigens used for the calculation of biomarker panels for the MTX
  • Figure 2 shows the sensitivity and specificity
  • AUC Area under the Curve
  • Example 4 Calculation of Antigen Panels to Predict the Success of Therapy After Treatment with Anti-TNF Inhibitors.
  • Group 6 in Table 4 contains 20 autoantibody reactivities (antigens) that are measurable in RA patients, the
  • antigens can be selected, which complement each other particularly well as markers in smaller panels.
  • Panel 3 in Table 5 contains a combination of 11 markers that can be used specifically to identify patients who are unlikely to receive MTX therapy
  • Table 6 shows different combinations of antigens that can be used to calculate biomarker panels for ADA / MTX therapy control.
  • FIG. 3 shows the sensitivity and specificity as well as the area under the curve (AUC) for the panels 3 and 4.
  • Group 6 in Table 4 contains 33 autoantibody reactivities (antigens) that are measurable in RA patients, the
  • Panel 4 in Table 6 contains a combination of 12 markers that can be used specifically to identify patients who are unlikely to respond to ADA / MTX therapy and should therefore be treated with an alternative biological DMARD.
  • FIG. 3 shows the sensitivity and specificity as well as the area under the curve (AUC) for the panels 4.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Therapiesteuerung von Patienten und Patienten (sub) populationen (Responder/Non-Responder) mit rheumatoider Arthritis (RA) als auch die Verwendung von geeigneten Markersequenzen, insbesondere in Form von Paneln, Diagnostika und Test-Kits, sowie deren Verwendung und Anwendung zur Diagnose, Prognose und Therapiesteuerung von rheumatoider Arthritis (RA), insbesondere bei einer medikamentösen Behandlung.

Description

Markerseguenzen zur Therapiesteuerung von Patienten mit rheumatoider Arthritis
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Therapiesteuerung von Patienten und Patienten ( sub) populationen (Responder/Non-Responder) mit rheumatoider Arthritis (RA) als auch die Verwendung von geeigneten Markersequenzen,
insbesondere in Form von Paneln, Diagnostika und Test-Kits, sowie deren Verwendung und Anwendung zur Diagnose, Prognose und Therapiesteuerung von rheumatoider Arthritis (RA) , insbesondere bei einer medikamentösen Behandlung.
Die rheumatoide Arthritis (RA) ist eine Autoimmunerkrankung an der etwa 1% der Bevölkerung der westlichen Welt leiden.
Chronisch-entzündliche Prozesse führen bereits im ersten Jahr der Erkrankung (frühe RA) zu einer fortschreitenden
gelenkzerstörenden Synovitis. Wird die RA nicht rechtzeitig erkannt und in einem bestimmten Zeitfenster („window of opportunity" ) aggressiv behandelt, dann führt dies zu einer Gelenkzerstörung mit erheblichen körperlichen Einschränkungen und systematischen Manifestationen, die zu Behinderungen und verkürzter Lebenserwartung führen.
In der Frühphase der Erkrankung ist für Patienten mit einer Gelenkentzündung die Kriterien zur Diagnose einer RA und eine Unterscheidung zwischen einer Arthritis und einer reinen
Arthralgie (Gelenkbeschwerden) häufig schwierig. Dies
verzögert die Therapiesteuerung für Patienten mit einer möglicherweise frühen RA, so dass bei einer ungeklärten
Diagnose die Gelenkzerstörung voranschreiten kann.
Daher sind Marker zur Früherkennung der RA bzw. Prognose und Therapiesteuerung immens wichtig, insbesondere bei solchen Patienten der rheumatoiden Arthritis (RA) , die bereits in medikamentöser Behandlung sind.
Die aktuellen Klassifikationskriterien, welche das American College for Rheumatology (ACR) und die European League Against Rheumatism (EULAR) in 2010 gemeinsam veröffentlicht haben (Aletaha, Neogi et al . 2010), sollen durch die Bestimmung von Autoantikörpern (AAB) gegen citrullinierte Antigene (ACPA) , eine frühe Diagnose der RA erleichtern, so daß eine
krankheitsmodifizierende Therapie möglichst früh eingeleitet wird und irreversible Krankheitsfolgen verhindert werden.
ACPA Autoantikorper sind in etwa 75% von Patienten mit
etablierter RA positiv nachweisbar, jedoch nur in etwa 62% der Patienten mit früher RA.
Dies unterstreicht den Bedarf an weiteren Markern für die Frühdiagnose der RA, Prognose und Therapiesteuerung.
Markersequenzen zur Diagnose von RA sind in WO2009030226 offenbart. Diese Markersequenzen wurden durch ein Verfahren gefunden, bei dem Serumproben von RA Patienten und solche von Gesunden vergleichend untersucht und die Ergebnisse
statistisch ausgewertet wurden. Die in WO 2009030226
beschriebenen Markersequenzen sind zur Diagnose von RA
geeignet, jedoch nicht ausreichend für die Vorhersage der Therapieantwort geeignet.
Bisher gilt die RA als eine Erkrankung, wobei vorwiegend
Autoantikorper gegen citrullinierte Peptide produziert werden. In einigen wenigen Publikationen wurden auch Autoantikorper gegen posttranslational unmodifizierte Proteine oder Peptide beschrieben (Hueber, Tomooka et al . 2009; Somers, Geusens et al . 2011), jedoch wurde nicht systematisch nach neuen
Autoantikörpern gesucht oder diese für die Identifizierung von Patienten (sub) gruppen eingesetzt .
Auf Basis der 2010 veröffentlichten Empfehlungen der European League Against Rheumatism (EULAR) für die Behandlung von RA ist das primäre Behandlungsziel, die Krankheitsprogression zu stoppen und die Krankheitsremission zu erreichen (Smolen, Landewe et al . 2010) . Durch den Einsatz einer krankheitsmodifizierenden Therapie (DMARD = Disease Modifying Anti-Rheumatic Drug, so genannte Basistherapie) , läßt sich insbesondere in der frühen RA, die Erfolgsaussicht einer Krankheitsremission signifikant
verbessern .
Unter klassischen DMARDs wird eine Gruppe von Medikamenten zusammengefasst , die über symptomatische Effekte hinaus, krankheitsmodifizierende Eigenschaften besitzt. Die Wirkung der DMARDs setzt in der Regel verzögert ein, der Zeitraum bis zum Wirkeintritt beträgt 4-16 Wochen.
Insbesondere das zur Gruppe der klassichen DMARD gehörende Methotrexate (MTX) ist zur Standard- und Ersttherapie der RA geworden. Andere geeignete Arzneimittel sind Azathioprin, Sulfasalazin, Chloroquin/Hydroxychloroquin, Leflunomid,
Cyclophosphamid, D-Penicillamin oder Ciclosporin als auch biologische DMARDs.
Zu den sogenannten biologischen DMARDs gehören therapeutische Antikörper, die die Wirkung des inflammatorischen Zytokins - Tumor Nekrose Faktor Alpha (TNF) - blockieren. TNF ist
zentraler Regulator des Immunsystems und an entzündlichen Prozessen in einer Reihe von rheumatoiden Erkrankungen, wie z.B. RA, Lupus, ankylosierende Spondylitis, Psoriasis, Morbus Crohn, Colitis ulcerosa und Juvenile Chronische Arthritis beteiligt .
Die Entwicklung von sogenannten TNF-Blockern hat die
Behandlung der RA und anderen rheumatischen Erkrankungen signifikant verbessert und zu einer deutlichen Verbesserung der Lebensqualität geführt.
Generell gibt es zwei Ansätze zur Hemmung der TNF Aktivität. Zum einen können mittels monoklonaler therapeutischer
Antikörper, die Bindung von TNF an seinen Rezeptor unterbunden werden. Hierzu sind verschiedene anti-TNF Blocker für die Behandlung der RA zugelassen, wie z.B. Infliximab (Remicade®; Adalimumab (Humira®) , Certolizumab Pegol (Cimzia®) und
Golimumab (Simponi®) .
Weiterhin besteht die Möglichkeit durch löslichen, rekombinant hergestellten TNF-Rezeptor, wie z.B. Etanercept (Enbrel®) die Bindung von TNF an den körpereigenen Rezeptor zu hemmen.
Trotz generell guter Wirksamkeit zeigen lediglich 40-50% der RA Patienten eine zufriedenstellende klinische Verbesserung unter MTX-Therapie . Weiterhin kann eine MTX-Therapie von toxischen Effekten und unerwünschten Nebenwirkungen begleitet sein, die oftmals dazu führen, dass Patienten eine MTX- Therapie abbrechen.
In zahlreichen klinischen Studien konnte gezeigt werden, dass die verschiedenen TNF-Blocker eine vergleichbare Wirksamkeit gegenüber MTX zeigen und die Progression der RA mit Schädigung der Gelenke weitgehend hemmen. Jedoch zeigen klinische
Studien, dass etwa 20-50% der behandelten RA Patienten nur unzureichend auf TNF-Blocker ansprechen. Für diese Patienten wurden alternative Therapien entwickelt, die z.B. auf der Hemmung von B-Zellen basieren, wie z.B. Rituximab (Rituxan) .
In Anbetracht der hohen Behandlungskosten und möglichen
Nebenwirkungen, fehlt es jedoch an geeigneten Prädikatoren, also diagnostischen Markersequenzen für die Auswahl von bestimmten und geeigneten Therapieformen als auch klinische Entscheidungen für RA Patienten.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Marker (sequenze) n zur Identifizierung von Patienten, die auf eine MTX-Therapie ansprechen (Responder = R) bzw. nicht-ansprechen (Non- Responder = NR), können für Patienten ( sub) gruppen mit
spezifischem Markerprofil, die für sie beste Therapie
ausgewählt werden.
Entsprechend der EULAR- und ACR-Empfehlungen werden nach
Diagnosestellung zunächst konventionelle DMARDs (zumeist MTX) verabreicht und die klinische Wirksamkeit über sechs Monate verfolgt. Bei fehlender Wirksamkeit oder Nebenwirkungen kann auf ein biologisches DMARD, zumeist ein TNF-Blocker gewechselt werden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass bei fehlender
Wirksamkeit wertvolle Zeit verstreicht und die Erkrankung ungehindert weiter fortschreitet.
Klinische Studien zeigen, dass ebenfalls eine frühzeitige intensive Behandlung von Patienten mit einer frühen RA mit einer Kombinationstherapie aus TNF-Blocker und MTX im
Vergleich zu einer MTX-Monotherapie die Prognose der
Erkrankung bessern kann (Detert, Bastian et al . 2013) und eine alternative medikamentöse Behandlung darstellt.
Allerdings fehlen geeignete Prädikatoren bzw.
Marker ( Sequenzen) , um (Sub-) Gruppen von Patienten zu
identifizieren, die von einer solchen aggressiven
Kombinationstherapie profitieren können.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Therapie mittels medikamentöser Behandlung (DMARD) als auch
hinsichtlich klinischer Entscheidungen zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch die technische Lehre der
Patentansprüche gelöst.
Aufgabe der Erfindung ist daher ebenfalls Prognose und
Therapiesteuerung mittels einer in-vitro Diagnose in der
Behandlung von RA-Patienten. Insbesonderer solcher RA- Patienten, die bereits eine medikamentöse Behandlung erfahren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Verfahren zur in-vitro Diagnose bereitgestellt wird, welche ausgewählte Autoantigene (Marker) enthält zum Nachweis von Autoantikörpern aus Köperflüssigkeiten eines RA-Patienten, welcher eine medikamentöse Behandlung erfährt.
Daher betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Stratifizierung und Therapiesteuerung von Patienten mit rheumatoider Arthritis in medikamentöser Behandlung, wobei mittels einer in-vitro Diagnose Responder und / oder Non-Responder auf die
medikamentöse Behandlung identifiziert werden, wobei
mindestens eine Markersequenz aus der Gruppe SEQ ID No . 1-208 ausgewählt ist.
Die erfindungsgemäßen Autoantigene bzw. Marker ( Sequenzen) werden idenifiziert mittels eines differentiellen, eine
Vielzahl von Schritten umfassendes Verfahren, bei dem
Serumproben von Gesunden und RA-Patienten in medikamentöser Behandlung vergleichend im Hinblick auf ihre Reaktivität mit einer Vielzahl von potentiellen Antigenen untersucht und diese Ergebnisse statistisch ausgewertet werden.
Die Auswahl der Serumproben und die Abfolge der Schritte ermöglicht in überraschender Weise die Identifizierung von Marker (sequenze) n in Patienten mit früher und etablierter RA in medikamentöser Behandlung, die auch geeignet sind, RA
Patienten ( sub) gruppen zu identifizieren und die
Erfolgsaussichten auf einen Therapieerfolg erhöhen können.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur
Identifizierung von Markersequenzen für Rheumatoide Arthritis (RA), umfassend die Schritte: a) Serumproben von RA-Patienten werden mit mehr als 5.000 an (Luminex-) Beads gekoppelten Antigenen in Kontakt gebracht, die Bindung der einzelnen Antigene an Proteine im Serum der RA Patienten durch Immunfluoreszenzassay gemessen und die mittlere Fluoreszenzintensität (MFI = median fluorescence intensity) für jedes einzelne Antigen bestimmt;
b) Serumproben von Gesunden werden mit denselben an (Luminex- ) Beads gekoppelten Antigenen in Kontakt gebracht, die
Bindung der einzelnen Antigene an Proteine im Serum von Gesunden durch Immunfluoreszenzassay gemessen und daraus die mittlere Fluoreszenzintensität (MFI = median fluorescence intensity) für jedes einzelne Antigen bestimmt; c) die MFI Daten jedes einzelnen Antigens aus a) und b) werden statistisch mittels univariater Analyse ausgewertet und dadurch Marker identifiziert, mit denen RA-Patienten von Gesunden differenziert werden können;
d) und wobei die Marker ausgewählt werden aus den Sequenzen SEQ ID o. 1 -208, Teilsequenzen oder Fragmente davon, Homologen der Sequenzen SEQ ID No. 1 -208 mit mindestens 90 %
Homologie .
Im Bereich der Mikroarrays werden ebene Substrate verwendet, an die Markersequenzen oder zu untersuchende Sequenzen
gebunden sind. In Proteinbiochips sind die zu untersuchenden Markersequenzen oder die an diese Markersequenzen bindenden Sequenzen auf einem festen, ebenen Träger immobilisiert. Eine alternative Anordnung oder Panel von Markersequenzen oder zu untersuchenden Sequenzen ist auf Beads möglich, die sich deshalb unter anderem hinsichtlich ihrer Sensitivität und Spezifität von herkömmlichen Mikroarrays unterscheiden. Bead Arrays werden beispielsweise durch Imprägnieren von Kügelchen entweder mit unterschiedlichen Konzentrationen an
Fluoreszenzfarbstoff oder z.B. durch Strichcode-Technologie erstellt. Die Kügelchen sind adressierbar und können verwendet werden, um spezifische Bindungsereignisse, die auf ihrer
Oberfläche auftreten, zu identifizieren. Grundlage der Bead- Technologie sind mikroskopisch kleine sphärische Kügelchen oder Plättchen, die Mikrosphären oder Beads genannt werden. Diese Beads können analog zu ELISA und Western Blot als
Festphase für biochemische Nachweisreaktionen dienen. Es sind verschiedenste Bead-Typen verfügbar, die sich beispielsweise in ihrem Fluoreszenzfarbton unterscheiden und von denen jeder ein eigenes spezifisches Nachweisreagenz auf der Oberfläche trägt. Auf diese Weise können entsprechend viele verschiedene Nachweisreaktionen in einem sehr geringen Probenvolumen simultan durchgeführt werden. Mit Bead Arrays sind spezifische Interaktion zweier definierter biochemischer Verbindungen nachweisbar. Im Vergleich zu herkömmlichen Mikroarrays
zeichnet sich die Bead-basierte Validierung durch eine
besonders hohe Sensitivität und Spezifität aus. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Verwendung von Beads zur Validierung können Markersequenzen für RA identifiziert werden, die sich hinsichtlich ihrer Sensitivität und
Spezifität von den bisher bekannten Markersequenzen
unterscheiden .
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Markersequenz für
Rheumatoide Arthritis erhältlich durch ein erfindungsgemäßes Verfahren und wobei die Markersequenz ausgewählt wird aus der Gruppe der Sequenzen SEQ ID No . 1-208, Teilsequenzen oder Fragmente davon, Homologen der Sequenzen SEQ ID No . 1-208 mit mindestens 90 % Homologie.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung von einer oder mehreren erfindungsgemäßen Markersequenz (en) zur
Stratifizierung und Therapiesteuerung von Rheumatoider
Arthritis .
Eine weitere Ausführungsform betrifft die erfindungsgemäße Verwendung dadurch gekennzeichnet, dass 2 oder 3, vorzugsweise 4 oder 5, besonders bevorzugt 6, 7 oder 8 oder mehr
verschiedene Markersequenzen, beispielsweise 10 bis 20 oder 30 oder mehr verschiedene Markersequenzen verwendet werden. Ein solches Set an Markersequenzen wird Panel genannt.
Eine Ausführungsform betrifft die erfindungsgemäße Verwendung dadurch gekennzeichnet, dass die Markersequenz (en) auf einen festen Träger aufgebracht wird/werden, wobei der feste Träger ausgewählt wird aus Filter, Membranen, Wafer, beispielsweise Silizium-Wafer, Glas, Metall, Kunststoff, Chips,
massenspektrometrische Targets, Matrix, Beads, beispielsweise magnetische, beschichtete oder markierte Beads, wie
Fluorophor-markierte Beads oder Luminex-Beads . Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Stratifizierung oder Therapiesteuerung von Rheumatoider
Arthritis, wobei a. ) mindestens eine erfindungsgemäße Markersequenz aus SEQ ID No . 1-208 auf einen festen Träger, vorzugsweise auf ein Bead aufgebracht wird und
b. ) mit Körperflüssigkeit oder Gewebeauszug eines Patienten in Kontakt gebracht wird und
c. ) der Nachweis einer Wechselwirkung der Körperflüssigkeit oder des Gewebeauszugs mit der Markersequenz aus a.) erfolgt.
Der Nachweis einer solchen Wechselwirkung kann beispielsweise durch eine Sonde, insbesondere durch einen Antikörper
erfolgen .
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum
Stratifizieren, insbesondere zur Risikostratifizierung, oder zur Therapiesteuerung eines Patienten mit Rheumatoider
Arthritis, wobei mindestens eine erfindungsgemäße
Markersequenz verwendet wird, um eine Probe des Patienten zu untersuchen .
Eine Ausführungsform betrifft ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Diagnose von Rheumatoider Arthritis, wobei das
Stratifizieren oder die Therapiesteuerung Entscheidungen zur Behandlung und Therapie des Patienten, insbesondere
Hospitalisierung des Patienten, Einsatz, Wirkung und / oder Dosierung eines oder mehrerer Arzneimittel, eine
therapeutische Maßnahme oder die Überwachung eines
Krankheitsverlaufes sowie Therapieverlaufs, Ätiologie oder Klassifizierung einer Erkrankung samt Prognose umfasst.
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls eine Anordnung oder Panel umfassend oder bestehend aus einer oder mehreren erfindungsgemäßen Markersequenz (en) . Bevorzugte Panel sind Gegenstand der Beispiele.
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Assay oder
Proteinarray umfassend eine erfindungsgemäße Anordnung oder Panel .
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Diagnostikum zur
Diagnose von Rheumatoider Arthritis enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße Markersequenz und gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe.
Daher betrifft die Erfindung die Verwendung von
Markersequenzen zur Stratifizierung oder Therapiesteuerung von Rheumatoider Arthritis, wobei mindestens eine Markersequenz ausgewählt aus der Gruppe der Markersequenzen SEQ ID No 1-208 und / oder der genomischen Sequenzen, die eine der Sequenzen SEQ ID No . 1-104 und / oder ein durch die Sequenzen SEQ ID No . 105-208 kodiertes Protein, Teilsequenzen oder Fragmente davon, Homologen der Sequenzen SEQ ID No . 1-208 mit mindestens 90 % Homologie zu einem zu untersuchenden Patienten bestimmt wird.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft die
Verwendung der erfindungsgemäßen Markersequenz (en) zur
Stratifizierung oder Therapiesteuerung von Rheumatoider
Arthritis, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung mittels einer in-vitro Diagnose erfolgt.
Daher betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Identifizierung von frühen RA-Patienten in medikamentöser Behandlung, die nicht auf konventionelle DMARDs, insbesondere MTX ansprechen oder nicht-ansprechen, und therapieresistent sein können.
Diese erfindungsgemäßen Marker für RA sind Gegenstand der SEQ ID No 1-3 oder 105-107 der Antigene in Tabelle 1 und Tabelle 2, die zur Stratifikation oder Therapesteuerung von RA
verwendet werden können und vorraussagen bzw. diagnostizieren, ob ein RA-Patient auf eine MTX Behandlung ansprechen wird. Für die Generierung dieser Marker werden basierend auf den
univariaten Ergebnissen Markerkandidat-Antigene ausgewählt, die einen p-Wert für den nichtparametrischen
Mittelwertvergleich zwischen Gruppen von <0,05 aufweisen, jedoch gleichzeitig in RA Patienten reaktiv sind.
Bevorzugt sind daher erfindungsgemäß die identifizierten
Marker CCDC136 (SEQ ID No . 1), HSPB1 (SEQ ID No . 2), IGFBP2 (SEQ ID No . 3) zur Feststellung einer Arzneimittel- Therapieresistenz, insbesondere einer MTX-Therapieresistenz .
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Identifizierung von Markern für die
Identifizierung von Patienten ( sub) gruppen, die auf eine konventionelle DMARD Therapie, wie MTX, ansprechen oder nicht- ansprechen .
Marker, die mittels dieser Ausführungsform des Verfahrens gefunden werden, sind beispielsweise in Tabelle 1, in der Gruppe 5 genannt und betreffen die SEQ ID No . 4-51 und/oder SEQ ID No. 108-155.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Identifizierung von Markern für die
Identifizierung von Patienten ( sub) gruppen, die auf eine
Kombinationstherapie von biologischen und konventionellen DMARD, wie anti-TNF Blocker und MTX, ansprechen oder nicht- ansprechen .
Marker, die mittels dieser Ausführungsform des Verfahrens gefunden werden, sind beispielsweise in Tabelle 1, in der Gruppe 6 genannt und betreffen die SEQ ID No . 52-104 und/oder SEQ ID No. 156-208.
Aufgrund der hohen klinischen und serologischen Heterogenität der RA Erkrankung ist es schwierig, mit nur einem Biomarker RA eindeutig zu diagnostizieren. Daher ist es oft erforderlich, möglichst unkorrelierte Autoantigene zu sogenannten Paneln von Markern (Biomarker Panel für RA) zu kombinieren.
Beispielsweise im Rahmen der individualisierten Medizin können entsprechende Panel von Markern für RA für einzelne Patienten oder Patientengruppen individuell für den betreffenden RA Subtyp (Subgruppe) zusammengestellt werden. Deshalb ist es auch notwendig, eine Vielzahl von potentiellen Markern für RA zur Verfügung zu haben, um entsprechende Subgruppen bzw.
Subtypen spezifische Marker für RA für den jeweils
individuellen Fall auszuwählen. Ein entsprechendes Panel kann beispielsweise in Form einer Anordnung, eines Arrays oder auch eines oder mehrerer Beads, vorzugsweise Luminex Beads,
ausgestaltet sein. Gegenstand der Erfindung ist somit eine Anordnung umfassend eine oder mehrere erfindungsgemäße Marker, ein Proteinarray umfassend eine oder mehrere erfindungsgemäße Marker, ein Bead (Kügelchen oder Plättchen) umfassend eine oder mehrere erfindungsgemäße Marker.
Die erfindungsgemäßen Markersequenzen konnten mittels
differentiellem Screening von Proben von gesunden Probanden mit Patientenproben mit Rheumatoider Arthritis identifiziert werden. Die erfindungsgemäßen Markersequenzen wurden
exprimiert und nach Kopplung der exprimierten Markersequenz- Kandidaten an Luminex-Beads mit Hilfe der Luminex-Beads validiert, z.T. vergleichend gegen bekannte Biomarker für Rheumatoide Arthritis. Dadurch konnten hochspezifische
Markersequenzen für Rheumatoide Arthritis identifiziert werden .
„Beads" (Perlen, Kügelchen, ursprünglich auch Latex-Partikel genannt) bezeichnen sogenannte Mikrosphären oder
Mikropartikel , die als Träger für Biomoleküle in Tests und Assays eingesetzt werden. Für Tests und Assays werden uniforme (etwa gleichgroße) Mikropartikel benötigt, die über spezielle chemische Verfahren hergestellt werden. Diese Verfahren sind dem Fachmann bekannt. Beads für unterschiedliche Anwendungen sind auch kommerziell erhältlich (z.B. Fa. Progen Biotechnik GmbH) . Beads können aus unterschiedlichen Materialien
bestehen, beispielsweise Glas, Polystyrol, PMMA und
verschiedenen anderen, zum Teil auch Kopolymeren. Beads können mit unterschiedlichen Farbstoffen oder Farbstoffgemischen markiert werden und mit Coatings versehen werden. An ihre Oberfläche können Biomoleküle gekoppelt werden. Dafür stehen unterschiedliche Kopplungsmethoden zur Verfügung, die dem Fachmann bekannt sind, beispielsweise Adsorption oder
kovalente Kopplung. Die Oberfläche der Beads kann modifiziert sein, so dass eine gerichtete Kopplung der Biomoleküle auf der Bead-Oberfläche, z.B. in Verbindung mit Spacern, Tags oder speziellen Modifikationen möglich ist und wodurch die
analytische Sensitivität weiter erhöht werden kann.
Der Begriff „Rheumatoide Arthritis (RA)" ist z.B. nach
Pschyrembel, de Gruyter, 261. Auflage (2007), Berlin
definiert. Erfindungsgemäß umfasst ist ebenfalls die „juvenile idiopathische Arthritis " (ICD-10: M08.-. Abk.: JIA. Ältere Synonyme: Juvenile rheumatoide Arthritis, Juvenile chronische Arthritis, Morbus Still oder volkstümlicher: kindliches
Rheuma) , die eine Sammelbezeichnung für eine Reihe von
vorwiegend gelenkbefallenden Erkrankungen (Arthritis) des rheumatischen Formenkreises im Kindesalter (juvenil)
(Definition z.B. nach Pschyrembel, de Gruyter, 261. Auflage
(2007) , Berlin) .
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Bestimmung der Markersequenzen außerhalb des menschlichen Körpers und die Bestimmung erfolgt in einer ex vivo / in vitro Diagnose.
„Diagnose" im Sinne dieser Erfindung bedeutet die positive Feststellung von Rheumatoider Arthritis mittels der
erfindungsgemäßen Markersequenzen sowie die Zuordnung der Patienten zur Indikation Rheumatoide Arthritis. Der Begriff der Diagnose umfasst die medizinische Diagnostik und
diesbezügliche Untersuchungen, insbesondere die in-vitro Diagnostik und Labordiagnostik, ebenfalls Proteomics und Nukleinsäureblots . Weitere Untersuchungen können zur
Absicherung und zum Ausschluss anderen Krankheiten vonnöten sein. Daher umfasst der Begriff Diagnose ebenfalls die
Differentialdiagnose von Rheumatoider Arthritis mittels der erfindungsgemäßen Markersequenzen sowie die Prognose bei festgestellter Rheumatoider Arthritis.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum
Stratifizieren, insbesondere zur Risikostratifizierung und / oder Therapiesteuerung eines Patienten mit Rheumatoider
Arthritis, beispielsweise bei einem Patienten mit einem sehr frühen Stadium von RA, dass nicht mittels des Markers CCP nachgewiesen werden kann, wobei mindestens eine
erfindungsgemäße Markersequenz an einem zu untersuchenden Patienten bestimmt wird. Umfasst ist ebenfalls die
Stratifizierung der Patienten mit Rheumatoider Arthritis in neue oder etablierte Subgruppen innerhalb der Erkrankung Rheumatoide Arthritis, sowie die sinnvolle Auswahl von
Patientengruppen für die Auswahl einer geeigneten Therapie mit bestimmten Wirkstoffen. Der Begriff Therapiesteuerung umfasst erfindungsgemäß die Einteilung von Patienten in Responder und Nicht-Responder bezüglich einer medikamentösen Therapie oder dessen Therapieverlauf.
Erfindungsgemäß bedeutet „Stratifizieren oder
Therapiesteuerung", insbesondere Vorhersage/Prognose und Überwachung des Ansprechen (Response) oder Nicht-Ansprechen (Non-Response) auf ein Medikament/Arzneimittel zur Behandlung der RA oder eine geänderte Therapie als auch die Nachsorge. „Stratifizieren oder Therapiesteuerung" im Sinne dieser
Erfindung bedeutet, dass das erfindungsgemäße Verfahren
Entscheidungen zur Behandlung und Therapie des Patienten erlaubt, sei es Hospitalisierung des Patienten, Einsatz,
Wirkung und / oder Dosierung eines oder mehrerer Arzneimittel, eine therapeutische Maßnahme oder die Überwachung eines
Krankheitsverlaufes sowie des Therapieverlaufs bzw. Ätiologie oder Klassifizierung von RA, z.B. in einen neuen oder
bestehenden Subtyp oder die Differenzierung von RA und den betreffenden Patienten.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Begriff „Stratifizierung" insbesondere die
Risikostratifizierung mit der Prognose eines „outcome" eines nachteiligen gesundheitlichen Ereignisses.
Im Rahmen dieser Erfindung wird unter „Patient" ein beliebiger Proband - Mensch oder Säugetier - verstanden, mit der Maßgabe, dass der Proband auf Rheumatoide Arthritis untersucht wird, insbesondere ein Therapieerfolg oder Therapieverbesserung oder mit der Maßgabe, dass der Proband bzw. das Individuum auf RA untersucht wird, und Medikamente zur Behandlung von RA erhält bzw. verabreicht bekommt, wie beispielsweise mittels einer Basistherapie (supra) .
Der Begriff „Markersequenzen" im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass die Nukeinsäuresequenz , beispielsweise die mRNA, cDNA oder das jeweils daraus erhältliche Polypeptid oder Protein signifikant für Rheumatoide Arthritis sind.
Beispielsweise können die mRNA oder cDNA oder das jeweils daraus erhältliche Polypeptid oder Protein eine Wechselwirkung mit Substanzen aus der Körperflüssigkeit oder Gewebeauszug eines Patienten mit Rheumatoider Arthritis aufweisen (z.B. (Auto) Antigen (Epitop) / (Auto) Antikörper (Paratop)
Wechselwirkung) . In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Marker für RA ein
Antigen oder ein Teil eines Antigens oder kodiert für ein Antigen oder für einen Teil eines Antigens.
Im Sinne der Erfindung bedeutet „wobei mindestens eine
Markersequenz ausgewählt aus der Gruppe der Markersequenzen SEQ ID No . 1-208 und / oder der genomischen Sequenzen, die eine der Sequenzen SEQ ID No . 1-104 und / oder ein durch die Sequenzen SEQ ID No . 105-208 kodiertes Protein, Teilsequenzen oder Fragmente davon, Homologen der Sequenzen SEQ ID No . 1-208 mit mindestens 90 % Homologie zu einem zu untersuchenden
Patienten bestimmt wird", dass eine Wechselwirkung zwischen der Körperflüssigkeit oder dem Gewebeauszug eines Patienten und der/den erfindungsgemäßen Markersequenzen nachgewiesen wird. Eine solche Wechselwirkung ist z.B. eine Bindung, insbesondere eine bindende Substanz an mindestens eine der erfindungsgemäßen Markersequenzen oder im Fall einer cDNA die Hybridisierung mit einer geeigneten Substanz unter gewählten Bedingungen, insbesondere stringenten Bedingungen (z.B. wie üblich definiert in J. Sambrook, E.F. Fritsch, T. Maniatis (1989), Molecular cloning: A laboratory manual, 2nd Edition, Cold Spring Habor Laboratory Press, Cold Spring Habor, USA oder Ausubel, "Current Protocols in Molecular Biology", Green Publishing Associates and Wiley Interscience, N.Y. (1989)). Ein Beispiel für stringente Hybridisierungsbedingungen ist: Hybridisierung in 4 x SSC bei 65° C (alternativ in 50%
Formamid und 4 X SSC bei 42° C) , gefolgt von mehreren
Waschschritten in 0,1 x SSC bei 65°C für insgesamt etwa eine Stunde. Ein Beispiel für wenig stringente
Hybridisierungsbedingungen ist Hybridisierung in 4 x SSC bei 37° C, gefolgt von mehreren Waschritten in 1 x SSC bei
Raumtemperatur .
Solche Substanzen sind erfindungsgemäß Bestandteil einer
Körperflüssigkeit, insbesondere Blut, Vollblut, Blutplasma, Blutserum, Patientenserum, Urin, Cerebrospinalflüssigkeit , Synovialflüssigkeit oder eines Gewebeauszuges des Patienten.
Die Substanzen aus der Körperflüssigkeit oder Gewebeauszug treten entweder nur oder zumindest verstärkt bei RA auf beziehungsweise werden exprimiert, wohingegen diese Substanzen bei Patienten ohne RA oder Gesunden nicht oder zumindest in geringerem Maße (geringere Menge, geringerer Konzentration) vorhanden sind. Marker für RA können sich andererseits auch dadurch auszeichnen, dass sie eine Wechselwirkung mit
Substanzen aus der Körperflüssigkeit oder Gewebeauszug von Patienten mit RA eingehen, weil diese Substanzen nicht mehr oder zumindest in deutlich geringerer Menge/Konzentration bei RA auftreten beziehungsweise exprimiert werden, wohingegen diese Substanzen bei Patienten ohne RA vorhanden oder
zumindest in deutlich höherem Maße vorhanden sind. Marker für RA können auch in gesunden Probanden vorhanden sein, jedoch verändert sich ihre Menge (Konzentration) beispielsweise bei der Entstehung, Etablierung und Therapie von RA. Ein oder mehrere Marker können auf diese Weise ein Profil von
Substanzen aus Körperflüssigkeit und Gewebeauszug abbilden, beispielsweise ein RA assoziiertes Autoantikörperprofil des betreffenden Patienten. Erfindungsgemäße Marker sind Biomarker für RA.
Autoantikörperprofile umfassen die Menge an einem oder
mehreren Autoantikörpern deren Vorkommen/Expression mit der Entstehung und/oder Etablierung von RA einhergehen.
Autoantikörperprofile umfassen somit einerseits die
Zusammensetzung, d.h. es werden beispielsweise ein oder mehrere Autoantikörper nur bei RA exprimiert, und anderseits die Menge/Konzentration einzelner Autoantikörper, d.h. die Menge/Konzentration einzelner Autoantikörper verändert sich bei der Entstehung und Etablierung von RA. Diese Veränderungen können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Markersequenzen
nachgewiesen werden.
Die erfindungsgemäßen Markersequenzen SEQ ID No . 1-208 sind Gegenstand der Tabelle 1 und können durch den jeweilig
zitierten Datenbankeintrag (auch mittels Internet:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) eindeutig identifiziert werden (siehe RefSeq Accession bzw. Gl Accession) .
Daher betrifft die Erfindung ebenfalls die Volllängesequenzen der erfindungsgemäßen Markersequenzen und die Markersequenzen wie in den Tabellen über die bekannten Datenbankeinträge definiert sowie die im anliegenden Sequenzprotokoll
angegebenen Markersequenzen.
Weiterhin umfasst sind ebenfalls analoge Ausführungsformen der Markersequenzen, insbesondere der Nukleinsäuresequenzen SEQ ID No. 1-104 und der Proteinsequenzen SEQ ID No . 105-208.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind
Markersequenzen bevorzugt, die P-Werte kleiner oder gleich 0.006 aufweisen, vorzugsweise kleiner oder gleich 0.001 oder kleiner oder gleich 0.0001, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0.00001 (siehe Tabellen).
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind Homologe der erfindungsgemäßen Markersequenzen umfasst. Insbesondere solche Homologen, die eine Identität von 70 %, 80 % oder 85 %, vorzugsweise 90 %, 91 %, 92 %, 93 %, 94 % oder 95% Identität, insbesondere 96 %, 97 %, 98 %, 99 % oder mehr Identität mit den erfindungsgemäßen Markersequenzen aufweisen und für die erfindungsgemäße Verwendung - den Nachweis von Rheumatoider Arthritis geeignet sind (sog. „Homologe", homologe
Markersequenzen) . Homologe können Protein- oder
Nukleinsäuresequenzen sein. Teilsequenzen oder Fragmente sind solche Sequenzen, die 50 bis 100 Nukleotide oder Aminosäuren, vorzugsweise 70-120
Nukleotide oder Aminosäuren, besonders bevorzugt 100 bis 200 Nukleotide oder Aminosäuren einer der Markersequenzen SEQ ID No . 1-208 aufweisen.
Erfindungsgemäß umfassen die Markersequenzen auch solche
Modifikationen der Nukleotidsequenz , beispielsweise der cDNA- Sequenz und der entsprechenden Aminosäuresequenz, wie
chemische Modifikation, beispielsweise Citrullinierung,
Acetylierung, Phosphorylierung, Glykosilierung oder polyA- Strang und weiteren dem Fachmann einschlägig bekannte
Modifikationen .
In einer weiteren Ausführungsform kann die jeweilige
Markersequenz in unterschiedlichen Mengen in einem oder mehreren Bereichen auf einem festen Träger, beispielsweise einem Bead repräsentiert sein. Dies erlaubt eine Variation der Sensitivität . Die Bereiche können jeweils eine Gesamtheit von Markersequenzen aufweisen, d.h. eine genügende Zahl an
verschiedenen Markersequenzen, insbesondere 2 bis 5 oder 10 oder mehr Markersequenzen und ggfs. weitere Nukleinsäuren und/oder Proteine, insbesondere Biomarker. Bevorzugt sind jedoch mindestens 96 bis 25.000 (numerisch) oder mehr aus verschiedenen oder gleichen Markersequenzen und weiteren
Nukleinsäuren und/oder Proteinen, insbesondere Biomarkern. Weiterhin bevorzugt sind mehr als 2.500, besonders bevorzugt 10.000 oder mehr verschiedene oder gleiche Markersequenzen und ggfs. weitere Nukleinsäuren und/oder Proteine, insbesondere Biomarker .
Im Rahmen dieser Erfindung bedeutet „Anordnung" oder „Panel" synonym „Array" und sofern dieser „Array" zur Identifizierung von zu bindenden Substanzen an Markersequenzen verwendet wird, ist hierunter ein „Assay" oder eine diagnostische Vorrichtung zu verstehen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung derart gestaltet, dass die auf der Anordnung
repräsentierten Markersequenzen in Form eines Gitters auf einem festen Träger vorliegen. Ferner sind solche Anordnungen bevorzugt, die eine hochdichte (high-density) Anordnung von Markersequenzen erlauben und die Markersequenzen gespottet werden. Solche hochdichte gespotteten Anordnungen sind
beispielsweise in der WO 99/57311 und WO 99/57312 offenbart und können vorteilhaft in einem robotergestützten
automatisierten High-Throughput Verfahren zur Anwendung kommen .
Im Rahmen dieser Erfindung umfasst der Begriff „Assay" oder diagnostische Vorrichtung ebenfalls solche Ausführungsformen einer Vorrichtung, wie ELISA (z.B. einzelne Wells einer
Mikrotiterplatte werden mit den erfindungsgemäßen
Markersequenzen oder Kombinationen von Markersequenzen
beschichtet, ggfs. robotergestützt in die einzelnen Wells der Mikrotiterplatte aufgebracht; Beispiele sind diagnostische ELISA-Kits der Fa. Phadia oder Multiplex-ELISA-Kits
„Searchlight" der Fa. Pierce/Thermo Fisher Scientific), Bead- based Assay (spektral unterscheidbare bead-Populationen werden mit Markersequenzen/Kombinationen von Markersequenzen
beschichtet. Die Patientenprobe wird mit dieser bead- Population inkubiert und gebundene (Auto-) -Antikörper werden mittels eines weiteren Fluoreszenz-markierten
Sekundärantikörpers oder ein Detektionsreagenz über Messung der Fluoreszenz nachgewiesen; z. B. Borrelia IgG-Kit oder Athena-Multilyte der Fa. Multimetrix) , Line Assay
(erfindungsgemäßen Markersequenzen oder Kombinationen von Markersequenzen werden robotergestützt auf Membranen
immobilisiert, welche mit der Patientenprobe untersucht beziehungsweise inkubiert werden; Beispiel „Euroline" der Fa. Euroimmun AG), Western Blot (Beispiel „Euroline-WB" der Fa. Euroimmun AG), immunchromatographische Verfahren (z.B. Lateral Flow Immunoassays ; Markersequenzen bzw. Kombinationen von Markersequenzen werden auf Teststreifen (Membranen, US
5,714,389 u.v.a) immobilisiert; Beispiel „One Step HBsAg" Test Device von Acon Laboratories) oder ähnliche immunologische Single- oder Multiplex-Nachweisverfahren .
Daher betrifft die Erfindung ebenfalls die Aufgabe eine diagnostische Vorrichtung oder einen Assay, insbesondere einen Proteinbiochip, bereitzustellen, der für die Rheumatoide
Arthritis eine Stratifizierung und Therapiesteuerung erlaubt.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die erfindungsgemäßen
Markersequenzen der Anordnung oder Panel auf einen festen Träger fixiert, vorzugsweise jedoch gespottet oder
immobilisiert oder aufgedruckt, d.h. reproduzierbar
aufgebracht. Ein oder mehrere Markersequenzen können mehrfach in der Gesamtheit aller Markersequenzen präsent sein und in unterschiedlichen Mengen bezogen auf einen Spot vorliegen. Ferner können die Markersequenzen auf dem festen Träger standardisiert sein (z.B. mittels serieller Verdünnungsreihen von z.B. Humanglobulinen als interne Kaiibratoren zur
Datennormalisierung und quantitativen Auswertung) .
Daher betrifft die Erfindung einen Assay oder Proteinbiochip oder ein oder mehrere Beads (Bead-basierter Assay) bestehend aus einer Anordnung oder Panel enthaltend erfindungsgemäße Markersequenzen .
In einer weiteren Ausführungsform liegen die Markersequenzen als Klone vor. Solche Klone können beispielsweise mittels einer erfindungsgemäßen cDNA-Expressionsbibliothek erhalten werden (Büssow et al . 1998 (supra) ) . In einer bevorzugten Ausführungsform werden solche Expressionsbibliotheken
enthaltend Klone mittels Expressionsvektoren aus einer exprimierenden cDNA Bibliothek bestehend aus den cDNA
Markersequenzen erhalten. Diese Expressionsvektoren enthalten vorzugsweise induzierbare Promotoren. Die Induktion der
Expression kann z.B. mittels eines Induktors, solche wie IPTG, erfolgen. Geeignete Expressionsvektoren sind beschrieben in Terpe et al . (Terpe T Appl Microbiol Biotechnol. 2003 Jan; 60 (5) : 523-33) .
Expressionsbibliotheken sind dem Fachmann bekannt, diese können nach Standardwerken, wie Sambrook et al, "Molecular Cloning, A laboratory handbook, 2nd edition (1989), CSH press, Cold Spring Harbor, New York hergestellt werden. Weiterhin bevorzugt sind solche Expressionsbibliotheken, die
gewebespezifisch sind (z.B. humanes Gewebe, insbesondere humane Organe) . Ferner sind erfindungsgemäß ebenfalls solche Expressionsbibliotheken umfasst, die mittels exon-trapping erhalten werden können. Statt Expressionsbibliothek kann synonym von einer Expressionsbank gesprochen werden.
Weiterhin bevorzugt sind Proteinbiochips oder Beads oder entsprechende Expressionsbibliotheken, die keine Redundanz aufweisen (so genannte: UnicloneO-Bibliothek) und nach den Lehren der WO 99/57311 und WO 99/57312 beispielsweise
hergestellt werden können. Diese bevorzugten Uniclone- Bibliotheken weisen einen hohen Anteil an nicht-fehlerhaften vollständig exprimierten Proteinen einer cDNA- Expressionsbibliothek auf.
Im Rahmen dieser Erfindung können die Klone ebenfalls nicht abschließend solche sein, wie transformierte Bakterien, rekombinante Phagen oder transformierte Zellen von Säugern, Insekten, Pilzen, Hefen oder Pflanzen.
Die Klone werden auf einen festen Träger fixiert, gespottet oder immobilisiert.
Daher betrifft die Erfindung eine Anordnung, wobei die
Markersequenzen als Klone vorliegen. Zusätzlich können die Markersequenzen in der jeweiligen Form in Form eines Fusionsproteins vorliegen, welches
beispielsweise mindestens ein Affinitätsepitop oder "Tag" enthält. Der Tag kann ein solcher sein wie wie c-myc, His-Tag, Arg-tag, FLAG, alkalische Phosphatase, V5-Tag, T7-Tag oder Strep-Tag, HAT-tag, NusA, S-tag, SBP-tag, Thioredoxin, DsbA, ein Fusionsprotein, vorzugsweise eine Cellulose-bindende
Domäne, grünfluoreszierendes Protein, Maltose bindendes
Protein, calmodulin-bindendes Protein, Glutathione S- transferase oder lacZ enthalten.
Eine Markersequenz kann sich auch aus mehreren einzelnen
Markersequenzen zusammensetzen. Dies kann die Klonierung einzelner Fragmente zu einem großen gemeinsamen Fragment und die Expression dieses kombinierten Fragmentes beinhalten.
In sämtlichen Ausführungsformen umfasst der Begriff "fester Träger" Ausführungen wie einen Filter, eine Membran, ein magnetisches oder Fluorophor-markiertes Kügelchen, ein
Silizium-Wafer, Glas, Metall, Kunststoff, ein Chip, ein massenspektrometrisches Target oder eine Matrix. Ein Filter und Beads sind jedoch erfindungsgemäß bevorzugt.
Als Filter ist weiterhin PVDF, Nitrocellulose oder Nylon bevorzugt (z.B. Immobilon P Millipore, Protran Whatman, Hybond N+ Amersham) .
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anordnung entspricht diese einem Gitter, dass die Größenordnung einer Mikrotiterplatte (8-12 Wells Streifen, 96 Wells, 384 Wells oder mehr) , eines Silizium- Wafers, eines Chips, eines massenspektrometrischen Targets oder einer Matrix besitzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden Kügelchen sogenannte Beads als Träger verwendet. Vorzugsweise werden dabei Bead-basierte multiplex Assays verwendet. Die Analyse und Auswertung der Bead-basierten Assays kann beispielsweise mit einem Luminex-Analysesystem erfolgen, welches auf der Methode der Durchflusszytometrie unter Verwendung zweier unterschiedlicher Laser durchgeführt wird.
Während die Messungen auf planaren Proteinarrays lediglich einen dynamischen Bereich von 1,5 - 2 Größenordnungen (10er Potenzen) bieten, kann durch die Verwendung von Luminex-Beads ein dynamischer Bereich von 3,5-4 Größenordnungen abgedeckt werden. Wobei auch die Messungen in den niedrigen
Responsbereichen sehr gute Variationskoeffizienten (VKs) , d.h. nicht mehr als 10 % liefern.
Während die Messungen auf planaren Proteinarrays lediglich Variationskoeffizienten (VKs) von 10 bis 25 % (intra-Array Vergleich) bzw. 10 bis 50 % (inter-Array Vergleich) liefern, befinden sich die VKs der Luminex-Messungen zwischen 3 bis 10 %. Dadurch ergibt sich eine Assayqualität , die kommerzielle ELISAS im Allgemeinen nicht erreichen. Die bekannten Nachteile (limitierte Plexing-Rate durch Interferenz unterschiedlicher Detektionsantikörper) für Luminex-basierte Analyse- und
Diagnostikverfahren treffen auf das UNIarray-Konzept nicht zu, da als Detektionssonde lediglich ein einziges
fluoreszenzmarkiertes anti—human IgG aus Ziege, Schaf oder Maus eingesetzt wird. Durch den Transfer des UNIarray- Konzeptes auf Luminex (also Bead-basierte Protein-Arrays ) können zusätzlich mehrere Geräte eingespart, d.h. Protein- Drucker, Hybridisiermaschine und Array-Reader, und durch ein Gerät ersetzt werden. Dabei ist das UNIarray-Konzept nicht an Luminex gebunden, sondern kann auch auf anderen Plattformen wie z.B. Randox, VBC-Genomics etc eingesetzt werden. Die hohe Messgenauigkeit und die niedrigen VKs der Einzelmessungen erlauben den Einsatz besserer und neuer statistischer Verfahren zur Identifizierung von potenten Einzelmarkern sowie zur schnellen Aussortierung von Falschpositiven.
Die Visualisierung erfindungsgemäßer Protein-Protein- Wechselwirkungen (z.B. Protein an Markersequenz, wie
Antigen/Antikörper) oder entsprechende „Mittel zum Nachweis des Bindungserfolges" kann beispielsweise mittels
Fluoresenzmarkierung, Biotiniylierung, Radio-Isotopen- Markierung oder kolloidale Gold- oder Latex-Partikel- Markierung in üblicher Weise erfolgen. Ein Nachweis von gebundenen Antikörpern erfolgt mit Hilfe von sekundären
Antikörpern, die mit handelsüblichen Reportermolekülen
markiert sind (z.B. Cy-, Alexa-, Dyomics, FITC- oder ähnliche Fluoreszenzfarbstoffe, kolloidale Gold- oder Latex-Partikel) , oder mit Reporter-Enzymen wie alkalischer Phosphatase,
Meerrettichperoxidase, usw. und den entsprechenden
colorimetrischen, fluoreszenten oder chemolumineszenten
Substraten. Eine Auslesung erfolgt z.B. mittels eines
Microarray-Laserscanners , einer CCD-Kamera oder visuell.
Beispiele :
Tabelle 1: Markersequenzen (Antigene)
Nr Gene Gene Gene Name Gruppe ID Symbol
1 64753 CCDC136 coiled-coil domain containing 136 Gruppe
1
2 3281 HSBP1 heat shock factor binding protein 1 Gruppe
1
3 3485 IGFBP2 insulin-like growth factor binding protein Gruppe
2, 36kDa 1
4 10476 ATP5H ATP synthase, H+ transporting, Gruppe mitochondrial Fo complex, subunit d 5
5 7812 CSDE1 cold shock domain containing El, RNA- Gruppe binding 5
6 1485 CTAG1B Cancer/testis antigen 1B Gruppe
5
7 8320 EOMES eomesodermin Gruppe
5
8 10961 ERP29 endoplasmic reticulum protein 29 Gruppe
5
9 84893 FBX018 F-box protein, helicase, 18 Gruppe
5
10 3059 HCLS1 hematopoietic cell-specific Lyn Substrate Gruppe
1 5
11 3182 HNRNPAB heterogeneous nuclear ribonucleoprotein Gruppe
A/B 5
12 3798 KIF5A kinesin family member 5A Gruppe
5
13 8079 MLF2 myeloid leukemia factor 2 Gruppe
5
14 60560 NAA35 (alpha) -acetyltransferase 35, NatC Gruppe auxiliary subunit 5
15 8473 OGT O-linked N-acetylglucosamine (GlcNAc) Gruppe transferase 5
16 5174 PDZK1 PDZ domain containing 1 Gruppe
5
17 23645 PPP1R15A protein Phosphatase 1, regulatory subunit Gruppe
15A 5
18 64062 RBM26 RNA binding motif protein 26 Gruppe
5
19 23170 TTLL12 tubulin tyrosine ligase-like family member Gruppe
12 5
20 91544 UBX 11 UBX domain protein 11 Gruppe
5
21 6944 VPS72 vacuolar protein sorting 72 homolog (S. Gruppe cerevisiae) 5
22 16303 ZNF579 zinc finger protein 579 Gruppe 3 5
23 23625 FAM89B family with sequence similarity 89, member Gruppe
B 5
24 27344 PCSK1N proprotein convertase subtilisin/kexin Gruppe type 1 inhibitor 5
25 64762 GAREM GRB2 associated, regulator of MAPKl Gruppe
5
26 30 ACAA1 acetyl-CoA acyltransferase 1 Gruppe
5 Gene Gene Gene Name Gruppe ID Symbol
11093 ADAMTS 13 ADAM metallopeptidase with thrombospondin Gruppe type 1 motif, 13 5
204 AK2 adenylate kinase 2 Gruppe
5
211 ALAS1 5 ' -aminolevulinate synthase 1 Gruppe
5
90416 C15orf57 chromosome 15 open reading frame 57 Gruppe
5
51531 TRMO tRNA methyltransferase 0 Gruppe
5
1108 CHD4 chromodomain helicase DNA binding protein Gruppe
4 5
22982 DIP2C disco-interacting protein 2 homolog C Gruppe
5
9454 HOMER3 homer scaffolding protein 3 Gruppe
5
3490 IGFBP7 insulin-like growth factor binding protein Gruppe
7 5
10445 MCRS1 microspherule protein 1 Gruppe
5
11295 MED8 mediator complex subunit 8 Gruppe 0 5
65003 MRPL11 mitochondrial ribosomal protein Lll Gruppe
5
7469 NELFA negative elongation factor complex member Gruppe
A 5
84081 NSRP1 nuclear speckle splicing regulatory Gruppe protein 1 5
81572 PDRG1 p53 and DNA-damage regulated 1 Gruppe
5
5494 PPM1A protein Phosphatase, Mg2+/Mn2+ dependent, Gruppe
1A 5
5536 PPP5C protein Phosphatase 5, catalytic subunit Gruppe
5
9727 RAB11FIP3 RAB11 family interacting protein 3 (class Gruppe
II) 5
10111 RAD50 RAD50 homolog, double Strand break repair Gruppe protein 5
6449 SGTA small glutamine-rich tetratricopeptide Gruppe repeat (TPR) -containing, alpha 5
11684 SNAP47 synaptosomal-associated protein, 47kDa Gruppe 1 5
10290 SPEG SPEG complex locus Gruppe
5
10422 UBAC1 UBA domain containing 1 Gruppe
5
65109 UPF3B UPF3 regulator of nonsense transcripts Gruppe homolog B (yeast) 5
8882 ZPR1 ZPR1 zinc finger Gruppe
5
39 ACAT2 acetyl-CoA acetyltransferase 2 Gruppe
6
348 APOE apolipoprotein E Gruppe
6
12806 Clorf131 chromosome 1 open reading frame 131 Gruppe 1 6
79714 CCDC51 coiled-coil domain containing 51 Gruppe
6 Gene Gene Gene Name Gruppe ID Symbol
6249 CLIP1 CAP-GLY domain containing linker protein 1 Gruppe
6
30827 CXXC1 CXXC finger protein 1 Gruppe
6
9704 DHX34 DEAH (Asp-Glu-Ala-His) box Polypeptide 34 Gruppe
6
57572 DOCK6 dedicator of cytokinesis 6 Gruppe
6
84444 DOT1L DOTl-like histone H3K79 methyltransferase Gruppe
6
23301 EHBP1 EH domain binding protein 1 Gruppe
6
8661 EIF3A eukaryotic translation initiation factor Gruppe
3, subunit A 6
1982 EIF4G2 eukaryotic translation initiation factor 4 Gruppe gamma, 2 6
63877 FAM204A family with sequence similarity 204, Gruppe member A 6
54865 GPATCH4 G patch domain containing 4 Gruppe
6
2922 GRP gastrin-releasing peptide Gruppe
6
84064 HDHD2 haloacid dehalogenase-like hydrolase Gruppe domain containing 2 6
80895 ILKAP integrin-linked kinase-associated Gruppe serine/threonine Phosphatase 6
23479 ISCU iron-sulfur Cluster assembly enzyme Gruppe
6
57498 KIDINS220 kinase D-interacting Substrate, 220kDa Gruppe
6
3875 KRT18 keratin 18, type I Gruppe
6
29094 LGALSL lectin, galactoside-binding-like Gruppe
6
79888 LPCAT1 lysophosphatidylcholine acyltransferase 1 Gruppe
6
4357 MPST mercaptopyruvate sulfurtransferase Gruppe
6
10528 NOP56 NOP56 ribonucleoprotein Gruppe
6
51602 NOP58 NOP58 ribonucleoprotein Gruppe
6
9315 NREP neuronal regeneration related protein Gruppe
6
23762 OSBP2 oxysterol binding protein 2 Gruppe
6
55593 OTUD5 OTU deubiquitinase 5 Gruppe
6
79668 PARP8 poly (ADP-ribose) Polymerase family, Gruppe member 8 6
23089 PEG10 paternally expressed 10 Gruppe
6
9360 PPIG peptidylprolyl isomerase G (cyclophilin G) Gruppe
6
84687 PPP1R9B protein Phosphatase 1, regulatory subunit Gruppe
9B 6
5589 PRKCSH protein kinase C Substrate 80K-H Gruppe
6 Nr Gene Gene Gene Name Gruppe ID Symbol
85 5834 PYGB Phosphorylase, glycogen; brain Gruppe
6
86 11758 RFFL ring finger and FYVE-like domain Gruppe 4 containing E3 ubiquitin protein ligase 6
87 9025 RN 8 ring finger protein 8, E3 ubiquitin Gruppe protein ligase 6
88 6091 ROBOl roundabout guidance receptor 1 Gruppe
6
89 6240 RRM1 ribonucleotide reductase Ml Gruppe
6
90 22937 SCAP SREBF chaperone Gruppe
6
91 23256 SCFD1 secl family domain containing 1 Gruppe
6
92 6382 SDC1 syndecan 1 Gruppe
6
93 10483 SEC23B Sec23 homolog B, COPII coat complex Gruppe component 6
94 6576 SLC25A1 solute carrier family 25 (mitochondrial Gruppe carrier; citrate transporter) , member 1 6
95 23384 SPECC1L sperm antigen with calponin homology and Gruppe coiled-coil domains 1-like 6
96 23635 SSBP2 single-stranded DNA binding protein 2 Gruppe
6
97 6612 SUM03 small ubiquitin-like modifier 3 Gruppe
6
98 84260 TCHP trichoplein, keratin filament binding Gruppe
6
99 9804 TOMM20 translocase of outer mitochondrial Gruppe membrane 20 homolog (yeast) 6
100 55850 USE1 unconventional SNARE in the ER 1 homolog Gruppe
(S. cerevisiae) 6
101 89891 WDR34 WD repeat domain 34 Gruppe
6
102 54521 WDR44 WD repeat domain 44 Gruppe
6
103 23036 ZNF292 zinc finger protein 292 Gruppe
6
104 6234 RPS28 ribosomal protein S28 Gruppe
6
Tabelle 2 : 3 Marker zur Frühdiagnose von RA und
Identifizierung von MTX Therapieversagern
Frühe RA (HitHard)
Gene Fold- Sens. (%) bei gene ID p-value
Nr Gruppe Symbol change 90% Spez.
Gruppe
CCDC136 0, 031 1,7 14
1 1 64753
Gruppe
HSBP1 0, 002
2 1 25
3281 1,3
Gruppe
IGFBP2 0, 0004 1,5 19 Tabelle 2 enthält 3 Antigene, die besonders dazu geeignet sind, RA Patienten zu identifizieren, die ACPA negativ sind und wahrscheinlich nicht von einer MTX Basistherapie
profitieren werden.
Tabelle 3: 51 Marker zur Steuerung von MTX-Therapie
NR: Marker erhöht bei MTX Therapieresistenz (Therapie-Non- Responder)
R: Marker erhöht bei MTX Therapieansprechen (Therapie- Responder Patienten)
Nr Gruppe GenelD Gene PLAC/MTX PLAC/MTX TherapieSymbol p-value fold steuerung change
1 Gruppe 1 64753 CCDC136 0.050 -5.15 NR
2 Gruppe 1 3281 HSBP1 0.004 -2.15 NR
3 Gruppe 1 3485 IGFBP2 0.025 -1.65 NR
4 Gruppe 5 10476 ATP5H 0.021 -2.14 NR
5 Gruppe 5 7812 CSDE1 0.037 -1.96 NR
6 Gruppe 5 1485 CTAG1B 0.013 -1.54 NR
7 Gruppe 5 8320 EOMES 0.023 -2.58 NR
8 Gruppe 5 10961 ERP29 0.018 -1.57 NR
9 Gruppe 5 84893 FBX018 0.006 -1.50 NR
10 Gruppe 5 3059 HCLS1 0.019 -3.02 NR
11 Gruppe 5 3182 HNRNPAB 0.001 -2.43 NR
12 Gruppe 5 3798 KIF5A 0.003 -1.76 NR
13 Gruppe 5 8079 MLF2 0.042 -1.58 NR
14 Gruppe 5 60560 MAK10 0.018 -1.54 NR
15 Gruppe 5 8473 OGT 0.025 -1.55 NR
16 Gruppe 5 5174 PDZK1 0.023 -2.24 NR
17 Gruppe 5 23645 PPP1R15A 0.007 -1.82 NR
18 Gruppe 5 64062 RBM26 0.016 -2.13 NR
19 Gruppe 5 23170 TTLL12 0.020 -2.92 NR
20 Gruppe 5 91544 UBX 11 0.004 -1.77 NR
21 Gruppe 5 6944 VPS72 0.030 -1.87 NR
22 Gruppe 5 163033 ZNF579 0.016 -2.09 NR
23 Gruppe 5 23625 FAM89B 0.013 -1.70 NR
24 Gruppe 5 27344 PCSK1N 0.005 -2.99 NR
25 Gruppe 5 64762 FAM59A 0.026 -3.45 NR
26 Gruppe 5 30 ACAA1 0.034 2.59 R
27 Gruppe 5 11093 ADAMTS13 0.011 1.61 R
28 Gruppe 5 204 AK2 0.025 1.87 R
29 Gruppe 5 211 ALAS1 0.007 3.64 R
30 Gruppe 5 90416 C15orf57 0.031 1.69 R
31 Gruppe 5 51531 C9orfl56 0.008 1.69 R
32 Gruppe 5 1108 CHD4 0.028 1.95 R
33 Gruppe 5 22982 DIP2C 0.012 1.58 R
34 Gruppe 5 9454 HOMER3 0.019 1.87 R Nr Gruppe GenelD Gene PLAC/MTX PLAC/MTX TherapieSymbol p-value fold steuerung change
35 Gruppe 5 3490 IGFBP7 0.021 1.98 R
36 Gruppe 5 10445 MCRS1 0.015 1.54 R
37 Gruppe 5 112950 MED8 0.031 1.91 R
38 Gruppe 5 65003 MRPL11 0.003 4.15 R
39 Gruppe 5 7469 WHSC2 0.035 1.73 R
40 Gruppe 5 84081 CCDC55 0.039 1.82 R
41 Gruppe 5 81572 PDRG1 0.013 2.16 R
42 Gruppe 5 5494 PPM1A 0.039 1.75 R
43 Gruppe 5 5536 PPP5C 0.005 1.98 R
44 Gruppe 5 9727 RAB11FIP3 0.033 1.81 R
45 Gruppe 5 10111 RAD50 0.012 2.55 R
46 Gruppe 5 6449 SGTA 0.004 2.49 R
47 Gruppe 5 116841 SNAP 47 0.041 1.59 R
48 Gruppe 5 10290 SPEG 0.013 2.15 R
49 Gruppe 5 10422 UBAC1 0.007 2.16 R
50 Gruppe 5 65109 UPF3B 0.020 2.13 R
51 Gruppe 5 8882 ZNF259 0.021 1.56 R
Tabelle 4 : 53 Marker zur Steuerung von anti-TNF Inhibitor Therapie
NR: Marker erhöht bei ADA/MTX Kombinationstherapieresistenz (The apie-Non-Responde )
R: Marker erhöht bei ADA/MTX Kombinationstherapieresistenz (Therapie-Responder Patienten)
ADA/MTX ADA/MTX
Gene ADA/MTX fold- Therapie¬
Nr Gruppe GenelD Symbol p-value change steuerung
52 Gruppe 6 39 ACAT2 0.029 -1.80 NR
53 Gruppe 6 348 APOE 0.020 1.90 R
54 Gruppe 6 128061 Clorf131 0.013 2.16 R
55 Gruppe 6 79714 CCDC51 0.042 -2.36 NR
56 Gruppe 6 6249 CLIP1 0.036 -1.53 NR
57 Gruppe 6 30827 CXXC1 0.020 1.58 R
58 Gruppe 6 9704 DHX34 0.010 -1.77 NR
59 Gruppe 6 57572 DOCK6 0.011 -1.69 NR
60 Gruppe 6 84444 DOT1L 0.010 -2.04 NR
61 Gruppe 6 23301 EHBP1 0.031 1.62 R
62 Gruppe 6 8661 EIF3A 0.009 1.71 R
63 Gruppe 6 1982 EIF4G2 0.039 -2.20 NR
64 Gruppe 6 63877 ClOorf84 0.020 -2.01 NR
65 Gruppe 6 54865 GPATCH4 0.003 2.36 R
66 Gruppe 6 2922 GRP 0.039 -1.80 NR
67 Gruppe 6 84064 HDHD2 0.010 -1.65 NR
68 Gruppe 6 80895 ILKAP 0.018 1.61 R ADA/MTX ADA/MTX
Gene ADA/MTX fold- Therapie¬
Gruppe GenelD Symbol p-value change steuerung
Gruppe 6 23479 ISCU 0.040 1.58 R
Gruppe 6 57498 KIDINS220 0.011 -1.72 NR
Gruppe 6 3875 KRT18 0.018 -1.63 NR
Gruppe 6 29094 HSPC159 0.011 -1.94 NR
Gruppe 6 79888 LPCAT1 0.025 -2.10 NR
Gruppe 6 4357 MPST 0.002 2.94 R
Gruppe 6 10528 NOP56 0.034 1.50 R
Gruppe 6 51602 NOP58 0.000 2.21 R
Gruppe 6 9315 C5orf13 0.004 1.60 R
Gruppe 6 23762 OSBP2 0.021 -1.87 NR
Gruppe 6 55593 OTUD5 0.021 -1.74 NR
Gruppe 6 79668 PARP8 0.015 -1.95 NR
Gruppe 6 23089 PEG10 0.016 2.09 R
Gruppe 6 9360 PPIG 0.035 1.66 R
Gruppe 6 84687 PPP1R9B 0.044 1.73 R
Gruppe 6 5589 PRKCSH 0.005 -2.54 NR
Gruppe 6 5834 PYGB 0.021 -1.57 NR
Gruppe 6 117584 RFFL 0.014 -1.94 NR
Gruppe 6 9025 RN 8 0.032 -1.54 NR
Gruppe 6 6091 ROBOl 0.005 2.14 R
Gruppe 6 6240 RRM1 0.023 -1.68 NR
Gruppe 6 22937 SCAP 0.041 -1.64 NR
Gruppe 6 23256 SCFD1 0.005 2.39 R
Gruppe 6 6382 SDC1 0.007 -2.15 NR
Gruppe 6 10483 SEC23B 0.018 -2.13 NR
Gruppe 6 6576 SLC25A1 0.031 -3.58 NR
Gruppe 6 92521 CYTSB 0.017 -2.91 NR
Gruppe 6 23635 SSBP2 0.021 -2.44 NR
Gruppe 6 6612 SUM03 0.014 -1.62 NR
Gruppe 6 84260 TCHP 0.026 -1.68 NR
Gruppe 6 9804 TOMM20 0.021 1.97 R
Gruppe 6 55850 USE1 0.046 -1.64 NR
Gruppe 6 89891 WDR34 0.019 -1.71 NR
Gruppe 6 54521 WDR44 0.007 2.18 R
Gruppe 6 23036 ZNF292 0.003 2.85 R
Gruppe 6 6234 RPS28 0.028 -1.55 NR
Beispiele
Beispiel 1 : Modellbildung zur Diskrimination von Therapie- Respondern und -Non-Respondern mittels PLS
Auf der Basis der EULAR / ACR Leitlinien für die Behandlung von RA Patienten, ist das oberste Ziel mittels einer
geeigneten Therapie eine Remission der RA zu erreichen. Diese wird häufig als Erreichen eines DAS28 Werts von <2.6
definiert. Falls dies nicht möglich ist, sollte zumindest eine möglich niedrige Krankheitsaktivität erreicht werden.
In einem ersten Schritt wurde ein Partial Least Squares (PLS) Regressionsmodell erstellt. Mittels eines sogenannten PLS Scoreplots ist es möglich zu visualisieren, ob es unter
Verwendung der ausgewählten Antigene möglich ist, Patienten in sogenannte Therapieresponder und Non-Responder zu
diskriminieren. Für die Modellbildung wurden zunächst alle Antigene aus Tabelle 1 verwendet und die Autoantikörperspiegel aller Serumproben zum Zeitpunkt TO vor Therapiebeginn
analysiert .
Figur 1 zeigt einen PLS-Scoreplot für alle Antigene aus
Tabelle 1 und deren Autoantikörpermesswerte . Figur 1 zeigt, dass die Separation von Patienten, die das Therapieziel
Remission erreichen bzw. verfehlen vor Therapiebeginn
prinzipiell möglich ist. Somit können aus Tabelle 1 Antigene spezifiziert werden, um verschiedene Therapiestellungen zu begleiten .
Beispiel 2 : Kalkulation von Antigen Panels zur Vorhersage des Ansprechens auf MTX Monotherapie
Aufgrund der klinischen und serologischen Heterogenität der RA Erkrankung ist es nicht möglich, mit nur einem Biomarker ein Ansprechen einer MTX Therapie für alle RA Patienten
vorauszusagen. Daher ist es erforderlich, möglichst unkorrelierte Autoantigene zu sogenannten Biomarker Panels zu kombinieren .
Gruppe 5 der Antigene in Tabelle 3 umfasst die wichtigsten 51 Antigene, die für die Berechnung von Biomarker Panels zur MTX Therapiesteuerung verwendet werden.
Gruppe 5 enthält 26 Antigene 26 Autoantikörperreaktivitäten (Antigene) , die in RA Patienten messbar sind, die auf eine MTX Basistherapie ansprechen: ACAA1, ADAMTS 13 , AK2, ALAS1,
C15orf57, C9orfl56, CHD4, DIP2C, HOMER3, IGFBP7, MCRS1, MED8 , MRPL11, WHSC2, CCDC55, PDRG1, PPM1A, PPP5C, RAB11FIP3, RAD50 , SGTA, SNAP47, SPEG, UBAC1, UPF3B, ZNF259. Aus diesen 26
Antigenen können Antigene ausgewählt werden, die sich
besonders gut als Marker in kleineren Panels ergänzen. Panel 1 in Tabelle 5 enthält eine Kombination von 11 Markern, die gezielt dazu verwendet werden können, um Patienten zu
identifizieren, die voraussichtlich auf MTX Therapie
ansprechen werden.
Für die Generierung von Panels wurden basierend auf den univariaten Ergebnisse Antigene ausgewählt, die einen p-Wert für den nichtparametrischen Mittelwertvergleich der
Serumproben vor Therapiebeginn zwischen RA Patienten, die nach 24 Wochen Behandlung mit MTX auf die Therapie ansprechen bzw. nicht ansprechen. Es wurde ein p-Wert von <0,05 und
gleichzeitig eine unterschiedliche Medianverteilung von 1,5 zwischen den beiden Gruppen zugrunde gelegt. Für die in
Tabelle 3 genannten 52 Antigene wurde im Rahmen einer
genesteten Kreuzvalidierung ein Ll-penalisiertes logistisches Regressionsmodell aufgestellt. Antigene, die im Rahmen der Modellbildung nicht berücksichtigt wurden, wurden aus der weiteren Betrachtung entfernt.
Wie in Tabelle 5 zusammengefasst wurde mit 11 Markern des Panels 1 eine AUC von 0.9 bei einer mittleren Sensitivität von 98% und einer mittleren Spezifität 72% erreicht. Figur 2 zeigt die ROC Kurve für Panel 1.
Bespiel 3 : Kalkulation von Antigen Panels zur Vorhersage einer MTX Therapieresistenz
Gruppe 5 in Tabelle 3 enthält 26 Autoantikörperreaktivitäten (Antigene) , die in RA Patienten messbar sind, die
vorrausichtlieh nicht auf MTX Therapie ansprechen werden:
CCDC136, HSBP1, IGFBP2, ATP5H, CSDE1, CTAG1B, EOMES, ERP29 , FBX018, HCLS1, HNRNPAB, KIF5A, MLF2, MAK10, OGT, PDZK1,
PPP1R15A, RBM26, TTLL12, UBXN11, VPS72, ZNF579, FAM89B,
PCSK1N, FAM59A.
Aus diesen 26 Antigenen können Antigene ausgewählt, die sich besonders gut als Marker in kleineren Panels ergänzen. Panel 1 in Tabelle 5 enthält eine Kombination von 10 Markern, die gezielt dazu verwendet werden können, um Patienten zu
identifizieren, die voraussichtlich nicht auf MTX Therapie ansprechen werden.
Tabelle 5 zeigt unterschiedliche Kombinationen von Antigenen, die für die Berechnung der Biomarker Panels für die MTX
Therapiesteuerung verwendet werden können.
Tabelle 5 : Antigene und Biomarkerpanels für die MTX
Therapiesteuerung
Marker Antigen
Panel Therapiesteuerung AUC Sens . Spec . Nr Symbol
43 PPP5C 1 MTX 0.9 0.89 0.72
Therapieansprechen
38 MRPL11
31 TRMO
45 RAD50
27 ADAMTS 13
33 DIP2C
32 CHD4
29 ALAS1
51 ZPR1
41 PDRG1 Marker Antigen
Panel Therapiesteuerung AUC Sens . Spec . Nr Symbol
37 MED8
11 HNRNPAB 2 MTX Therapieresistenz 0.88 0.82 0.9
18 RBM26
20 UBXN11
23 FAM89B
19 TTLL12
17 PPP1R15A
25 GAREM
12 KIF5A
10 HCLS1
22 ZNF579
Für das Panel 2 wurde beispielhaft gezeigt, dass sogenannte MTX Therapieversager mit einer mittleren AUC von 0.88 und einer Sensitivität von 82% bei einer Spezifität von 90% identifiziert werden können.
Figur 2 zeigt die Sensitivität und Spezifität, sowie die
Fläche unter der Kurve (Area under the Curve, AUC) für die Panel 1 und Panel 2.
Beispiel 4 : Kalkulation von Antigen Panels zur Vorhersage des Therapieerfolgs nach Behandlung mit anti-TNF Inihibitoren.
Gruppe 6 in Tabelle 4 enthält 20 Autoantikörperreaktivitäten (Antigene) , die in RA Patienten messbar sind, die
vorrausichtlieh auf eine anti-TNF alpha Inhibitor Therapie ansprechen werden: APOE, Clorfl31, CXXC1, EHBP1, EIF3A,
GPATCH4, ILKAP, ISCU, MPST, NOP56, NOP58, C5orfl3, PEG10, PPIG, PPP1R9B, ROBOl, SCFD1, TOMM20, WDR44, ZNF292
Aus der Gruppe 6 können 20 Antigene ausgewählt werden, die sich besonders gut als Marker in kleineren Panels ergänzen. Panel 3 in Tabelle 5 enthält eine Kombination von 11 Markern, die gezielt dazu verwendet werden können, um Patienten zu identifizieren, die voraussichtlich nicht MTX Therapie
ansprechen werden. Tabelle 6 zeigt unterschiedliche Kombinationen von Antigenen, die für die Berechnung der Biomarker Panels für die ADA/MTX Therapiesteuerung verwendet werden können.
Tabelle 6 : Antigene und Biomarkerpanels für die ADA/MTX
Therapiesteuerung
Für das Panel 3 wurde beispielhaft gezeigt, dass Patienten, die wahrscheinlich auf eine ADA/MTX Kombinationstherapie ansprechen werden mit einer mittleren AUC von 0.82 und einer Sensitivität von 79% bei einer Spezifität von 78%
identifiziert werden können.
Figur 3 zeigt die Sensitivität und Spezifität, sowie die Fläche unter der Kurve (Area under the Curve, AUC) für die Panel 3 und Panel 4.
Beispiel 5 : Kalkulation von Antigen Panels zur Vorhersage eines Therapieversagens nach Behandlung mit anti-TNF
Inihibitoren . Gruppe 6 in Tabelle 4 enthält 33 Autoantikörperreaktivitäten (Antigene) , die in RA Patienten messbar sind, die
vorrausichtlieh nicht auf eine anti-TNF alpha Inhibitor
Therapie ansprechen werden: ACAT2, CCDC51, CLIP1, DHX34, DOCK6, DOT1L, EIF4G2, C10orf84, GRP, HDHD2, KIDINS220, KRT18, HSPC159, LPCAT1, OSBP2, OTUD5, PARP8, PRKCSH, PYGB, RFFL, RNF8, RRM1, SCAP, SDC1, SEC23B, SLC25A1, CYTSB, SSBP2, SUM03, TCHP, USE1, WDR34, RPS28
Aus der Gruppe 6 können 33 Antigene ausgewählt werden, die sich besonders gut als Marker in kleineren Panels ergänzen. Panel 4 in Tabelle 6 enthält eine Kombination von 12 Markern, die gezielt dazu verwendet werden können, um Patienten zu identifizieren, die voraussichtlich nicht auf eine ADA/MTX Therapie ansprechen werden und daher mit einem alternativen biologischen DMARD behandelt werden sollten.
Für das Panel 4 wurde beispielhaft gezeigt, dass sogenannte ADA/MTX Therapieversager mit einer mittleren AUC von 0.95 und einer Sensitivität von 88% bei einer Spezifität von 89% identifiziert werden können.
Figur 3 zeigt die Sensitivität und Spezifität, sowie die Fläche unter der Kurve (Area under the Curve, AUC) für die Panel 4.
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Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Therapiesteuerung von Patienten mit
rheumatoider Arthritis in medikamentöser Behandlung, wobei mittels einer in-vitro Diagnose Responder und / oder Non- Responder auf die medikamentöse Behandlung identifiziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine
Markersequenz aus der Gruppe SEQ ID No . 1-208 ausgewählt ist .
2. Verfahren zur Therapiesteuerung von Patienten mit
rheumatoider Arthritis in medikamentöser Behandlung nach Anspruch 1, wobei mittels einer in-vitro Diagnose
therapieresistente Patienten auf die medikamentöse
Behandlung identifiziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Markersequenz aus der Gruppe SEQ ID No. 1-3 und/oder 105-107, SEQ ID No . 4-51 und/oder 108- 155, SEQ ID No. 52-104 und/oder 156-208 ausgewählt ist.
3. Verfahren zur Therapiesteuerung von Patienten mit
rheumatoider Arthritis in medikamentöser Behandlung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die medikamentöse
Behandlung die Arzneimittel Methotrexate, Azathioprin, Sulfasalazin, Chloroquin/Hydroxychloroquin, Leflunomid, Cyclophosphamid, D-Penicillamin oder Ciclosporin umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Markersequenz aus der Gruppe SEQ ID No . 1-3 und/oder 105-107, SEQ ID No . 4-51 und/oder 108-155 ausgewählt ist.
4. Verfahren zur Therapiesteuerung von Patienten mit
rheumatoider Arthritis in medikamentöser Behandlung nach Anspruch 3, wobei die medikamentöse Behandlung das
Arzneimittel Methotrexate umfasst.
Verfahren zur Therapiesteuerung von Patienten mit
rheumatoider Arthritis in medikamentöser Behandlung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei die
medikamentöse Behandlung die Arzneimittel monoklonale therapeutische Proteine, TNF-Blocker, anti-TNF-Blocker umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Markersequenz aus der Gruppe SEQ ID No . 52-104 und/oder 156-208 ausgewählt ist.
Verfahren zur Therapiesteuerung von Patienten mit
rheumatoider Arthritis in medikamentöser Behandlung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung in Kombination mit Arzneimitteln ausgewählt aus der Gruppe Methotrexate, Azathioprin, Sulfasalazin,
Chloroquin/Hydroxychloroquin, Leflunomid, Cyclophosphamid, D-Penicillamin oder Ciclosporin erfolgt.
Verfahren zur Therapiesteuerung von Patienten mit
rheumatoider Arthritis in medikamentöser Behandlung nach Anspruch 6, wobei die medikamentöse Behandlung das
Arzneimittel Methotrexate umfasst.
Verfahren zur Therapiesteuerung von Patienten mit
rheumatoider Arthritis in medikamentöser Behandlung nach einem der vorstehenden Ansprüchen, umfassend weitere klinische Entscheidungen, wie Änderung der Therapie,
Abbruch der Therapie, Wechsel des Medikaments,
Hospitalisierung .
9. Verfahren zur Therapiesteuerung von Patienten mit rheumatoider Arthritis in medikamentöser Behandlung nach enem der vorstehenden Ansprüche, wobei mittels einer in- vitro Diagnose Responder und / oder Non-Responder auf die medikamentöse Behandlung identifiziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu zwölf Markersequenzen aus der Gruppe SEQ ID No . 1-208 ausgewählt sind.
10. Verfahren zur Therapiesteuerung von Patienten mit
rheumatoider Arthritis in medikamentöser Behandlung nach enem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Remission der rheumatoiden Arthritis erfolgt.
11. Verfahren zur Therapiesteuerung von Patienten mit
rheumatoider Arthritis in medikamentöser Behandlung nach Anspruch 9, wobei die Markersequenzen ausgewählt sind aus der Gruppe
PPP5C (SEQ ID No . 43, 147), MRPL11 (SEQ ID No . 38, 142), TRMO (SEQ ID No . 31, 135), RAD50 (SEQ ID No . 45, 149), ADAMTS 13 (SEQ ID No . 27, 131), DIP2C (SEQ ID No . 33, 137), CHD4 (SEQ ID No . 32, 136), ALAS1 (SEQ ID No . 29, 133), ZPR1 (SEQ ID No. 51, 155), PDRG1 (SEQ ID No . 41, 145) oder
MED8 (SEQ ID No . 37, 141), HNRNPAB (SEQ ID No . 11, 115), RBM26 (SEQ ID No . 18, 122), UBXN11 (SEQ ID No . 20, 124), FAM89B (SEQ ID No . 23, 127), TTLL12 (SEQ ID No . 19, 123), PPP1R15A (SEQ ID No . 17, 121), GAREM (SEQ ID No . 25, 129), KIF5A (SEQ ID No . 12, 116), HCLS1 (SEQ ID No . 10, 114), ZNF579 (SEQ ID No . 22, 126),
oder
NOP58 (SEQ ID No . 76, 180), SCFD1 (SEQ ID No . 91, 195), MPST (SEQ ID No. 74, 178), ILKAP (SEQ ID No . 68, 172), R0B01 (SEQ ID No . 88, 192), ISCU (SEQ ID No . 69, 173), EHBP1 (SEQ ID No . 61, 165), PPP1R9B (SEQ ID No . 83, 187), ZNF292 (SEQ ID No . 103, 207), TOMM20 (SEQ ID No . 99, 203), Clorfl31 (SEQ ID No . 54, 158), oder
SPECC1L (SEQ ID No . 95, 199), SEC23B (SEQ ID No . 93, 197), HDHD2 (SEQ ID No . 67, 171, CLIP1 (SEQ ID No . 56,160), WDR34(SEQ ID No . 101, 205), EIF4G2 (SEQ ID No . 63, 167), SSBP2(SEQ ID No . 96, 200), SCAP (SEQ ID No . 90, 194), PYGB (SEQ ID No. 85, 189), DOCK6 (SEQ ID No . 59, 163), RFFL (SEQ ID No. 86, 190), SUM03 (SEQ ID No . 97, 201).
Panel enthaltend mindestens fünf Markersequenzen
ausgewählt aus der Gruppe
PPP5C (SEQ ID No . 43, 147), MRPL11 (SEQ ID No . 38, 142), TRMO (SEQ ID No . 31, 135), RAD50 (SEQ ID No . 45, 149), ADAMTS 13 (SEQ ID No . 27, 131), DIP2C (SEQ ID No . 33, 137), CHD4 (SEQ ID No . 32, 136), ALAS1 (SEQ ID No . 29, 133), ZPR1 (SEQ ID No. 51, 155), PDRG1 (SEQ ID No . 41, 145) oder
MED8 (SEQ ID No . 37, 141), HNRNPAB (SEQ ID No . 11, 115), RBM26 (SEQ ID No . 18, 122), UBXN11 (SEQ ID No . 20, 124), FAM89B (SEQ ID No . 23, 127), TTLL12 (SEQ ID No . 19, 123), PPP1R15A (SEQ ID No . 17, 121), GAREM (SEQ ID No . 25, 129), KIF5A (SEQ ID No . 12, 116), HCLS1 (SEQ ID No . 10, 114), ZNF579 (SEQ ID No . 22, 126),
oder
NOP58 (SEQ ID No . 76, 180), SCFD1 (SEQ ID No . 91, 195), MPST (SEQ ID No. 74, 178), ILKAP (SEQ ID No . 68, 172), ROBOl (SEQ ID No . 88, 192), ISCU (SEQ ID No . 69, 173), EHBP1 (SEQ ID No . 61, 165), PPP1R9B (SEQ ID No . 83, 187), ZNF292 (SEQ ID No . 103, 207), TOMM20 (SEQ ID No . 99, 203), Clorfl31 (SEQ ID No . 54, 158), oder
SPECC1L (SEQ ID No . 95, 199), SEC23B (SEQ ID No . 93, 197), HDHD2 (SEQ ID No . 67, 171, CLIP1 (SEQ ID No . 56,160), WDR34(SEQ ID No . 101, 205), EIF4G2 (SEQ ID No . 63, 167), SSBP2(SEQ ID No . 96, 200), SCAP (SEQ ID No . 90, 194), PYGB (SEQ ID No. 85, 189), DOCK6 (SEQ ID No . 59, 163), RFFL (SEQ ID No. 86, 190), SUM03 (SEQ ID No . 97, 201).
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