ES2241042T3 - Conjugados de polinucleotido inmunoestimulador/ molecula inmunomoduladora. - Google Patents
Conjugados de polinucleotido inmunoestimulador/ molecula inmunomoduladora.Info
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Abstract
SE PRESENTAN COMPOSICIONES DE CONJUGADOS DE POLINUCLEOTIDOS INMUNOESTIMULADORES/MOLECULAS INMUNOMODULADORAS. ESTAS COMPOSICIONES INCLUYEN UN POLINUCLEOTIDO QUE ESTA UNIDO A UNA MOLECULA INMUNOMODULADORA, LA MOLECULA COMPRENDE UN ANTIGENO Y ADEMAS PUEDE COMPRENDER INMUNOMODULADORES TALES COMO CITOQUINAS Y COADYUDANTES. LA PARTE DEL POLINUCLEOTIDO DEL CONJUGADO INCLUYE AL MENOS UNA SECUENCIA NUCLEOTIDA CONSTITUIDA POR OLIGONUCLEOTIDOS INMUNOMODULADORES (ISS). TAMBIEN SE PRESENTAN PROCEDIMIENTOS PARA MODULAR UNA RESPUESTA INMUNE DESPUES DE LA ADMINISTRACION DE LA PREPARACION QUE CONTIENE EL CONJUGADO POLINUCLEOTIDO/INMUNOMODULADOR A UN ANFITRION VERTEBRADO.
Description
Conjugados de polinucleótido
inmunoestimulador/molécula inmunomoduladora.
Esta invención se refiere a composiciones que
comprenden una molécula inmunomoduladora (IMM) que incluye un
antígeno, conjugadas con un polinucleótido que contiene o consiste
al menos en un oligonucleótido inmunoestimulante
(ISS-PN). También se refiere a procedimientos para
modular la respuesta inmune de un huésped vertebrado respecto un
antígeno.
Convencionalmente, la inmunización de un huésped
respecto un antígeno se consigue vacunando repetidamente el huésped
con el antígeno. Mientras que la mayoría de las vacunas actuales
provocan respuestas de anticuerpos razonables, las respuestas
celulares (en particular, de las células citotóxicas de la clase
I-restringida del complejo de histocompatibilidad
principal) están generalmente ausentes o son débiles. Para muchas
enfermedades infecciosas, tales como la tuberculosis o la malaria,
las respuestas humorales tienen poco valor protector frente a la
infección.
Dada la débil respuesta inmune celular contra los
antígenos de proteína, la modulación de las respuestas inmunes
contra estos antígenos tiene una importancia clara. La capacidad
para modificar las respuestas inmunes contra antígenos proteicos o
peptídicos tiene implicaciones en la terapia de tumores, para el
tratamiento de alteraciones alérgicas, y para el tratamiento de
otras condiciones que pueden conseguirse a través de la inducción de
una respuesta inmune celular enérgica.
WO-96/02555 describe
oligonucleótidos inmunomoduladores que contienen dinucleótidos CpG
no metilados, y utilidades terapéuticas basadas en su capacidad para
estimular una respuesta inmune.
Raz et al., Proceedings of the National
Academy of Sciences of USA, Vol. 93; 5141-5145,
describen la inducción preferencial de una respuesta inmune Th1 y la
inhibición de la formación de anticuerpo IgE específico mediante
inmunización con ADN de plásmido.
Raz et al., Arthritis &
Rheumatism, Vol. 39, nº 9, página 615, describen el papel
potencial de las secuencias de ADN inmunoestimuladoras (ISS) en la
inmunización genética y la autoinmunidad.
La presente invención se refiere a composiciones
que comprenden un ISS-PN, el cual está conjugado con
una IMM (la cual incluye un antígeno) para formar conjugados
ISS-PN/IMM. Los conjugados
ISS-PN/IMM de la invención son modificadores de la
respuesta biológica en el sentido de que modifican la respuesta
inmune humoral y celular de un huésped frente a un antígeno.
En consecuencia, la presente invención
proporciona una composición inmunomoduladora que comprende una
molécula inmunomoduladora, en donde dicha molécula inmunomoduladora
comprende un antígeno, en donde el antígeno está conjugado con un
polinucleótido inmunoestimulante (ISS-PN),
comprendiendo dicho ISS-PN al menos una secuencia
inmunoestimulante (ISS) que comprende la secuencia no metilada
5'-citosina, guanina-3', en donde el
ISS tiene una longitud de al menos seis nucleótidos, en donde dicho
ISS-PN tiende desde 6 hasta aproximadamente 200
nucleótidos de longitud, y en donde el antígeno se selecciona a
partir de una antígeno tumoral, un antígeno viral, un alérgeno, o un
microorganismo infeccioso.
La invención también proporciona el uso de una
composición inmunomoduladora que comprende una molécula
inmunomoduladora, en donde dicha molécula inmunomoduladora comprende
un antígeno, en donde dicho antígeno está conjugado con un
polinucleótido inmunoestimulante (ISS-PN),
comprendiendo dicho ISS-PN al menos una secuencia
inmunoestimulante (ISS) que comprende la secuencia no metilada
5'-citosina, guanina-3', para la
fabricación de un medicamento para potenciar una respuesta de Th1
y/o suprimir una respuesta de Th2 contra el antígeno y/o reducir la
producción de IgE estimulada por el antígeno.
Los aspectos preferidos de la invención se
definen adicionalmente más abajo en las reivindicaciones
adjuntas.
Los componentes ISS-PN/IMM de los
conjugados ISS-PN/IMM cooperativamente potencian la
magnitud de la respuesta inmune del huésped contra un antígeno hasta
un nivel superior al de la respuesta inmune celular del huésped
contra el IMM, el antígeno o el ISS solos. Los conjugados
ISS-PN/IMM también desplazan la respuesta inmune
celular del huésped del fenotipo de linfocito auxiliar del Tipo 2
(Th2) hacia el fenotipo de linfocito auxiliar del Tipo 1 (Th1).
Estas respuestas contra los conjugados ISS-PN/IMM
son particularmente agudas durante la importante fase temprana de la
respuesta inmune del huésped contra un antígeno.
Con estos fines, los conjugados
ISS-PN/IMM se suministran mediante cualquier ruta a
través de la cual los tejidos del huésped sensibles al antígeno se
pongan en contacto con el conjugado ISS-PN/IMM. Los
conjugados ISS-PN/IMM administrados de esta forma
potencian ambas, las respuestas inmunes humoral (anticuerpo) y
celular (del tipo Th1). Por tanto, el uso del procedimiento para
potenciar la capacidad de respuesta inmune de un huésped frente a un
desafío subsiguiente mediante un antígeno sensibilizante sin
inmunización evita el riesgo de una respuesta anafilaxis inducida
por la inmunización, mediada por Th2, mediante la supresión de la
producción de IgE en respuesta al desafío del antígeno. Un uso
especialmente ventajoso para este aspecto de la invención es el
tratamiento de respuestas alérgicas localizadas en tejidos diana en
donde los alérgenos entran en el cuerpo, tales como la piel y
la
mucosa.
mucosa.
La supresión del fenotipo de Th2 de acuerdo con
la invención es útil también para reducir la producción de
IL-4 e IL-5 estimulada por antígeno.
Por tanto, la invención abarca el suministro de conjugados
ISS-PN/IMM a un huésped para suprimir el fenotipo de
Th2 asociado con la inmunización convencional con antígeno (por
ejemplo, para la vacunación o inmunoterapia de alergias).
El desplazamiento hacia un fenotipo de Th1
conseguido de acuerdo con la invención está acompañado por una
secreción incrementada de IFN \alpha, \beta y \gamma, así como
de IL-12 e IL-18. Cada una de estas
citoquinas mejora las defensas inmunes del huésped contra los
patógenos intracelulares, tales como los virus. Por tanto, la
invención abarca el uso de los conjugados ISS-PN/IMM
para su suministro a un huésped para combatir una infección
patogénica.
La angiogénesis también está potenciada en el
fenotipo de Th1 (ostensiblemente a través de la estimulación
mediante IL-12). Por tanto, la invención abarca el
suministro de conjugados ISS-PN/IMM a un huésped
para estimular la angiogénesis terapéutica para tratar condiciones
en las que el flujo sanguíneo localizado juega un rol etiológico
significativa, por ejemplo, las retinopatías.
Las composiciones que comprenden conjugados
ISS-PN/IMM comprenden un IMM conjugado con un
polinucleótido que incluye, o consiste en, al menos una porción
oligonucleotídica inmunoestimulante (ISS-ODN). La
porción ISS-ODN es un oligonucleótido de ADN o ARN,
de hebra única o doble, que tiene al menos 6 bases nucleotídicas,
las cuales podrían incluir, o consistir en, un oligonucleósido
modificado o una secuencia de nucleósidos modificados.
Las porciones ISS-ODN comprenden,
o podrían estar flanqueadas por, una secuencia nucleotídica
conteniendo CpG o una secuencia nucleotídica p(IC), la cual
podría ser palindrómica. Cuando la porción oligonucleotídica
comprende una secuencia CpG, éste podría incluir una estructura
hexamérica consistente en 5'-purina, purina, CG,
pirimidina, pirimidina-3'. Son ejemplos de tales
estructuras hexaméricas AACGTT, AGCGTT, GACGTT, GGCGTT, AACGTC, y
AGCGTC.
En un aspecto de la invención, el
ISS-PN consiste en un ISS-ODN.
Alternativamente, el ISS-PN comprende un
ISS-ODN.
En un aspecto de la invención, la pareja IMM del
conjugado con el ISS-PN consiste en un antígeno.
Tales antígenos se seleccionan a partir del grupo de antígenos
consistente en proteínas, péptidos, glicoproteínas, polisacáridos, y
gangliósidos.
En otro aspecto de la invención, el IMM pareja
del conjugado comprende un antígeno y además comprende una molécula
inmunoestimulante seleccionada a partir del grupo de tales moléculas
consistente en adyuvantes, hormonas, factores del crecimiento,
citoquinas, quimioquinas, ligandos que apuntan a proteínas, y
factores trans-activadores.
En otro aspecto de la invención, el conjugado
ISS-PN/IMM se modifica para su suministro dirigido
mediante, por ejemplo, la unión a un anticuerpo monoclonal, ligando
de receptor y/o liposoma.
Se proporcionan composiciones farmacéuticamente
aceptables de conjugados ISS-PN/IMM para su uso en
la práctica de la invención. Cuando sea apropiado para el curso
contemplado de la terapia, los conjugados ISS-PN/IMM
podrían suministrarse con agentes antiinflamatorios o
inmunoterapéuticos. Por tanto, una composición particularmente útil
para su uso en la práctica del procedimiento de la invención es una
en la que un agente antiinflamatorio (por ejemplo, un
glucocorticoide) se mezcla con, o de conjuga adicionalmente a, un
conjugado ISS-PN/IMM.
Los conjugados ISS-PN/IMM pueden
proporcionarse también en forma de un equipo que comprende
conjugados ISS-PN/IMM y cualesquier medicamentos
adicionales, así como un dispositivo para suministrar los conjugados
ISS-PN/IMM a un tejido huésped y reactivos para
determinar el efecto biológico de los conjugados
ISS-PN/IMM en un huésped tratado.
La Figura 1 es una gráfica de datos que
demuestran la vigorosa respuesta inmune del tipo-Th1
(según se mide por la producción de IgG2a contra un antígeno IMM)
estimulada por ISS-PN/IMM (proporción 1:5) en
comparación con los niveles de respuestas similares de Th2
estimuladas por un ISS que contiene, plásmido que codifica el
antígeno (pACB-Z); el antígeno solo
(\beta-gal); el antígeno mezclado con un ISS
(proporción 1:5); el antígeno conjugado con un PN no estimulador
(mISS conj.; proporción 1:5); el antígeno en adyuvante (alum) y,
para referencia, los niveles de IgG2a en ratones ingenuos (no
expuestos). El eje horizontal representa los niveles (unidades/ml)
de anticuerpo; el eje vertical representa el número de semanas que
siguen a la exposición al antígeno primario.
La Figura 2 es una gráfica de datos que
demuestran la vigorosa respuesta inmune del tipo-Th2
(según se mide por la producción de IgG1 contra un antígeno IMM)
estimulada por ISS que contiene plásmido que codifica el antígeno
(pACB-Z); el antígeno solo
(\beta-gal); el antígeno mezclado con un ISS
(proporción 1:5); el antígeno conjugado con un PN no estimulador
(mISS conj.; proporción 1:5); el antígeno en adyuvante (alum) y,
para referencia, los niveles de IgG1 en ratones ingenuos (no
expuestos), todos comparados con la vigorosa respuesta inmune del
tipo Th1 producida en ratones inmunizados con
ISS-PN/IMM (proporción 1:5). El eje horizontal
representa los niveles (unidades/ml) de anticuerpo; el eje vertical
representa el número de semanas que siguen a la exposición al
antígeno primario.
La Figura 3 es una gráfica de datos que
demuestran la vigorosa respuesta inmune del tipo-Th1
(según se mide por la producción de IgG2a contra un antígeno IMM)
estimulada por ISS-PN/IMM en comparación con los
niveles de respuestas similares de Th2 estimuladas el antígeno solo
(AgE) y el antígeno conjugado con un PN no estimulador (mISS conj.).
Las proporciones de antígeno respecto PN son todas de 1:5. El eje
horizontal representa los niveles (unidades/ml) de anticuerpo; el
eje vertical muestra los niveles a las 4 semanas después de la
exposición al antígeno primario (barras sombreadas), y a las 2
semanas después del desafío secundario con antígeno (barras
negras).
La Figura 4 es una gráfica de datos que
demuestran los niveles de respuestas inmunes del
tipo-Th2 (según se mide por la producción de IgG1
contra un antígeno IMM) estimulada por el antígeno solo (AgE) y el
antígeno conjugado con un PN no estimulador (mISS conj.), en
comparación con la vigorosa respuesta inmune del tipo Th1 estimulada
en ratones inmunizado con ISS-PN/IMM. Las
proporciones de antígeno respecto PN son todas de 1:5. El eje
horizontal representa los niveles (unidades/ml) de anticuerpo; el
eje vertical muestra los niveles a las 4 semanas después de la
exposición al antígeno primario (barras sombreadas), y a las 2
semanas después del desafío secundario con antígeno (barras
negras).
La Figura 5 es una gráfica de datos que
demuestran la supresión de la producción de IgE
anti-antígeno (AgE) asociadas con Th2 por parte del
ISS-PN/IMM en comparación con los niveles de
producción de IgE estimulados por el antígeno (AgE) solo y el
antígeno conjugado con un PN no estimulador (mISS conj.). Las
proporciones de antígeno respecto PN son todas de 1:5. El eje
horizontal representa los niveles (cuentas por minutos; cpm) de
anticuerpo; el eje vertical muestra los niveles a las 4 semanas
después de la exposición al antígeno primario (barras sombreadas), y
a las 2 semanas después del desafío secundario con antígeno (barras
negras).
La Figura 6 es una gráfica de datos que
demuestran los elevados niveles de producción de interferón \gamma
(IFNg) asociados con Th1, estimulados por el
ISS-PN/IMM en comparación con los bajos niveles de
citoquina de Th1 estimulados por un ISS que contiene, plásmido que
codifica el antígeno (pACB-Z); el antígeno solo
(\beta-gal); el antígeno mezclado con un ISS; el
antígeno conjugado con un PN no estimulador (mISS conj.); el
antígeno en adyuvante (alum) y, para referencia, los niveles de IFNg
en ratones ingenuos (no expuestos). Las proporciones de antígeno
respecto PN son todas de 1:5. El eje horizontal representa los
niveles (ng/ml) de citoquina; el eje vertical muestra los niveles a
las 4 semanas después de la exposición al antígeno primario (barras
sombreadas).
La Figura 7 es una gráfica de datos que
demuestran la vigorosa respuesta de linfocitos T citotóxicos (CTL)
específica para el antígeno, estimulada por el
ISS-PN/IMM en comparación con los niveles de
producción de CTL estimulados por un ISS que contiene, plásmido que
codifica el antígeno (pACB-Z); el antígeno solo
(\beta-gal); el antígeno mezclado con un ISS; el
antígeno conjugado con un PN no estimulador (mISS conj.); el
antígeno en adyuvante (alum) y, para referencia, los niveles de CTL
en ratones ingenuos (no expuestos). Las proporciones de antígeno
respecto PN son todas de 1:5. El eje horizontal representa los
niveles de lisis celular específica para el antígeno (como
porcentaje del control; sin antígeno); el eje vertical muestra los
niveles de CTL detectados a diferentes proporciones de efector
(antígeno) respecto la diana, desde 0:1 hasta 1:0. La leyenda
identifica cómo se trató cada población de células.
La respuesta inmune estimulada por los conjugados
ISS-PN/IMM de la invención difiere de la respuesta
inmune de vertebrados a la vacunación convencional, tanto en
magnitud como en calidad. En el primer aspecto, la respuesta inmune
del huésped contra un antígeno se potencia a un nivel superior al
conseguido en la exposición a un ISS-PN o antígeno
administrado solos o juntos en una forma no conjugada. Por tanto, un
aspecto sorprendente de la invención es que la conjugación de un
ISS-PN a un antígeno que contiene IMM produce una
sinérgia entre la actividad inmunoestimulante del
ISS-PN y la actividad inmunomoduladora del IMM, la
cual inmuniza al huésped contra el antígeno más efectivamente de lo
que alguien prediría.
Ventajosamente, la respuesta inmune estimulada de
acuerdo con la invención difiere de la respuesta inmune de
vertebrados frente a la vacunación convencional en que ésta última
se desarrolla en un fenotipo de Th2, mientras que la primera se
desarrolla en un fenotipo de Th1. En relación a esto, es útil
recordar que los linfocitos CD4+ generalmente se agrupan en uno de
dos subconjuntos distintos; es decir, las células Th1 y Th2. Las
células Th1 secretan principalmente IL-2,
IFN\gamma y TNF\beta (de los cuales, los dos últimos median en
la activación de macrófagos y la hipersensibilidad del tipo
retrasado), mientras que las células Th2 principalmente secretan
IL-4 (la cual estimula la producción de anticuerpos
IgE), IL-5 (la cual estimula la infiltración de
granulocitos en el tejido), IL-6 e
IL-10. Estos dos subconjuntos de CD4+ ejercen una
influencia negativa el uno en el otro; es decir, la secreción de
linfoquinas de Th1 inhibe la secreción de linfoquinas de Th2, y
viceversa.
Los factores que se cree que favorecen la
activación de Th1 se parecen a los inducidos por una infección viral
e incluyen los patógenos intracelulares, la exposición a
IFN-\beta, INF-\alpha,
IFN-\gamma, IL-12 e
IL-18, y la exposición a dosis bajas de antígeno.
Las respuestas inmunes del tipo Th1 también predominan en las
enfermedades autoinmunes. Los factores que se cree favorecen la
activación de Th2 incluyen la exposición a IL-4 e
IL-10, la actividad APC por parte de los linfocitos
B, y las dosis elevadas de antígeno.
Las células Th1 activas (IFN\gamma) mejoran la
inmunidad celular y son, por tanto, de especial valor para responder
a infecciones intracelulares, mientras que las células Th2 activas
mejoran la producción de anticuerpo y son, por tanto, valiosas para
responder a infecciones extracelulares (a riesgo de sucesos
anafilácticos asociados con la inducción de producción de anticuerpo
IgE estimulada por IL-4). Por tanto, la capacidad de
desplazar la respuesta inmune del repertorio de Th1 al de Th2 y
viceversa tiene una importancia clínica sustancial para controlar la
inmunidad del huésped frente al desafío con antígeno (por ejemplo,
en condiciones infecciosas y alérgicas).
Con este fin, los procedimientos de la invención
desplazan la respuesta inmune del huésped frente a antígeno
sensibilizante hacia un fenotipo Th1 (Ejemplo 1). En consecuencia,
la producción de citoquinas asociada con Th2, y la producción de IgE
estimulada por el antígeno (Ejemplos II y III) están suprimidas,
reduciéndose, por tanto, el riesgo del huésped de inflamación
alérgica prolongada y minimizando el riesgo de anafilaxis inducida
por el antígeno. La producción de CTL también está estimulada a un
grado superior en animales tratados de acuerdo con la invención.
Puesto que la producción de CTL está unida al procesamiento de
antígeno en las vías del MHC Clase I, la producción incrementada de
CTL puede producirse a partir de PN/IMM no estimuladores así como de
ISS-PN/IMM (Ejemplo IV).
Aunque la invención no está limitada por ningún
mecanismo de acción concreto, es concebible que el PN facilita la
captación de antígeno exógeno por parte de células que presentan
antígeno para su presentación a través de las vías de procesamiento
del MHC Clase I del huésped que normalmente no son estimuladas por
el antígeno soluble. Por tanto, el ISS-PN/IMM llevan
el antígeno a las vías de procesamiento del MCH Clase I (lo que
también podría conseguirse mediante PN/IMM sin actividad ISS), a
continuación estimula una cascada de citoquinas en un fenotipo Th1
(a resultas de la actividad ISS). Cualquiera que sea el mecanismo de
acción, el uso de ISS-PN/IMM para potenciar la
capacidad de respuesta del sistema inmune del huésped frente a un
antígeno sensibilizante y el desplazamiento de la respuesta inmune
hacia un fenotipo Th1 evita el riesgo de anafilaxis inducida por la
inmunización, suprime la producción de IgE en respuesta a un
antígeno sensibilizante, y elimina la necesidad de identificar el
antígeno sensibilizante para su uso en la inmunización.
En referencia a la invención, la "potenciación
de la capacidad de respuesta inmune en un fenotipo Th1" en un
huésped tratado con ISS-PN/IMM está evidenciada
por:
- (1)
- una reducción en los niveles de IL-4 medidos antes y después del desafío con el antígeno; o la detección de niveles inferiores (o incluso ausentes) de IL-4 en huéspedes tratados en comparación con un control cebado, o cebado y potenciado, con antígeno;
- (2)
- un incremento en los niveles de IL-12, IL-18 y/o IFN (\alpha, \beta o \gamma) antes y después del desafío con antígeno; o la detección de niveles superiores de IL-12, IL-18 y/o IFN (\alpha, \beta o \gamma) en un huésped tratado con ISS-PN/IMM en comparación con un control cebado, o cebado y potenciado, con antígeno;
- (3)
- La producción de anticuerpo IgG2a en un huésped tratado; o
- (4)
- una reducción en los niveles de IgE específica contra el antígeno según se mide antes y después del desafío con antígeno; o la detección de niveles inferiores (o incluso ausentes) de IgE específica contra el antígeno en un huésped tratado con ISS-PN/IMM en comparación con un control cebado, o cebado y potenciado, con antígeno.
Los procedimientos ilustrativos para determinar
tales valores se describen adicionalmente en los Ejemplos.
Por tanto, los conjugados
ISS-PN/IMM de la invención proporcionan medios
efectivos, relativamente seguros, para estimular una respuesta
inmune robusta en un huésped vertebrado contra cualquier
antígeno.
La base ISS-ODN de los conjugados
ISS-PN/IMM de la invención incluye un
oligonucleótido, el cual podría ser parte de una construcción
nucleotídica mayor, tal como un plásmido. Por tanto, el término
"polinucleótido" incluye los oligonucleótidos, los
oligonucleótidos modificados, y los oligonucleósidos, solos o como
parte de una construcción mayor. El polinucleótido podría ser ADN de
hebra única (ADNss), ADN de doble hebra (ADNds), ARN de hebra única
(ARNss), o ARN de doble hebra (ARNds).
La porción de polinucleótido puede estar
configurada lineal o circularmente, o la porción oligonucleotídica
puede contener tanto segmentos lineales como circulares. Las
modificaciones de los oligonucleótidos incluyen, pero no se limitan
a, las modificaciones de los grupos 3'OH o 5'OH, las modificaciones
de las bases de los nucleótidos, las modificaciones del componente
azúcar, y las modificaciones del grupo fosfato.
La base oligonucleotídica de los conjugados
ISS-PN/IMM podría comprender ribonucleótidos (que
contienen ribosa como el único o principal componente azúcar),
desoxiribonucleótidos (la desoxiribosa es el principal componente
azúcar), o, de acuerdo con el estado de la técnica establecida,
podrían incorporarse azúcares modificados o análogos de azúcares en
el oligonucleótido de la presente invención. Por tanto, además de la
ribosa y desoxiribosa, la porción azúcar podría ser pentosa,
desoxipentosa, hexosa, desoxihexosa, glucosa, arabinosa, xilosa,
lixosa, y un grupo ciclopentilo "análogo" de azúcar. El azúcar
podría estar en forma de piranosil o de furanosil. En los
oligonucleótidos modificados de la presente invención, el grupo
azúcar es preferiblemente el furanósido de ribosa, desoxiribosa,
arabinosa, o 2'-O-metilribosa, y el
azúcar podría unirse a las bases heterocíclicas respectivas en la
configuración anomérica I ó J. La preparación de estos azúcares o
análogos de azúcares, y los respectivos "nucleósidos" en donde
tales azúcares o análogos están unidos a la base heterocíclica (base
del ácido nucleico) se conoce por sí misma, y no es necesario
describirla aquí, excepto hasta el punto en que tal preparación
podría pertenecer a cualquier ejemplo específico.
El derivado de fósforo (o grupo fosfato
modificado) al cual podría unirse la porción azúcar o análogo de
azúcar en los oligonucleótidos modificados de la presente invención
podría ser un monofosfato, difosfato, trifosfato, alquilfosfato,
alcanofosfato, fosfotioato, fosforoditioato, o similares. La
preparación de los análogos de fosfato mencionados más arriba, y su
incorporación en los nucleótidos, nucleótidos modificados, y
oligonucleótidos, es también conocida por sí misma y no necesita ser
descrita aquí.
Las bases heterocíclicas, o bases de ácidos
nucleicos, las cuales se incorporan en las bases oligonucleotídicas
de los conjugados ISS-PN/IMM, podrían ser las
principales bases purínicas y pirimidínicas que ocurren de forma
natural, (a saber, uracilo o timidina, citosina, adenina y guanina,
tal como se ha mencionado más arriba), así como modificaciones que
ocurren de forma natural y sintéticamente de dichas bases
principales. Los especialistas en la técnica reconocerán que un
número elevado de nucleósidos "sintéticos" no naturales, que
comprenden varias bases heterocíclicas y varios grupos azúcares (y
análogos de azúcares), han pasado a estar disponibles en la técnica
previa, de tal forma que la base oligonucleotídica de los conjugados
ISS-PN/IMM podría incluir una o varias bases
heterocíclicas distintas de las cinco bases principales que son
componentes de los ácidos nucleicos que existen de forma natural. No
obstante, preferiblemente, la base heterocíclica en la base del
oligonucleótido de los conjugados ISS-PN/IMM se
selecciona de entre los grupos
uracil-5-ilo,
citosin-5-ilo,
adenin-7-ilo,
adenin-8-ilo,
guanin-7-ilo,
guanin-8-ilo,
4-aminopirrolo [2,3-d]
pirimidin-5-ilo,
2-amino-4-oxopirolo
[2,3-d]
pirimidin-5-ilo,
2-amino-4-oxopirrolo
[2,3-d]
pirimidin-5-ilo, en donde las
purinas es unen a las porciones azúcares de los oligonucleótidos en
la posición 9, las pirimidinas a través la posición 1, la
pirrolopirimidinas a través de la posición 7, y la
pirazolopirimidinas a través de la posición 1.
Estructuralmente, la raíz oligonucleotídica del
componente ISS-PN del ISS-PN/IMM es
una secuencia no codificante, la cual podría incluir al menos un
motivo CpG no metilado. La posición relativa de cualquier secuencia
CpG en el ISS-PN con actividad inmunoestimulante en
ciertas especies de mamíferos (por ejemplo, roedores) es la
5'-CG-3' (es decir, la C está en la
posición 5' respecto la G en la posición 3'). El PN/IMM puede
obtenerse convenientemente sustituyendo la citosina en el
dinucleótido CpG con otro nucleótido: una sustitución
particularmente útil es con una guanina para formar PN conteniendo
el dinucleótido GpC.
Se conocen algunos oligonucleótidos ISS
(ISS-ODN). En tales ISS-ODN, el
motivo CpG está flanqueado por al menos dos nucleótidos de purina
(por ejemplo, GA o AA) y al menos dos nucleótidos de pirimidina
(5'-purina-purina-[C]-[G]-pirimidina-pirimidina-3').
Se cree que los ISS-ODN que contienen el motivo CpG
estimulan la proliferación de los linfocitos B (ver, por ejemplo,
Krieg et al., Nature 374:546-549
(1995)).
La estructura hexamérica del núcleo de los
ISS-PN precedentes podría estar flanqueada cadena
arriba y/o cadena abajo por cualquier número o composición de
nucleótidos o nucleósidos. Sin embargo, los ISS-PN
tienen al menos una longitud de 6 bases, y preferiblemente tienen
entre 6 y 200 bases de longitud, para mejorar la captación del
ISS-PN/IMM en los tejidos diana. Aquéllos con
formación ordinaria en la técnica estarán familiarizados con, o
podrán identificar fácilmente, secuencias nucleotídicas descritas de
ISS-ODN conocidos para referencia en la preparación
de ISS-PN. Para facilitar la referencia en este
sentido, son especialmente útiles las siguientes fuentes:
Yamamoto, et al., Microbiol.
Immunol. 36:983 (1992)
Ballas, et al., J. Immunol.
157:1840 (1996)
Klinman, et al., J. Immunol.
158:3635 (1997)
Sato, et al., Science
273:352 (1996)
Cada uno de estos artículos ilustra el nivel de
conocimiento en la técnica concerniente a la composición de
nucleótidos de ISS-ODN conocidos.
En particular, los ISS-PN y PN
útiles en la invención incluyen aquéllos que tienen las siguientes
secuencias nucleotídicas hexaméricas:
- 1.
- para los ISS-PN, los hexámeros que tienen motivos "CpG" o, para los PN, los hexámeros que tienen motivos XpY, en donde X no puede ser C su Y es G, y viceversa; y
- 2.
- las sustituciones de nucleótidos por inosina y/o uracilo en las secuencias hexaméricas anteriores, para su uso como ISS-ODN de ARN.
Por ejemplo, los ISS-PN de ADN
útiles en la invención incluyen aquéllos que tienen las siguientes
secuencias de nucleótidos hexaméricas:
- AACGTT, AGCGTC, GACGTT, GGCGTT, AACGTC,
- GACGTC, GGCGTC, AACGCC, AGCGCC, GACGCC, GGCGCC,
- AGCGCT, GACGCT, GGCGCT, TTCGAA.
Los ISS-PN basados en ARN útiles
en la invención incluyen aquéllos que tienen las siguientes
secuencias de nucleótidos hexaméricas:
- AACGUU, AACGpI, AACGpC, AGCGUC, AGCGpI, AGCGpC,
- GACGCU, GACGCpI, GACGCpC, GACGUU, GACGpI, GACGpC,
- GACGUC, GACGpI, GACGpC, y poli(I\cdotC).
El ISS-PN podría incluir o no
regiones palindrómicas. Si está presente, un palíndromo podría
extenderse sólo hasta un motivo CpG, si está presente, en la
secuencia hexamérica del núcleo, o podría abarcar más de la
secuencia hexamérica así como de las secuencias nucleotídicas
flanqueadoras.
Además, las modificaciones del grupo fosfato del
esqueleto (por ejemplo, enlaces entre nucleótidos con
metilfosfonato, fosforotioato, fosforoamidato y fosforoditioato)
pueden conferir actividad antimicrobiana al ISS-PN y
mejorar su estabilidad in vivo, haciéndolos especialmente
útiles en aplicacions terapéuticas. Una modificación del grupo
fosfato particularmente útil es la conversión a las formas
fosforotioato o fosforoditioato del ISS-PN. Además
de sus propiedades potencialmente antimicrobianas, los
fosforotioatos y fosforoditioatos son más resistentes a la
degradación in vivo que sus contrapartidas oligonucleotídicas
no modificadas, haciendo los ISS-PN/IMM de la
invención más disponibles para el huésped.
La base oligonucleotídica del conjugado
ISS-PN/IMM está conjugada con un IMM, el cual
incluye un antígeno y podría contener además un agente
inmunomodulador. Un "antígeno" es una sustancia que es
reconocida y unida específicamente por un anticuerpo o un receptor
de antígeno de la célula T. Los antígenos incluyen péptidos,
proteínas, glicoproteínas y polisacáridos, incluyendo porciones de
los mismos y combinaciones de los mismos. Los antígenos pueden ser
los hallados en la naturaleza o pueden ser sintéticos.
El término "inmunomodulador" tal como se usa
en ésta incluye los efectos inmunoestimulantes así como los
inmunosupresores. Los efectos inmunoestimulantes incluyen, pero no
se limitan a, aquéllos que directa o indirectamente mejoran las
respuestas inmune celular o humoral. Los ejemplos de efectos
inmunoestimulantes incluyen, pero no se limitan a, producción
incrementada de anticuerpo específico contra el antígeno; activación
o proliferación de una población de linfocitos, tal como las células
NK, los linfocitos T CD4+, los linfocitos T CD80, los macrófagos, y
similares; así como una síntesis incrementada de citoquinas
inmunoestimulantes asociadas con Th1, incluyendo, pero no
limitándose a, IL-6, IL-12,
IL-18, IFN-\alpha, \beta y
\gamma, TNF-\alpha, y similares. Los efectos
inmunosupresores incluyen aquéllos que directa o indirectamente
disminuyen las respuestas inmunes celulares o humorales.
Los ejemplos de efectos inmunosupresores
incluyen, pero no se limitan a, una reducción en la producción de
anticuerpos específicos contra el antígeno, tal como la producción
reducida de IgE; la activación de linfocitos u otras poblaciones
celulares que tienen actividades inmunosupresoras, tales como las
que resultan en tolerancia inmune; y la síntesis incrementada de
citoquinas que tienen efectos supresores sobre ciertas funciones
celulares. Un ejemplo de esto es el IFN-\gamma, el
cual puede bloquear el cambio de clase inducido por la
IL-4 hacia IgE e IgG1, reduciendo por tanto los
niveles de estas subclases de anticuerpos.
Por tanto, un "agente inmunomodulador"
apropiado para su uso como pareja del conjugado para
ISS-PN/IMM puede ser un péptido, tal como un
antígeno o citoquina. Cuando la pareja del conjugado
ISS-PN/IMM es un péptido, los péptidos apropiados
incluyen los péptidos nativos purificados, los péptidos sintéticos,
las proteínas recombinantes, los extractos de proteína crudos, los
virus atenuados o desactivados, las células, los microorganismos, o
los fragmentos de tales péptidos.
Los antígenos proteicos que pueden servir como
IMM pareja del conjugado proceden de una amplia variedad de fuentes,
incluyendo los alérgenos tales como los pólenes de plantas, las
proteínas de ácaros en el polvo, las escamas de animales, la saliva,
las esporas de hongos, así como los microorganismos infecciosos. Los
ejemplos de estos últimos incluyen los virus atenuados o
desactivados, tales como el HIV-1,
HIV-2, el de la hepatitis, el herpes simplex, el
rotavirus, el virus de la polio, el virus del sarampión, el virus
del papiloma humano y bovino, y los virus cerebrales lentos. Para la
inmunización contra la formación de tumores, el conjugado puede
incluir células tumorales (vivas o irradiadas), extractos de células
tumorales, o subunidades de proteínas de antígenos tumorales. Las
vacunas para la anticoncepción inmunobasada pueden formarse
incluyendo proteínas del esperma como la porción peptídica del
conjugado.
Entre las citoquinas apropiadas para su uso como
componentes del IMM pareja del conjugado, están las interleukinas
(IL-1, IL-2, IL-3,
etc.), los interferones (por ejemplo, IFN-\alpha,
IFN-\beta, IFN-\gamma), la
eritropoyetina, los factores estimuladores de colonias (por ejemplo,
G-CSF, M-CSF,
GM-CSF) y el TNF-\alpha.
Los IMM parejas del conjugado pueden incluir
también secuencias de aminoácidos que median la unión de proteínas a
un receptor específico, o que median el apuntamiento contra un tipo
celular o tejido específico. Los ejemplos incluyen, pero no se
limitan a, anticuerpos o fragmentos de anticuerpos; hormonas
peptídicas, tales como la hormona del crecimiento humana; y enzimas.
Las moléculas co-estimuladoras, tales como la B7
(CD80), las proteínas trans-activadoras, tales como
los factores de transcripción, las quimioquinas tales la proteína
quimiotáctica del macrófago (MCP), y otros péptidos quimioatractores
o quimiotácticos, son también parejas del conjugado útiles basadas
en péptidos.
Más específicamente, los antígenos apropiados
para su uso como pareja del conjugado ISS-PN/IMM
incluyen cualquier molécula capaz de conjugarse con un
oligonucleótido y elicitar una respuesta de células B o células T
específica para el antígeno. Preferiblemente, los antígenos elicitan
una respuesta específica para el antígeno. Una amplia variedad de
moléculas son antígenos. Estas incluyen, pero no se limitan a,
azúcares, lípidos, autacoides y hormonas, así como macromoléculas
tales como los carbohidratos complejos y los fosfolípidos. La
moléculas pequeñas podrían necesitar haptenización con objeto de
hacerlas antigénicas.
Preferiblemente, los antígenos son péptidos,
polisacáridos (tales como los polisacáridos capsulares usados en las
vacunas de Haemophilus influenza), gangliósidos y
glicoproteínas. El antígeno podría ser un antígeno intacto o
un(os) epítopo(s) para célula T del antígeno. Estos
pueden obtenerse a través de diversos procedimientos conocidos en la
técnica, incluyendo el aislamiento y la síntesis usando
procedimientos químicos y enzimáticos. En ciertos casos, tales como
para muchos esteroles, ácidos grasos y fosfolípidos, las porciones
antigénicas están disponibles comercialmente.
Se conocen, y están disponibles, muchos péptidos
y proteínas antigénicas en la técnica; otros pueden identificarse
usando técnicas convencionales. Los ejemplos de antígenos conocidos
incluyen, pero no se limitan a:
- a.
- Alérgenos tales como los principales alérgenos de ácaros en el polvo Der pI y Der pII (ver, Chua, et al., J. Exp. Med. 167:175-182 (1988); y, Chua, et al., Int. Arch. Allergy Appl. Immunol. 91:124-129 (1990), los péptidos del epítopo para células T del alérgeno Der pII (ver, Joost van Neerven, et al., J. Immunol. 151:2326-2335 (1993), el altamente abundante Antígeno E (Amb aI) del alérgeno del polen de ambrosía (ver, Rafnar, et al., J. Biol. Chem. 266:1229-1236 (1991), el alérgeno de la fosfolipasa A_{2} (veneno de abeja) y los epítopos para células T en el mismo (ver, Dhillon, et al., J. Allergy Clin. Immunol. 90:42-51 (1992), el polen del abedul blanco (Betvl) (ver, Breiteneder, et al., EMBO 8:1935-1938 (1989), el alérgeno principal Fel dI del gato doméstico (ver, Rogers, et al., Mol. Immunol. 30:559-568 (1993), el polen de árbol (ver, Elsayed et al., Scand. J. Clin. Lab. Invest. Suppl. 204:17-31 (1991) y el polen de la hierba (ver, Malley, J. Reprod. Immunol. 16:173-86 (1989)).
- b.
- Microorganismos vivos, atenuados o desactivados, tales como el virus de la polio (Jiang et al., J. Biol. Stand. 14:103-9 (1986)), cepas atenuadas del virus de la hepatitis A (Bradley et al., J. Med. Virol. 14:373-86 (1984)), virus del sarampión atenuados (James et al., N. Engl. J. Med. 332:1262-6 (1995)) y epítopos del virus de pertusis (por ejemplos, ACEL-IM-UNE® DTP acelular, Wyeth-Lederle Vaccines and Pediatrics).
- c.
- Antígenos anticonceptivos tales como la proteína del esperma humano (Lea et al., Biochim. Biophys. Acta 1307:263 (1996)).
Los datos de secuencias publicadas y los
procedimientos para aislar y sintetizar los antígenos descritos en
estos artículos ilustran el conocimiento en la técnica en relación a
fuentes de antígenos útiles. Aquéllos con formación ordinaria en la
técnica estarán familiarizados con, o pueden discernir fácilmente,
la identidad de otros antígenos útiles para su uso como parejas del
conjugado ISS-PN/IMM.
Los péptidos inmunoestimulantes particularmente
útiles para su inclusión en el IMM son aquéllos que estimulan las
respuestas inmunes de Th1, tales como la IL-12
(Bliss et al., J. Immunol. 156:887-894
(1996)), IL-18, INF-\alpha,
\beta y \gamma, o TGF-\alpha. La conjugación
de adyuvantes (tales como la hemocianina de la lapa de ojo de
cerradura, KLH) al conjugado ISS-PN/IMM puede
mejorar aún más la actividad de los conjugados
ISS-PN/IMM de la invención.
Otros adyuvantes útiles incluyen la toxina del
cólera, el procoleragenoide, la subunidad B de la toxina del cólera,
y los polisacáridos de hongos, incluyendo, pero no limitándose a, el
schizophyllan, el dipéptido muramil, los derivados del
dipéptido muramil, los ésteres de forbol, las microesferas, los
lisados bacterianos que no son de Helicobacter pylori, la
toxina lábil de Escherichia coli, los polímeros de bloque,
las saponinas, y los ISCOM. Para adyuvantes adicionales, aquéllos
con formación ordinaria en la técnica podrían dirigirse a, por
ejemplo, Azuma, I., "Synthetic Immunoadjuvants: Application to
Non-Specific Host Stimulation and Potentiation of
Vaccine Immunogenicity", Vaccine 10:1000 (1992); Pockley,
A.G. y Montgomery, P.C., "In vivo Adjuvant Effect of
Interleukins 5 and 6 on Rat Tear IgA Antibody Responses",
Immunology 73:19-23 (1991); Adam, A. y
Lederer, E., "Muramyl peptides as Immunomodulators" ISI
ATLAS OF SCIENCE 205 (1988); Clements, J.D., et al.,
"Adjuvant Activity of Escherichia coli
Heat-labile Enterotoxin and Effect on the Induction
of Oral Tolerance in Mice to Unrelated Protein Antigens",
Vaccine 6:269 (1988); Ben Ahmeida, E.T.S., et al.,
"Immunopotentiation of Local and Systemic Humoral Immune Responses
by ISCOMs, Liposomes and FCA: Role in Protection Against Influenza A
in Mice", Vaccine 11:1302 (1993); y Gupta, R.K. et
al. "Adjuvants-A Balance Between Toxicity and
Adjuvanticity" Vaccine 11:290-308
(1993).
Aquéllos con formación ordinaria en la técnica
apreciarán que los componentes que no son antígeno del IMM descritos
más arriba, también pueden administrarse en forma no conjugada con
un conjugado ISS-PN/IMM (solamente antígeno). Por
tanto, la co-administración de tales componentes
también está abarcada por la invención.
El ISS-PN puede sintetizarse
usando técnicas y equipamiento para la síntesis de ácidos nucleicos,
los cuales son bien conocidos en la técnica. Para referencia en
relación a esto, consultar, por ejemplo, Ausubel, et al.,
Current Protocols in Molecular Biology, capítulos 2 y 4 (Wiley
Interscience, 1989); Maniatis, et al., Molecular Cloning: A
Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Lab., Nueva York, 1982); las
patentes estadounidenses nº 4.458.066 y 4.650.675. Cuando se
ensamblan enzimáticamente, las unidades individuales pueden ligarse
con una ligasa, tal como la ligasa del ADN o ADN de T4, como se
describe en, por ejemplo, la patente estadounidense nº 5.124.246. La
degradación del oligonucleótido podría conseguirse a través de la
exposición de un oligonucleótido a una nucleasa, como se ilustra en
la patente estadounidense nº 4.650.675. Estas referencias se
incorporan en ésta por referencia con el único propósito de
demostrar el conocimiento en la técnica concerniente a la producción
de polinucleótidos sintéticos. Puesto que el ISS-PN
no es codificante, no hay preocupación por mantener una pauta de
lectura abierta durante la síntesis.
Alternativamente, el ISS-PN
podría aislarse a partir de especies microbianas (especialmente
micobacterias) usando técnicas bien conocidas en la técnica, tales
como la hibridación de ácidos nucleicos. Preferiblemente, tales
ISS-PN aislados se purificarán hasta un estado
sustancialmente puro; es decir, que estén libres de contaminantes
endógenos, tales como lipopolisacáridos. Los ISS-PN
aislados como parte de un polinucleótido mayor pueden reducirse a la
longitud deseada mediante técnicas bien conocidas en la técnicas,
tales como mediante digestión con endonucleasas. Aquéllos con
formación ordinaria en la técnica estarán familiarizados con, o
pueden averiguar fácilmente, las técnicas apropiadas para el
aislamiento, purificación y digestión de polinucleótidos para
obtener ISS-ON con uso potencial en la
invención.
Los ISS-PN circulares pueden
aislarse, sintetizarse a través de procedimientos recombinantes, o
sintetizarse químicamente. Cuando el ISS-PN circular
se obtiene a través del aislamiento o a través de procedimientos
recombinantes, el ISS-PN preferiblemente será un
plásmido. La síntesis química de oligonucleótidos circulares menores
puede realizarse usando procedimientos de la literatura (Gao et
al., Nucleic Acids Res. 23:2025-2029
(1995); Wang et al., Nucleic Acids Res.
22:2326-2333 (1994)).
El ISS-PN también puede contener
oligonucleótidos modificados. Estos oligonucleótidos modificados
pueden sintetizarse usando transformaciones químicas estándares. La
construcción eficiente, basada en soporte sólido, de metilfosfonatos
ha sido descrita. Agrawal et al., Tet. Lett.
28:3539-3542 (19). La síntesis de otros
oligonucleótidos modificados basados en el fósforo, tales como los
fosfotriésteres (Miller et al., JACS
93:6657-6665), fosforamidatos (Jager et al.,
Biochemistry 27:7247-7246), y
fosforoditioatos (Patente estadounidense nº 5.453.496) también ha
sido descrita. También pueden usarse otros oligonucleótidos
modificados no basados en fósforo (Stirchak et al.,
Nucleic Acids Res. 17:6129-6141).
La preparación de nucleósidos modificados en la
base, y la síntesis de oligonucleótidos modificados usando dichos
nucleósidos modificados en la base como precursores, ha sido
descrita, por ejemplo, en la patente estadounidense nº 4.910.300,
4.948.882 y 5.093.232. Estos nucleósidos modificados en la base se
han diseñado de forma que pueden ser incorporados mediante síntesis
química en posiciones terminales o internas de un oligonucleótido.
Tales nucleósidos modificas en la base, presentes en posiciones
terminales o internas de un oligonucleótido pueden servir como
sitios para la unión de un péptido u otro antígeno. Los nucleósidos
modificados en su grupo azúcar también han sido descritos (por
ejemplo, en las patentes estadounidenses nº 4.849.513, 5.015.733,
5.118.800, 5.118.802) y pueden usarse de forma similar.
Las técnicas para realizar modificaciones del
grupo fosfato a oligonucleótidos son conocidas en la técnica y no
requieren una explicación detallada. En una de tales técnicas, se
prepara un intermediario fosfatotriéster para el producto
oligonucleótido diana y se oxida al fosfatotriéster que ocurre de
forma natural con yodo acuoso o con otros agentes, tales como aminas
anhidras. Los fosforoamidatos de oligonucleótido resultantes pueden
tratarse con sulfuro para rendir fosforotioatos. La misma técnica
general (exceptuando el paso de tratamiento con sulfuro) puede
aplicarse para rendir metilfosfoamiditos a partir de
metilfosfonatos. Para más detalles concernientes a las técnicas de
modificación de grupos fosfato, aquéllos con formación ordinaria en
la técnica podría desear consultar las patentes estadounidenses nº
4.425.732, 4.458.066, 5.218.103 y 5.453.496, así como el
Tetrahedron Lett. en 21:4149 (1995), 7:5575 (1986), 25:1437
(1984) y el Journal Am. Chem. Soc. 93:6657 (1987), los
descubrimientos de los cuales ilustran el nivel de conocimiento
estándar en la técnica concerniente a la preparación de estos
compuestos.
El componente ISS-PN podría
unirse a la porción IMM del conjugado en una variedad de formas. El
enlace puede hacerse en el extremo 3' o 5' del
ISS-PN, o en una base convenientemente modificada en
una posición interna del PN. Si el péptido contiene un grupo
reactivo apropiado (por ejemplo, un éster de
N-hidroxisuccinimido), éste puede hacerse reaccionar
directamente con el grupo amino N^{4} de los residuos de citosina.
Dependiendo del número y ubicación de los residuos cisteína del
ISS-PN, podría conseguirse el marcaje específico de
uno o más residuos.
Alternativamente, los oligonucleósidos
modificados, tal como se conocen en la técnica, pueden incorporarse
en cualquier extremo, o en una posición interna del
ISS-PN. Estos pueden contener grupos funcionales
bloqueados, los cuales, cuando se desbloquean, son reactivos con una
variedad de grupos funcionales, los cuales están presentes sobre, o
unidos a, un péptido de interés.
La porción IMM del conjugado puede unirse al
extremo 3' del ISS-PN a través de la química de
soporte sólido. Por ejemplo, la porción ISS-PN puede
añadirse a una porción polipeptídica que se ha sintetizado
previamente sobre un soporte (Haralambidis et al., Nucleic
Acids Res. 18:493-99 (1990); Haralambidis et
al., Nucleic Acids Res. 18:501-505
(1990)). Alternativamente, el PN puede sintetizarse de tal forma que
esté conectado a un soporte sólido a través de un eslabón cortable
que se extiende desde el extremo 3'. A partir del corte químico del
ISS-PN del soporte, se deja un grupo tiol terminal
en el extremo 3' del ISS-PN (Zuckermann et
al., Nucleic Acids Res. 15:5305-5321
(1987); Corey et al., Science
238:1401-1403 (1987)), o se deja un grupo amina
terminal en el extremo 3' del PN (Nelson et al., Nucleic
Acids Res. 17:1781-1794 (1989)). La conjugación
del PN amino-modificado con los grupos amino del
péptido puede realizarse tal como se describe en Benoit et
al., Neuromethods 6:43-72 (1987). La
conjugación del ISS-PN
tiol-modificado con los grupos carboxilo del péptido
puede realizarse tal como se describe en Sinah et al.,
Oligonucleotide Analogues: A Practical Approach (1991) IRL
Press.
La porción IMM del conjugado puede unirse al
extremo 5' del ISS-PN a través de una amina, un
tiol, o un grupo carboxilo que ha sido incorporado en el
ISS-PN durante su síntesis. Preferiblemente,
mientras el ISS-PN está fijado sobre el soporte
sólido, un grupo de enlace que comprende una amina, tiol o carboxilo
protegido en un extremo, y un fosforamidito en el otro, se une
covalentemente al 5'-hidroxilo (Agrawal et
al., Nucleic Acids Res. 14:6227-6245
(1986); Connolly, Nucleic Acids Res.
13:4485-4502 (1985); Coull et al.,
Tetrahedron Lett. 27:3991-3994 (1986);
Kremsky et al., Nucleic Acids Res
15:2891-2909 (1987); Connolly, Nucleic Acids
Res. 15:3131-3139 (1987); Bischoff et
al., Anal. Biochem. 164:336-344 (1987);
Blanks et al., Nucleic. Acids Res.
16:10283-10299 (1988); patentes estadounidenses nº
4.849.513, 5.015.733, 5.118.800, y 5.118.802). A continuación de la
desprotección, las funcionalidades amina, tiol y carboxilo latentes
pueden usarse para unir covalentemente el PN a un péptido (Benoit
et al., Neuromethods 6:43-72 (1987);
Sinah et al., Oligonucleotide Analogues: A Practical Approach
(1991) IRL Press.
Una porción peptídica puede unirse a una citosina
o uracilo modificados en cualquier posición en el
ISS-PN. La incorporación de un "brazo de
enlace" que posee una funcionalidad reactiva latente, tal como un
grupo amina o carboxilo, en el C-5 de la base
modificada proporciona un asa para la unión del péptido (Ruth, 4th
Annual Congress for Recombinant DNA Research, p. 123).
La unión del ISS-PN a un péptido
puede formarse también a través de una interacción no covalente de
elevada afinidad, tal como un complejo
biotina-estreptoavidina. Por ejemplo, puede unirse
un grupo biotinilo a una base modificada de un oligonucleótido
(Roget et al., Nucleic Acids Res.
17:7643-7651 (1989)). La incorporación de un grupo
estreptoavidina en la porción peptídica permite la formación un
complejo unido no covalentemente del péptido conjugado con la
estreptoavidina y el PN biotinilado.
La unión del ISS-PN a un lípido
puede formarse usando procedimientos estándares. Estos
procedimientos incluyen, pero no se limitan a, la síntesis de
conjugados oligonucleótido-fosfolípido (Yanagawa
et al., Nucleic Acids Symp. Ser.
19:189-192 (1988)), de conjugados
oligonucleótido-ácido graso (Grabarek et al., Anal.
Biochem. 185:131-135 (1990); Staros et
al., Anal. Biochem. 156:220-222 (1986)),
y de conjugados oligonucleótido-esterol (Boujrad
et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA
(1993)90:5728-5731 (1993)).
La unión del ISS-PN a un
oligosacárido puede formarse usando procedimientos estándares
conocidos. Estos procedimientos incluyen, pero no se limitan a, la
síntesis de conjugados
oligonucleótidos-oligosacáridos, en donde el
oligosacárido es una porción de una inmunoglobulina (O'Shannessy
et al., J. Applied Biochem.
7:347-355
(1985)).
(1985)).
Los adyuvantes y citoquinas también podrían
unirse genética o químicamente a los conjugados
ISS-ODN. Los ejemplos de este tipo de péptido de
fusión son conocidos por los especialistas en la técnica y pueden
hallarse también en Czerkinsky et al., Infect. Immun.
57:1072-77 (1989); Nashar et al.,
Vaccine 11:235-40 (1993); y Dertzbaugh y
Elson, Infect. Immun. 61:48-55 (1993).
La unión de un ISS-PN circular a
un IMM puede formarse de varias formas. Cuando el PN circular se
sintetiza usando procedimientos recombinantes o químicos, puede
incorporarse un nucleósido modificado (Ruth, en Oligonucleotides and
Analogues: A Practical Approach (1991) IRL Press). A continuación
puede usarse la tecnología de enlace estándar para conectar el
ISS-PN circular al antígeno o péptido
inmunoestimulante (Goodchild, Bioconjugate Chem. 1:165
(1990)). Cuando el ISS-PN se aisla, o sintetiza
usando procedimientos recombinantes o químicos, el enlace podría
formarse activando químicamente, o fotoactivando, un grupo reactivo
(por ejemplo, un carbeno, un radical) que se ha incorporado en el
antígeno o péptido inmunoestimulante.
Pueden hallarse procedimientos adicionales para
la unión de péptidos y otras moléculas a los ISS-PN
en C. Kessler: Nonradioactive labeling methods for nucleic
acids en L.J. Kricka (ed.) "Nonisotopic DNA Probe
Techniques," Academic Press, 1992, y en Geoghegan y Stroh,
Bioconjug. Chem. 3:138-146 (1992).
Los ISS-PN/IMM de la invención se
administran a un huésped usando cualquier procedimiento disponible y
ruta apropiada para suministrar el fármaco, incluyendo los
procedimientos ex vivo (por ejemplo, administración de
células incubadas o transfectadas con un
ISS-PN/IMM), así como las rutas sistémicas o
localizadas. No obstante, aquéllos con formación ordinaria en la
técnica apreciarán que, en la mayoría de las circunstancias, se
preferirán los procedimientos y rutas localizadas que dirigen el
ISS-PN/IMM hacia el tejido sensible al antígeno,
respecto a las rutas sistémicas de administración, tanto por la
inmediatez del efecto terapéutico como por evitar la degradación
in vivo.
El punto de entrada en un huésped para muchos
antígenos exógenos es a través de la piel o mucosa. Por tanto, los
procedimientos y rutas de administración que apuntan a la piel (por
ejemplo, para condiciones cutáneas o subcutáneas) o mucosa (por
ejemplo, para condiciones respiratorias, oculares, linguales o
genitales) serán especialmente útiles. Aquéllos con formación
ordinaria en las técnicas clínicas estarán familiarizados con, o
pueden averiguar fácilmente, los medios para suministrar el fármaco
en la piel o mucosa. No obstante, para una revisión, más abajo se
discuten brevemente procedimientos y rutas ilustrativos de
administración de fármacos útiles en la invención.
Los medios de administración intranasal son
particularmente útiles para tratar la inflamación respiratoria
nasal, particularmente la inflamación mediada por antígenos
transmitidos desde las fosas nasales hacia la tráquea o bronquiolos.
Tales medios incluyen la inhalación de suspensiones en aerosol o la
insuflación de las composiciones de polinucleótido de la invención.
Los dispositivos nebulizadores apropiados para suministrar las
composiciones de polinucleótido a la mucosa nasal, traqueal y
bronquiolos son bien conocidos en la técnica, y, por tanto, no serán
discutidos aquí con detalle. Para una revisión general en relación a
la administración intranasal de fármacos, aquéllos con formación
ordinaria en la técnica podrían desear consultar Chien, Novel Drug
Delivery Systems, capítulo 5 (Marcel Dekker,
1992).
1992).
Las rutas de administración dérmicas, así como
las inyecciones subcutáneas, son útiles para tratar las reacciones
alérgicas y las inflamaciones de la piel. Los ejemplos de medios
para administrar fármacos a la piel son la aplicación tópica de una
preparación farmacéutica apropiada, la transmisión transdérmica, la
inyección, y la administración epidérmica.
Para las transmisión transdérmica, son
procedimientos apropiados los promotores de absorción o la
iontoforesis. Para una revisión en relación a tales procedimientos,
aquéllos con formación ordinaria en la técnica podrían desear
consultar Chien, ver más arriba, en el capítulo 7. La transmisión
iontoforética podría conseguirse usando "parches"
comercialmente disponibles, los cuales suministran su producto
continuamente, mediante pulsos eléctricos, a través de la piel
intacta durante períodos de varios días o más. El uso de este
procedimiento permite la transmisión controlada de composiciones
farmacéuticas en concentraciones relativamente elevadas, permite la
infusión de drogas de combinación, y permite el uso simultáneo de un
promotor de la absorción.
Un producto de parche de ejemplo para su uso en
este procedimiento es el producto con nombre comercial LECTRO PATCH
de General Medical Company de Los Angeles, CA. Este producto,
electrónicamente mantiene los electrodos del depósito a pH neutro, y
puede adaptarse para proporcionar dosis de diferentes
concentraciones, para dosificar continuamente y/o para dosificar
periódicamente. La preparación y uso del parche debería realizarse
de acuerdo con las instrucciones impresas del fabricante que
acompañan el producto LECTRO PATCH.
La administración epidérmica esencialmente
implica irritar mecánica o químicamente la capa más externa de la
epidermis de forma suficiente como para provocar una respuesta
inmune contra el irritante. Un dispositivo de ejemplo para su uso en
la administración epidérmica emplea una multiplicidad de tynes
cortos, de diámetro muy pequeño, los cuales pueden usarse para
introducir el ISS-PN/IMM que recubre los tynes al
arañar la piel. El dispositivo incluido en el viejo ensayo de
tuberculina MONO-VAC fabricado por Pasteur Merieux
de Lyon, Francia, es apropiado para su uso en la administración
epidérmica de ISS-PN/IMM. El uso del dispositivo es
de acuerdo con las instrucciones escritas del fabricante incluidas
con el dispositivo; estas instrucciones referidas al uso y
administración ilustran el uso convencional del dispositivo. Los
dispositivos similares que también podrían usarse en esta
realización son aquéllos que se usan actualmente para realizar
ensayos de alergia.
La administración oftálmica (por ejemplo, para el
tratamiento de la conjuntivitis alérgica) implica la aplicación
invasora o tópica de una preparación farmacéutica al ojo. Las gotas
para ojos, las cremas tópicas, y los líquidos inyectables son todos
ellos ejemplos de formas apropiadas para administrar fármacos al
ojo.
La administración sistémica implica la
administración tópica invasora o sistémicamente absorbida de
preparaciones farmacéuticas. Las aplicaciones tópicas, así como las
inyecciones intravenosas e intramusculares son ejemplos de medios
comunes para la administración sistémica de fármacos.
Una ventaja particular de los
ISS-PN/IMM de la invención es su capacidad para
ejercer su actividad inmunomoduladora incluso en dosis relativamente
minúsculas. Aunque la dosificación usada variará dependiendo de los
objetivos clínicos a conseguirse, un rango de dosis apropiado es uno
que proporciona hasta aproximadamente 1-1000 \mug
de ISS-PN/IMM/ml de portador en una única dosis.
Alternativamente, puede considerarse que una dosis diana de
ISS-PN/IMM es aproximadamente 1-10
\muM en una muestra de sangre del huésped extraída durante las
primeras 24-48 horas posteriores a la administración
del ISS-PN/IMM. En base a estudios actuales, se cree
que los ISS-PN/IMM tienen poca o ninguna toxicidad a
estos niveles de dosificación.
En relación a esto, debería destacarse que la
actividad antiinflamatoria e inmunoterapéutica del
ISS-PN/IMM de la invención es esencialmente
dependiente de la dosis. Por tanto, para incrementar la potencia del
ISS-PN/IMM en una magnitud de dos, cada dosis única
debe doblarse en su concentración. Clínicamente, podría ser
aconsejable administrar el ISS-PN/IMM en una dosis
baja (por ejemplo, de aproximadamente 1 \mug/ml a aproximadamente
50 \mug/ml), incrementar a continuación la dosis según se necesite
para conseguir el objetivo terapéutico deseado.
A la luz de las enseñanzas proporcionadas por
este descubrimiento, aquéllos con formación ordinaria en las
técnicas clínicas estarán familiarizados con, o pueden averiguar
fácilmente, los parámetros apropiados para la administración de los
ISS-PN/IMM acordes con la invención.
Los ISS-PN/IMM se prepararán en
una composición farmacéuticamente aceptable para su administración a
un huésped. Los portadores farmacéuticamente aceptables preferidos
para su uso con el ISS-PN/IMM de la invención
podrían incluir las soluciones estériles acuosas o no acuosas, las
suspensiones y las emulsiones. Los ejemplos de solventes no acuosos
son el propilenglicol, el polietilenglicol, los aceites vegetales
tales como el aceite de oliva, y los ésteres orgánicos inyectables
tales como el etiloleato. Los portadores acuosos incluyen el agua,
las soluciones alcohólicas/acuosas, las emulsiones o suspensiones,
incluyendo la solución salina y el medio tamponado. Los vehículos
parenterales incluyen los regeneradores de fluidos y nutrientes, los
regeneradores de electrólitos (tales como los basados en la dextrosa
de Ringer), y similares. También podrían estar presentes los
conservantes y otros aditivos tales como, por ejemplo, los
antimicrobianos, los antioxidantes, los agentes quelantes, y los
gases inertes y similares. Una composición de
ISS-PN/IMM también podría liofilizarse usando medios
bien conocidos en la técnica, para su subsiguiente reconstitución y
uso de acuerdo con la invención.
Los promotores de absorción, los detergentes y
los agentes químicos irritantes (por ejemplo, los agentes
queratinolíticos) pueden mejorar la transmisión de una composición
de ISS-PN/IMM hacia un tejido diana. Para referencia
concerniente a los principios generales relativos a la absorción de
promotores y detergentes que se han usando exitosamente en la
administración mucosal de fármacos orgánicos y basados en péptidos,
consultar Chien, Novel Drug Delivery Systems, Ch. 4 (Marcel Dekker,
1992).
En particular, los ejemplos de promotores de la
absorción nasal apropiados se detallan en Chien, ver más arriba, en
el capítulo 5, tablas 2 y 3; son preferibles los agentes más suaves.
Los agentes apropiados para su uso en el procedimiento de esta
invención para administración mucosal/nasal se describen también en
Chang, et al., Nasal Drug Delivery, "Treatise on
Controlled Drug Delivery", capítulo 9 y tabla
3-4B del mismo, (Marcel Dekker, 1992). En Sloan,
Use of Solubility Parameters from Regular Solution Theory to
Describe Partitioning-Driven Processes, Capítulo
5, "Prodrugs: Topical and Ocular Drug Delivery" (Marcel Dekker,
1992), y en diferentes lugares del texto, se describen agentes
apropiados, los cuales se sabe potencian la absorción de fármacos a
través de la piel. Todas estas referencias se incorporan en ésta con
el único propósito de ilustrar el nivel de conocimiento y
capacitación en la técnica concerniente a las técnicas de
administración de fármacos.
Un sistema de dispersión coloidal podría usarse
para la administración dirigida del ISS-PN/IMM al
tejido específico. Los sistemas de dispersión coloidal incluyen los
complejos de macromoléculas, las nanocápsulas, las microesferas, las
cuentas, y los sistemas basados en lípidos, incluyendo las
emulsiones de aceite en agua, micelas, micelas mezcladas, y
liposomas. El sistema coloidal preferido de esta invención es un
liposoma.
Los liposomas son vesículas de membrana
artificiales que son útiles como vehículos de suministro in
vitro e in vivo. Se ha mostrado que las vesículas
unilamelares grandes (LUV), que oscilan en tamaño desde
0,2-4,0 \mum pueden encapsular un porcentaje
sustancial de un tampón acuoso que contenga macromoléculas grandes.
El ARN, ADN y los viriones intactos pueden encapsularse dentro del
interior acuoso y administrarse a células en una forma
biológicamente activa (Fraley, et al., Trends Biochem.
Sci., 6:77 (1981)). Además de a las células de mamífero, los
liposomas se han usado para la administración de polinucleótidos en
plantas, levaduras, y células bacterianas. Para que un liposoma sea
un vehículo de transferencia de genes eficiente, debe debería tener
presentes las siguientes características: (1) encapsulación de los
genes que codifican los polinucleótidos antisentido con elevada
eficiencia, a la vez que no se compromete su actividad biológica;
(2) unión preferencial y sustancial a una célula diana en
comparación con células que no son diana; (3) suministro del
contenido acuoso de la vesícula al citoplasma de la célula diana con
elevada eficiencia; y (4) expresión precisa y efectiva de la
información genética (Mannino, et al., Biotechniques,
6:682 (1988)).
La composición del liposoma es usualmente una
combinación de fosfolípidos, particularmente de fosfolípidos con
elevada temperatura de transición de fase, usualmente en combinación
con esteroides, especialmente colesterol. También podría usarse
otros fosfolípidos u otros lípidos. Las características físicas de
los liposomas dependen del pH, fuerza iónica, y de la presencia de
cationes divalentes.
Los ejemplos de lípidos útiles en la producción
de liposomas incluyen los compuestos fosfatidilio, tales como el
fosfatidilglicerol, la fosfatidilcolina, la fosfatidilserina, la
fosfatidiletanolamina, los esfingolípidos, los cerebrósidos, y los
gangliósidos. Son particularmente útiles los
diacilfosfatidilgliceroles, en donde la porción lipídica contiene de
14-18 átomos de carbono, particularmente de
16-18 átomos de carbono, y está saturada. Los
fosfolípidos ilustrativos incluyen la fosfatidilcolina de huevo, la
dipalmitoilfosfatidilcolina, y la diestearoilfosfatidilcolina.
El apuntamiento de liposomas puede clasificarse
en base a sus factores anatómicos y mecánicos. La clasificación
anatómica se basa en el nivel de selectividad, por ejemplo,
específico para un órgano, específico para una célula, y específico
para un orgánulo. La apuntamiento mecánico puede distinguirse en
base a si es pasivo o activo. El apuntamiento pasivo utiliza la
tendencia natural de los liposomas para distribuirse a células del
sistema reticulo-endotelial (RES) en órganos que
contienen capilares sinusoidales. El apuntamiento activo, por otra
parte, implica la alteración del liposoma acoplando el liposoma a un
ligando específico, tal como un anticuerpo monoclonal, un azúcar, un
glicolípido, o proteína, o cambiando la composición o tamaño del
liposoma con objeto de conseguir apuntar a órganos y tipos celulares
distintos de los sitios de localización que ocurren de forma
natural.
La superficie del sistema de suministro apuntado
podría modificarse de diferentes formas. En el caso de un sistema de
suministro liposómico apuntado, pueden incorporarse grupos lipídicos
en la bicapa lipídica del liposoma con objeto de mantener el
apuntamiento del ligando en asociación estable con la bicapa
liposómica. Pueden usarse varios grupos de enlace bien conocidos
para unir las cadenas lipídicas al ligando apuntador (ver, por
ejemplo, Yanagawa, et al., Nuc. Acids Symp. Ser.,
19:189 (1988); Grabarek, et al., Anal. Biochem.,
185:131 (1990); Staros, et al., Anal. Biochem.,
156:220 (1986) y Boujrad, et al., Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, 90:5728 (1993), los descubrimientos de los cuales se
incorporan en ésta por referencia solamente para ilustrar el nivel
estándar de conocimiento en la técnica concerniente a la conjugación
de PN a lípidos). El suministro apuntado de
ISS-PN/IMM puede conseguirse también mediante
conjugación del ISS-PN/IMM a la superficie de
vectores de expresión recombinante virales y no virales, a un
antígeno u otro ligando, a un anticuerpo monoclonal o a cualquier
molécula que tenga la especificidad de unión deseada.
La co-administración de un
fármaco peptídico con un ISS-PN/IMM acorde con la
invención podría conseguirse también mediante la incorporación del
ISS-PN/IMM en cis o en trans en un vector de
expresión recombinante (plásmido, cósmido, virus o retrovirus), el
cual codifica cualquier proteína terapéuticamente beneficiosa
suministrable mediante un vector de expresión recombinante. Si se
desea la incorporación de un ISS-PN/IMM en un vector
de expresión para su uso en la práctica de la invención, tal
incorporación podría conseguirse usando técnicas convencionales, la
cuales no requieren una explicación detallada para alguien con
formación ordinaria en la técnica. No obstante, para revisión,
aquéllos con formación ordinaria podría desear consultar Ausubel,
Current Protocols in Molecular Biology, ver más arriba.
La confirmación de que un compuesto particular
tiene las propiedades de un ISS-PN/IMM útil en la
invención puede obtenerse evaluando si el ISS-PN/IMM
afecta la secreción de citoquinas y la producción de anticuerpo del
isotipo IgG como se describe en la SECCIÓN A.I, más arriba. Los
detalles de las técnicas in vitro utiles para realizar tal
evaluación se proporcionan en los ejemplos; aquéllos con formación
ordinaria en la técnica también conocerán, o podrán averiguar
fácilmente, otros procedimientos para medir la secreción de
citoquinas y la producción de anticuerpos, a la vez que los
parámetros enseñados en ésta.
La invención también proporciona equipos, para su
uso en los procedimientos descritos más arriba. Tales equipos
podrían incluir cualquiera o la totalidad de los siguientes:
ISS-PN/IMM (conjugado o sin conjugar); un portador
farmacéuticamente aceptable (podría mezclarse previamente con el
ISS-PN/IMM) o una base de suspensión para
reconstituir el ISS-PN/IMM liofilizado; medicamentos
adicionales; un vial estéril para cada ISS-PN/IMM y
medicamento adicional, o un único vial para las mezclas de los
mismos; dispositivo(s) para su uso en el suministro de
ISS-PN/IMM a un huésped; reactivos de ensayo para
detectar indicios de que se han alcanzado, en los animales tratados,
los efectos antiinflamatorios y/o inmunoestimulantes buscados, y un
dispositivo de ensayo apropiado.
Los ejemplos que ilustran la práctica de la
invención se detallan más abajo. Los ejemplos sólo tienen propósito
de referencia, y no deberían considerarse como limitantes de la
invención, la cual se define mediante las reivindicaciones adjuntas.
Todas las abreviaturas y términos usados en los ejemplos tiene su
significado esperado y ordinario a menos que se especifique de otro
modo.
En los ratones, los anticuerpos IgG 2A son
marcadores serológicos de una respuesta inmune del tipo Th1,
mientras que los anticuerpos IgG 1 son indicativos de una respuesta
inmune del tipo Th2. Las respuestas Th2 incluyen la clase de
anticuerpos IgE asociada con alergia; los antígenos de proteínas
solubles tienden a estimular respuestas Th2 relativamente fuertes.
Por contra, las respuestas Th1 son inducidas por la unión del
antígeno a macrófagos y células dendríticas.
Para determinar qué respuesta, si alguna, se
produciría en ratones que recibieran ISS-PN/IMM de
acuerdo con la invención, se inmunizaron ocho grupos de ratones
Balb/c con 10 \mug de proteína
\beta-galactosidasa (conjugada con avidina; Sigma,
St. Louis, MO) para producir un fenotipo alérgico modelo. Tal como
se detalla en la tabla siguiente, algunos de los ratones recibieron
antígeno solo, algunos recibieron un conjugado
antígeno-ISS-PN o un conjugado
usando un PN mutante, no estimulador, como conjugado del antígeno, y
otros recibieron el antígeno en una mezcla no conjugada con un
ISS-PN. Los ratones ingenuos se muestran por
referencia:
Grupo de ratones | Tratamiento con ISS-PN/IMM |
1 | Ninguno (vacunados con antígeno de \beta-gal) |
2 | conjugado DY1018-\betaGal (ISS/PN-IMM) |
3 | conjugado DY1019-\betaGal (PN/IMM) |
4 | DY1018 mezclado con \betaGal (sin conjugar) |
5 | \betaGal en adyuvante (alum) |
6 | ADN de plásmido (ISS-ODN presente pero no expresable con antígeno) |
7 | ratones ingenuos (sin cebado con antígeno) |
DY1018 tiene la secuencia de nucleótidos:
- 5'-TGACTGTGAACGTTCGAGATGA-3'
con un esqueleto fosfotioato, y DY1019 tiene la
secuencia de nucleótidos:
- 5'-TGACTGTGAAGGTTGGAGATGA-3'
con un esqueleto fosfotioato.
A intervalos de 2 semanas, se midieron
cualesquiera IgG 2A e IgG 1 contra la
\beta-galactosidasa, presentes en el suero de cada
ratón, mediante ensayo inmunoabsorbente unido a enzima (usando
anticuerpos específicos para las subclases IgG 1 e IgG 2A) sobre
placas de microvaloración recubiertas con el enzima.
Tal como se muestra en la Figura 1, tan sólo los
ratones que recibieron el ISS-PN/IMM produjeron
títulos elevados de anticuerpos IgG 2A, los cuales incrementaron en
número a lo largo de un período de 8 semanas. Tal como se muestra en
la Figura 2, la inmunización de los ratones con el propio antígeno o
con el PN/IMM indujo la producción de títulos relativamente elevados
de anticuerpos IgG. Los datos mostrados en las figuras comprenden
los promedios de los valores obtenidos a partir de cada grupo de
ratones.
Para evaluar el efecto del tratamiento de un
huésped antes y después de un desafío con antígeno secundario, se
inmunizaron 3 grupos de ratones Balb/c con 10 \mug de antígeno E
(AgE) en alum para producir un fenotipo alérgico modelo y se
desafiaron de nuevo con el antígeno, ISS-PN/IMM o PN
mutante/IMM (no estimulador) a las 5 semanas después del cebado. Se
realizó un ELISA para los anticuerpos IgG1 e IgG2a, tal como se ha
descrito, 4 semanas después del cebado (una semana antes del desafío
con antígeno secundario) y de nuevo a las 7 semanas (2 semanas
después del desafío secundario).
De nuevo, los ratones que recibieron el
ISS-PN/IMM generaron una intensa respuesta del tipo
Th1 contra el antígeno (IMM) en comparación con los ratones
inmunizados con el antígeno y con el PN mutante/IMM (Figura 3),
mientras que lo contrario causó una respuesta del tipo Th21 en el
mismo ratón (Figura 4).
Estos datos indican que se induce una respuesta
Th1 selectiva mediante la administración de un
ISS-PN/IMM acorde con la invención, a ambos, un
huésped cebado con antígeno (desafío pre-antígeno) y
uno desafiado con antígeno.
Para demostrar la supresión de IgE conseguida a
través de la estimulación de una respuesta inmune celular del tipo
Th1 en preferencia a una respuesta inmune celular del tipo Th2, se
inmunizaron ratones Balb/c de cinco a ocho semanas de edad con AgE,
tal como se ha descrito en el ejemplo anterior.
Las IgE anti-AgE se detectaron
usando un radioinmunoensayo en fase sólida (RAST) en una placa de
polivinilo de 96 pocillos (una modificación radioisotópica del
procedimiento de ELISA descrito en Coligan, "Current Protocols In
Immunology", Unidad 7.12.4, volumen 1, Wiley & Sons, 1994),
excepto que se usaron anticuerpos policlonales de cabra purificados
específicos para cadenas \varepsilon de ratón en vez de
anticuerpos específicos para Fab humanos. Para detectar el IgE
anti-AgE, se recubrieron las placas con AgE (10
\mug/ml). La concentración de IgE más baja medible mediante el
ensayo empleado fue de 0,4 ng de IgE/ml.
Midiendo específicamente las respuesta
anti-antígeno por parte de cada grupo de ratones,
tal como se muestra en la Figura 5, los niveles de IgE
anti-AgE en los ratones inmunizados con
ISS-PN/IMM fueron consistentemente bajos, tanto
antes como después de la potenciación, mientras que los ratones
inyectados con la proteína y el ISS-PN/IMM mutante
desarrollaron niveles elevados de anti-AgE después
del desafío con antígeno.
Estos datos muestran que los ratones inmunizados
con ISS-PN/IMM desarrollaron una respuesta Th1
específica para el antígeno (suprimiendo la respuesta de IgE de Th2)
contra el antígeno.
Se inmunizaron ratones Balb/c con \betagal tal
como se describe en el Ejemplo 1, y se sacrificaron a continuación
24 horas más tarde. Se recolectaron los esplenocitos procedentes de
cada ratón.
Se recubrieron placas de microvaloración de 96
pocillos con anticuerpo anti-CD3 (Pharmingen, La
Jolla, CA) a una concentración de 1 \mug/ml de solución salina. El
anticuerpo anti-CD3 estimula las células T liberando
una señal química que imita los efectos de unirse al complejo del
receptor de las células T (TCR). Se lavaron las placas y se
añadieron esplenocitos en cada pocillo (4 \times 10^{5}/pocillo)
en un medio de RPMI 1640 con un 10% de suero fetal bovino. Los
sobrenadantes se obtuvieron a los días 1, 2 y 3.
Los niveles de citoquina de Th1 (INF\gamma) se
ensayaron con un ensayo con anticuerpo
anti-INF\gamma de ratón (ver, por ejemplo,
Coligan, "Current Protocols in Immunology", unidad 6.9.5.,
volumen 1, Wiley & Sons, 1994). En ratones con un fenotipo Th2
se esperaría niveles relativamente bajos de
INF-\gamma, mientras que se esperarían niveles
relativamente elevados en ratones con un fenotipo Th1.
Tal como se muestra en la Figura 5, los niveles
de secreción de INF-\gamma estimulados por Th1
incrementaron enormemente en los ratones tratados con
ISS-PN/IMM, pero se redujeron sustancialmente en
cada uno de los otros conjuntos de ratones (en comparación con el
control), indicando el desarrollo de un fenotipo del tipo Th2 en los
últimos ratones y de un fenotipo Th1 en los ratones tratados con
ISS-PN/IMM.
Se obtuvo una mezcla de linfocitos y se pusieron
en contacto con antígeno \beta-gal solo o como
parte de las construcciones y mezclas descritas en el Ejemplo I. Tal
como se muestra en la Figura 6, la producción de CTL en respuesta al
ISS-PN/IMM fue considerablemente mayor que la
respuesta al antígeno suministrado en otras formas; incluso dos
veces más intensa que en animales tratados con una mezcla no
conjugada de ISS-PN y antígeno IMM.
En el experimento, los valores más elevados para
los ratones tratados con
M-ISS-PN/IMM después del desafío con
antígeno, en comparación con los ratones inmunizados
convencionalmente, lo más probable es que se deban a las propiedades
como portador del DY1019.
Por tanto, la inmunidad a largo plazo mediada por
las respuestas inmunes celulares se beneficia mediante el
tratamiento acorde con la invención.
Claims (23)
1. Composición inmunomoduladora que comprende una
molécula inmunomoduladora, en donde dicha molécula inmunomoduladora
comprende un antígeno, en donde el antígeno está conjugado con un
polinucleótido inmunoestimulante (ISS-PN),
comprendiendo dicho ISS-PN al menos una secuencia
inmunoestimulante (ISS) que comprende la secuencia no metilada
5'-citosina, guanina-3', en donde el
ISS tiene al menos seis nucleótidos de longitud, en donde dicho
ISS-PN tiene de 6 a aproximadamente 200 nucleótidos
de longitud, y en donde el antígeno se selecciona de entre un
antígeno tumoral, un antígeno viral, un alérgeno o un microorganismo
infeccioso.
2. Composición según la reivindicación 1, en
donde el alérgeno se selecciona de entre el grupo que consiste en un
alérgeno de polen de planta, una proteína de ácaro del polvo, un
alérgeno de escama de animal, una alérgeno de saliva, y un alérgeno
de espora de hongo.
3. Composición según la reivindicación 2, en
donde el alérgeno es el antígeno E Amb aI, el antígeno del
polen de ambrosía, o un antígeno de polen de árbol.
4. Composición de la reivindicación 1, en donde
el antígeno viral es un antígeno de un virus seleccionado de
HIV-1, HIV-2, un virus de la
hepatitis, un virus del herpes simplex, un rotavirus, un virus de la
polio, un virus del sarampión, y un virus del papiloma humano.
5. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde el ISS comprende una
secuencia palindrómica.
6. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en donde el ISS comprende la secuencia
5'-purina, purina, C, G, pirimidina,
pirimidina-3'.
7. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en donde el ISS comprende una secuencia
seleccionada del grupo que consiste en AACGTT, AGCGTT, GACGTT,
GGCGTT, AACGTC, AGCGTC, GACGTC, GGCGTC, AACGCC, AGCGCC, GACGCC,
GGCGCC, AACGCT, AGCGCT, GACGCT, GGCGCT y TTCCGA.
8. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en donde el ISS comprende una secuencia
seleccionada del grupo que consiste en AACGTT, AGCGTT, GACGTT,
GGCGTT, AACGTC, AGCGTC, GACGTC, GGCGTC, AACGCC, AGCGCC, GACGCC,
GGCGCC, AACGCT, AGCGCT, GACGCT, GGCGCT y TTCCGA, la cual está
alterada por una sustitución con uracilo.
9. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en donde el ISS comprende la secuencia
TGACTGT
GAACGTTCGAGATGA.
GAACGTTCGAGATGA.
10. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde el polinucleótido comprende
además una modificación del esqueleto en el fosfato.
11. Composición según la reivindicación 10, en
donde la modificación del esqueleto en el fosfato es fosforotioato o
fosforoditioato.
12. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde el polinucleótido comprende
además al menos un nucleótido modificado.
13. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde la composición comprende
además una molécula inmunoestimulante seleccionada del grupo que
consiste en adyuvantes, hormonas, factores del crecimiento,
citoquinas, quimioquinas, ligandos de proteínas de reconocimiento, y
factores transactivadores.
14. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes que comprende además un agente
antiinflamatorio.
15. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde el polinucleótido es
lineal.
16. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, en donde el polinucleótido es circular.
17. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde el antígeno no está conjugado
covalentemente al polinucleótido.
18. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 16, en donde el antígeno está conjugado
mediante un brazo de enlace con el C-5 de una
citosina modificada o una base uracilo del polinucleótido.
19. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde la molécula inmunomoduladora
está unida a un anticuerpo monoclonal.
20. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes para su utilización en un procedimiento
de tratamiento.
21. Utilización de una composición
inmunomoduladora que comprende una molécula inmunomoduladora, en
donde dicha molécula inmunomoduladora comprende un antígeno, en
donde el antígeno está conjugado con un polinucleótido
inmunoestimulante (ISS-PN), comprendiendo dicho
ISS-PN al menos una secuencia inmunoestimulante
(ISS) que comprende la secuencia no metilada
5'-citosina, guanina-3', para la
fabricación de un medicamento destinado a potenciar una respuesta
Th1 y/o suprimir una respuesta Th2 contra el antígeno, y/o reducir
la producción de IgE estimulada por el antígeno.
22. Utilización según la reivindicación 21, en
donde la molécula inmunomoduladora es como se ha definido en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19.
23. Equipo que comprende la composición de
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19.
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