ES2247605T3 - Refuerzo de fosfatasa alcalina con la ayuda de sds en sustratos quimioluminiscentes y dosificados de inhibicion de enzimas. - Google Patents
Refuerzo de fosfatasa alcalina con la ayuda de sds en sustratos quimioluminiscentes y dosificados de inhibicion de enzimas.Info
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Abstract
SE DESCRIBE UN METODO DE PREPARACION DE UN CONJUGADO DE SONDA OLIGONUCLEOTIDICA-FOSFATASA ALCALINA, CON ELEVADA ACTIVIDAD ENZIMATICA ESPECIFICA PARA SU UTILIZACION EN ENSAYOS DE HIBRIDACION DE ACIDOS NUCLEICOS. SE DESCRIBEN ASIMISMO METODOS Y COMPOSICIONES PARA INCREMENTAR LA LUMINISCENCIA A PARTIR DE UN 1,2 ON COMPETITIVA DE ACIDO NUCLEICO, QUE EMPLEAN DICHOS METODOS Y COMPOSICIONES.
Description
Refuerzo de fosfatasa alcalina con la ayuda de
SDS en sustratos quimioluminiscentes y dosificados de inhibición de
enzimas.
Esta invención se refiere de manera general a
ensayos analíticos, en particular a ensayos de hibridación y a la
química de ácidos nucleicos. La invención se refiere a métodos para
preparar oligonucleótidos marcados que proporcionan una señal con
una elevada actividad específica de detección y que generan una
señal dependiente de la diana en ensayos de hibridación de ácidos
nucleicos mediante la minimización del ruido de fondo que deriva
principalmente de la utilización de una población heterogénea de
sondas marcadas. La invención se refiere también a métodos para
incrementar la sensibilidad y la rapidez de ensayos analíticos que
implican la generación de señales quimioluminiscentes, y a la
utilización de tales métodos intensificadores para proporcionar un
ensayo de hibridación de ácidos nucleicos que tiene una señal con
una elevada actividad específica de detección y un ruido de fondo
mínimo. La invención tiene también aplicaciones en genotipaje,
terapéutica con oligonucleótidos antisentido y con aptámeros,
análisis de mutaciones y generación de mapas de sondas
discontinuas.
Los ensayos de hibridación de ácidos nucleicos
son utilizados comúnmente en la investigación genética, en la
investigación biomédica y en el diagnóstico clínico. En un ensayo de
hibridación de ácidos nucleicos básico, un ácido nucleico analito de
hebra sencilla es hibridado con una sonda de ácido nucleico de hebra
sencilla marcada y se detectan los dúplices marcados resultantes. Se
han desarrollado variaciones de este esquema básico con el fin de
incrementar la precisión, facilitar la separación de los dúplices a
detectar de los materiales irrelevantes y/o amplificar la señal que
es detectada.
Uno de tales ensayos está descrito con detalle en
la Patente de EE.UU. Nº 4.868.105 comúnmente asignada a Urdea y col.
Ese ensayo implica la utilización de un sistema de captura de dos
partes diseñado para unir el analito polinucleotídico a un soporte
sólido, y de un sistema de marcaje de dos partes diseñado para unir
una marca detectable al analito polinucleotídico que va a ser
detectado o cuantificado. El sistema de captura de dos partes
implica la utilización de sondas de captura unidas a un soporte
sólido y de moléculas extensoras de captura que hibridan con un
segmento de las sondas de captura y con un segmento del analito
polinucleotídico. El sistema de marcaje de dos partes implica la
utilización de moléculas extensoras de marcaje que hibridan con un
segmento del analito polinucleotídico y de sondas marcadas que
hibridan con las moléculas extensoras de marcaje y contienen, o se
unen a, una marca
detectable.
detectable.
A menudo se utilizan conjugados fosfatasa
alcalina-oligonucleótido (ver, por ejemplo, EP
883096976) como el componente generador de una señal de tales
ensayos de hibridación. La adición de un sustrato apropiado, por
ejemplo un fosfato de dioxetano activado por el enzima (Schaap y
col. (1987) Tet. Lett. 28: 1159-1162 y
Pub. de EPA Nº 0254051) produce una señal quimioluminiscente
detectable. Sin embargo, el nivel de ruido de fondo puede no ser
ideal en tales ensayos debido, en parte, a la población heterogénea
de moléculas de fosfatasa alcalina disponibles para la conjugación,
lo cual contribuye a la unión no específica de sondas marcadas.
Proporciones bajas de señal respecto a ruido pueden ser también el
resultado de la preparación de sondas marcadas con fosfatasa
alcalina mediante la conjugación de oligonucleótidos al enzima bajo
condiciones que permitan la conjugación a sitios reactivos en o
cerca del sitio activo del enzima, reduciendo de este modo la
actividad enzimática específica de la fosfatasa alcalina.
La fosfatasa alcalina se obtiene típicamente de
mucosa intestinal bovina o de ternera. Puede obtenerse una fosfatasa
alcalina altamente purificada en un proceso de cuatro etapas que
produce fracciones hidrofílicas e hidrofóbicas del enzima (Bublitz y
col. (1993) Eur. J. Biochem.
217:199-207).
La fosfatasa alcalina intestinal bovina o de
ternera puede ser separada en cinco fracciones que corresponden a
(I) un dímero sin anclaje, (II) un tetrámero con cuatro moléculas de
anclaje de glucosilfosfatidilinositol, (III) un tetrámero como el de
(II) con dos ácidos grasos adicionales unidos a inositol en una
mitad del tetrámero, (IV) un octámero con dos moléculas de ácido
graso por subunidad de fosfatasa alcalina y (V) un octámero con tres
moléculas de ácido graso por subunidad de fosfatasa alcalina
(Bublitz y col., supra). De este modo, el número de
subunidades de fosfatasa alcalina, la ausencia o presencia de
moléculas de anclaje de glucosilfosfatidilinositol y la ausencia o
presencia de varias moléculas de ácido graso por subunidad,
contribuyen a la heterogeneidad de la población de fosfatasas
alcalinas utilizada típicamente para preparar sondas
oligonucleotídicas marcadas. Se cree que el carácter hidrofóbico de
las moléculas de anclaje de glucosilfosfatidilinositol y de los
residuos de ácido graso en las fracciones (II) a (V), contribuye al
ruido de fondo en los ensayos de hibridación de ácidos
nucleicos.
El ruido de fondo no deseado puede resultar de la
utilización de un conjugado fosfatasa
alcalina-oligonucleótido preparado bajo condiciones
en las que se forman conjugados en varios lugares del enzima,
incluyendo el sitio activo del enzima. Esta fuente de heterogeneidad
en la población de conjugados enzima-sonda tiene
como resultado una sonda de marcaje con una actividad enzimática
específica menos que ideal.
La falta de una población homogénea de sondas
oligonucleotídicas marcadas de forma detectable con una elevada
actividad específica de detección puede limitar la sensibilidad y la
precisión de los ensayos típicos de hibridación de ácidos
nucleicos.
Además, aunque la utilización de sustratos tales
como dioxetanos quimioluminiscentes proporciona un medio muy
sensible de detección en métodos de ensayos ligados a enzimas, la
sensibilidad y la velocidad de tales ensayos pueden ser
incrementadas por la utilización de surfactantes dicatiónicos según
está descrito en la Publicación de EPA Nº 0630884. Tales
surfactantes incrementan la quimioluminiscencia producida por la
descomposición de compuestos quimioluminiscentes, por ejemplo,
1,2-dioxetanos activados por agentes activadores
tales como enzimas. Otros intensificadores con efectos similares son
los surfactantes policatiónicos según está descrito en la Patente de
EE.UU. Nº 5.145.772. Estos intensificadores policatiónicos son sales
de amonio cuaternario poliméricas tales como poli(cloruro de
vinilbenciltrimetilamonio).
Los expertos en la técnica reconocerán que
mejoras adicionales de la intensidad lumínica detectable producida
por la quimioluminiscencia del dioxetano activado químicamente
proporcionarán ventajas adicionales a los ensayos que utilizan estos
procesos.
EP-A-0 417 841
describe un método para preparar un conjugado covalente de un
oligonucleótido y un enzima, tal como peroxidasa. Este conjugado
puede ser utilizado como sonda en ensayos de hibridación y en
procedimientos de reacción en cadena de la polimerasa. El método
comprende de manera general las etapas de: reacción de un enzima que
tenga un grupo amino reactivo con un compuesto orgánico
mercaptosustituido para formar un producto intermedio bloqueado, la
eliminación del grupo bloqueante para formar un reactivo enzimático
y la reacción del reactivo enzimático con un reactivo
oligonucleotídico funcionalizado.
US-A-5.254.469
describe un conjugado covalente de un enzima, tal como peroxidasa,
glucosa oxidasa, fosfatasa alcalina y
beta-galactosidasa, y un oligonucleótido. El
conjugado puede ser utilizado como sonda en ensayos de hibridación y
en procedimientos de reacción en cadena de la polimerasa.
US-A-0 317 077
describe multímeros oligonucleotídicos lineales o ramificados útiles
como amplificadores en ensayos bioquímicos que comprenden (1) al
menos una primera unidad oligonucleotídica de hebra sencilla que es
complementaria a una secuencia oligonucleotídica de hebra sencilla
de interés, y (2) una multiplicidad de segundas unidades
oligonucleotídicas de hebra sencilla que son complementarias a un
oligonucleótido de hebra sencilla marcado. Se muestran ejemplos de
ensayos de hibridación de ácidos nucleicos de tipo sándwich
amplificados y de inmunoensayos amplificados que utilizan los
multímeros.
Se proporcionan métodos para detectar analitos
ácido nucleico en una muestra. En general, los métodos implican un
ensayo de hibridación en fase de solución en un formato de ensayo
indirecto competitivo que permite la regulación de las condiciones
de hibridación, incrementando de este modo la sensibilidad y la
especificidad del ensayo.
Se proporcionan también composiciones y métodos
para intensificar la quimioluminiscencia de una molécula que es
capaz de ser activada para generar una señal quimioluminiscente. Se
proporcionan también métodos de ensayo para detectar analitos ácido
nucleico en una muestra utilizando estas composiciones y métodos. En
general, las composiciones incluyen intensificadores de
quimioluminiscencia aniónicos hidrofóbicos y los métodos implican la
provisión de tales intensificadores en un ensayo o en una técnica
analítica en los que se genere una señal quimioluminiscente,
incrementando de este modo la sensibilidad y la especificidad del
ensayo. Además, los métodos para detectar analitos ácido nucleico en
una muestra implican un ensayo de hibridación en fase sólida en un
formato de ensayo indirecto, competitivo, que permite la regulación
de las condiciones hibridación, intensificando de este modo la
sensibilidad y la especificidad del ensayo.
Se describe un método para intensificar la
quimioluminiscencia de una molécula que es capaz de ser activada
para generar una señal quimioluminiscente. El método implica la
provisión de una molécula que sea capaz de ser activada para generar
una señal quimioluminiscente, de un surfactante dicatiónico o
policatiónico y de un intensificador aniónico hidrofóbico, y la
activación de la molécula.
También se describe en la presente una
composición que incluye una molécula que es capaz de ser activada
para generar una señal quimioluminiscente, un surfactante
dicatiónico o policatiónico y un intensificador aniónico
hidrofóbico.
Es un objeto de la invención el proporcionar un
ensayo de hibridación de ácidos nucleicos competitivo, indirecto, en
el que se utilizan moléculas "extensoras de captura", que se
unen a moléculas "extensoras de marcaje" que a su vez se unen a
sondas de marcaje que tienen unidas a las mismas una marca
detectable que es capaz de generar una señal quimioluminiscente por
la activación de una molécula que es capaz de ser activada para
generar una señal quimioluminiscente. En un formato preferido, los
extensores de captura son sondas puente que se unen a "sondas de
captura" unidas a un soporte así como a extensores de marcaje y a
una secuencia de nucleótidos diana en un analito, y las moléculas
extensoras de marcaje son sondas puente que se unen al extensor de
captura así como a "sondas de marcaje", esto es, segmentos
oligonucleotídicos que tienen unida a los mismos una marca
detectable que es capaz de generar una señal quimioluminiscente por
la activación de un 1,2-dioxetano estable. En un
formato alternativo, los extensores de marcaje son sondas puente que
se unen a sondas de marcaje así como a extensores de captura y a una
secuencia de nucleótidos diana en un analito, y las moléculas
extensoras de captura son sondas puente que se unen a las moléculas
extensoras de marcaje así como a las sondas de captura.
Es un objeto adicional de la invención
proporcionar una población homogénea de sondas de marcaje y métodos
para su preparación. En una realización de la invención, tales
sondas de marcaje son incorporadas al nuevo formato de ensayo
descrito y reivindicado en la presente. Tales sondas de marcaje
tienen una actividad enzimática específica incrementada y generan
una detección incrementada de la señal del ensayo. Un objeto más es
proporcionar formatos de ensayo con una sensibilidad y una
selectividad incrementadas para la detección del analito, que
incorporan sondas de marcaje de una única forma molecular que tienen
una actividad enzimática específica incrementada y generan una
detección incrementada de la señal del ensayo. Las sondas de marcaje
son preparadas mediante un método que implica la purificación de
fosfatasa alcalina hidrofílica sin anclaje, la conjugación del
enzima a una sonda oligonucleotídica bajo condiciones en las cuales
el sitio activo del enzima está protegido de la conjugación y la
conjugación del oligonucleótido al enzima está dirigida a un sitio,
y la purificación posterior de la sonda de marcaje así
preparada.
Se describe en la presente un método para
intensificar la quimioluminiscencia generada a partir de un
1,2-dioxetano estable mediante la provisión de un
dioxetano, un surfactante dicatiónico o policatiónico y un
intensificador aniónico hidrofóbico que tiene la fórmula
R^{1}X^{-}A^{+}, en la que R^{1} es un grupo hidrofóbico que
puede ser un resto hidrocarburo sustituido o no sustituido
seleccionado del grupo que consta de alquilo, cicloalquilo,
alquenilo, alquinilo, arilo y aralquilo, X^{-} es un resto
aniónico unido covalentemente al resto R^{1} y A^{+} es un
contracatión.
También se describe en la presente una
composición que contiene un 1,2-dioxetano estable,
un surfactante dicatiónico o policatiónico y un intensificador
aniónico hidrofóbico que tiene la fórmula R^{1}X^{-}A^{+}, en
la que R^{1} es un grupo hidrofóbico que puede ser un resto
hidrocarburo sustituido o no sustituido seleccionado del grupo que
consta de alquilo, cicloalquilo, alquenilo, alquinilo, arilo y
aralquilo, X^{-} es un resto aniónico unido covalentemente al
resto R^{1} y A^{+} es un contracatión.
En un formato de ensayo, una muestra que
contiene, o que se sospecha que contiene, un analito que tiene una
secuencia de nucleótido diana es incubada primeramente con un
complejo híbrido sonda de captura unida a un soporte/extensor de
captura bajo condiciones para una primera hibridación. La mezcla de
reacción así producida, que contiene híbridos sonda de
captura/extensor de captura sin formar complejos y complejos sonda
de captura/extensor de captura/analito, es incubada posteriormente
con moléculas del extensor de marcaje y de la sonda de marcaje bajo
condiciones para una segunda hibridación. Los complejos formados
entre los híbridos sonda de captura/extensor de captura no
acomplejados y los híbridos extensor de marcaje/sonda de marcaje son
posteriormente detectados mediante métodos estándar o mediante
detección de la quimioluminiscencia utilizando el método y la
composición anteriormente descritos para intensificar la
quimioluminiscencia. La cantidad de señal detectada es inversamente
proporcional a la cantidad de analito presente en la muestra.
En otro formato de ensayo, una muestra que
contiene, o es sospechosa de contener, un analito con una secuencia
de nucleótidos diana es incubada con complejos híbridos sonda de
marcaje/extensor de marcaje bajo condiciones para una primera
hibridación. La mezcla de reacción así producida que contiene
híbridos sonda de marcaje/extensor de marcaje no acomplejados y
complejos sonda de marcaje/extensor de marcaje/analito, es
posteriormente incubada con un extensor de captura y con moléculas
de sonda de captura unidas a un soporte bajo condiciones para una
segunda hibridación. Los complejos formados entre los híbridos sonda
de marcaje/extensor de marcaje no acomplejados y los híbridos
extensor de captura/sonda de captura, son detectados posteriormente
mediante métodos estándar o mediante la utilización del método y la
composición anteriormente descritos para intensificar la
quimioluminiscencia. La cantidad de señal detectada es inversamente
proporcional a la cantidad de analito presente en la muestra.
De acuerdo con la invención, se proporciona por
tanto una sonda de marcaje que comprende una fosfatasa alcalina
hidrofílica purificada conjugada a una sonda oligonucleotídica.
La invención proporciona también:
- un método para preparar una sonda de marcaje de
la invención que comprende:
(a) la provisión de una fosfatasa alcalina
hidrofílica purificada y
(b) la conjugación de la fosfatasa alcalina
hidrofóbica con una sonda oligonucleotídica.
- un método para detectar un oligonucleótido
diana en una muestra, que comprende:
(a) la provisión de una sonda de captura (CP)
unida a un soporte que contiene una región que tiene una secuencia
de ácido nucleico C-3;
(b) la provisión de una sonda de marcaje (LP) que
contiene una región que tiene una secuencia de ácido nucleico
L-3, donde la sonda de marcaje de la invención
contiene un resto de marcaje que es capaz de generar una señal
detectable;
(c) la provisión de un extensor de marcaje (LE)
que contiene una región que tiene una primera y una segunda
secuencia de ácido nucleico, donde la primera secuencia de ácido
nucleico L-2 del LE es complementaria a la secuencia
de ácido nucleico L-3 y la segunda secuencia de
ácido nucleico L-1 del LE es complementaria a una
secuencia de ácido nucleico del analito diana;
(d) la provisión de un extensor de captura (CE)
que comprende una región que tiene una primera y una segunda
secuencia de ácido nucleico, donde la primera secuencia de ácido
nucleico C-2 del CE es complementaria a la secuencia
de ácido nucleico C-3 y la segunda secuencia de
ácido nucleico C-1 del CE es complementaria a la
segunda secuencia de ácido nucleico L-1 del LE;
(e) la incubación de la muestra con el LE y con
la LP bajo condiciones para una primera hibridación con el fin de
formar una primera mezcla de reacción que contiene un complejo
híbrido LP/LE/diana y un complejo híbrido LP/LE no unido;
(f) la incubación de la primera mezcla de
reacción con la superficie de un soporte sólido que contiene un
complejo híbrido CE/CP unido a la superficie bajo condiciones para
una segunda hibridación, formándose de este modo una segunda mezcla
de reacción que contiene un complejo híbrido LP/LE/diana/CE/CP unido
a la superficie y un complejo LP/LE/diana no unido;
(g) la separación posterior de los materiales no
unidos al soporte sólido de los unidos al soporte sólido y
(h) la detección de la presencia de marca en el
complejo híbrido LP/LE/diana/CE/CP unido al soporte; y
- un método para detectar un oligonucleótido
diana en una muestra, que comprende:
(a) la provisión de una sonda de captura (CP)
unida a un soporte que contiene una región que tiene una secuencia
de ácido nucleico C-3;
(b) la provisión de sonda de marcaje (LP) que
comprende una región que tiene una secuencia de ácido nucleico
L-3, donde la sonda de marcaje de la invención
contiene un resto de marcaje que es capaz de generar una señal
detectable;
(c) la provisión de un extensor de captura (CE)
que comprende una región que tiene una primera y una segunda
secuencia de ácido nucleico, donde la primera secuencia de ácido
nucleico C-2 del CE es complementaria a la secuencia
de ácido nucleico C-3 y la segunda secuencia de
ácido nucleico C-1 del CE es complementaria a una
secuencia de ácido nucleico del analito diana;
(d) la provisión de un extensor de marcaje (LE)
que comprende una región que tiene una primera y una segunda
secuencia de ácido nucleico, donde la primera secuencia de ácido
nucleico L-2 del LE es complementaria a la secuencia
de ácido nucleico L-3 y la segunda secuencia de
ácido nucleico L-1 del LE es complementaria a la
segunda secuencia de ácido nucleico C-1 del CE;
(e) la incubación de la muestra con el CE y la CP
bajo condiciones para una primera hibridación con el fin de formar
una primera mezcla de reacción conteniendo complejos híbridos
CP/CE/diana y complejos híbridos CP/CE no unidos;
(f) la incubación de la primera mezcla de
reacción con un complejo híbrido LE/LP bajo condiciones para una
segunda hibridación, formándose de este modo una segunda mezcla de
reacción que contiene un complejo híbrido LP/LE/diana/CE/CP unido a
la superficie y un complejo LP/LE no unido;
(g) la separación posterior de los materiales no
unidos al soporte sólido de los unidos al soporte sólido; y
(h) la detección de la presencia de marca en el
complejo híbrido LP/LE/diana/CE/CP unido al soporte.
Objetos adicionales, ventajas y nuevas
características de la invención serán presentados en parte en la
descripción que sigue, y en parte serán obvios para las personas
expertas en la técnica después del examen de lo siguiente, o pueden
ser aprendidos mediante la práctica de la invención.
La Fig. 1 es un diagrama de un formato de ensayo
de hibridación de sándwich en fase de solución, indirecto,
competitivo, en el cual una muestra es incubada primeramente con un
complejo híbrido sonda de marcaje/extensor de marcaje.
La Fig. 2 ilustra un ensayo de hibridación de
sándwich en fase de solución, indirecto, competitivo, en el que una
muestra es incubada primeramente con un complejo híbrido sonda de
captura/extensor de captura unido a un soporte.
La Fig. 3 es una gráfica que ilustra la variación
a lo largo del tiempo del desarrollo de la señal quimioluminiscente
generada en ausencia (triángulos rellenos) o presencia (cuadrados
rellenos) del intensificador aniónico hidrofóbico dodecil sulfato de
sodio en un ensayo con fosfatasa alcalina soluble.
La Fig. 4A es una gráfica que representa el
efecto del intensificador aniónico hidrofóbico dodecil sulfato de
sodio sobre la quimioluminiscencia de fondo generada en ausencia
(triángulos rellenos) o presencia (cuadrados rellenos) del
intensificador en un ensayo con fosfatasa alcalina soluble. La Fig.
4B es una gráfica que muestra el efecto del dodecil sulfato de sodio
sobre la quimioluminiscencia generada en ausencia (triángulos
rellenos) y presencia (cuadrados rellenos) de fosfatasa alcalina
soluble. En la Fig. 4B los datos están representados gráficamente en
escala log.
La Fig. 5 es una gráfica que muestra el efecto de
la concentración de dodecil sulfato de sodio (cuadrados rellenos) y
de Brij-35 (triángulos rellenos) sobre la
quimioluminiscencia generada en un ensayo con fosfatasa alcalina
soluble en el que la fosfatasa alcalina está conjugada a una sonda
oligonucleotídica.
Antes de que la presente invención sea desvelada
y descrita con detalle, debe comprenderse que esta invención no está
limitada a formatos de ensayo, materiales o reactivos específicos,
ya que éstos pueden, por supuesto, variar. Debe comprenderse también
que la terminología utilizada en la presente tiene la finalidad de
describir solamente realizaciones particulares y no tiene la
intención de ser limitante.
Debe señalarse que, según se utilizan en la
especificación y en las reivindicaciones adjuntas, las formas en
singular "un", "una", "el", y "la", incluyen los
referentes plurales a no ser que el contexto lo indique claramente
de otro modo. Así, por ejemplo, una referencia a "un grupo
hidrofóbico" incluye dos o más de tales grupos hidrofóbicos, la
referencia a "un extensor de marcaje" incluye mezclas de tales
moléculas, la referencia a "una secuencia de nucleótidos diana"
incluye mezclas de dos o más de tales secuencias, y similares.
En esta especificación y en las reivindicaciones
que siguen, se hará referencia a varios términos que serán definidos
con los significados siguientes:
Según son utilizados en la presente, los términos
"polinucleótido" y "oligonucleótido" serán genéricos para
polidesoxirribonucleótidos (que contienen
2-desoxi-D-ribosa),
para polirribonucleótidos (que contienen D-ribosa),
para cualquier otro tipo de polinucleótido que sea un
N-glucósido de una base purínica o pirimidínica, y
para otros polímeros que contengan esqueletos no nucleotídicos (por
ejemplo, ácidos nucleicos proteicos y polímeros de ácidos nucleicos
sintéticos específicos de una secuencia comercialmente disponibles
en el Anti-Gene Development Group, Corvallis,
Oregon, como polímeros Neugene\hat{O}), siempre que los polímeros
contengan nucleobases en una configuración que permita el
apareamiento de bases y el apilamiento de bases, según se encuentran
en el ADN y en el ARN. No se pretende hacer una distinción en
longitud entre el término "polinucleótido" y
"oligonucleótido", y estos términos serán utilizados
indistintamente. Estos términos se refieren únicamente a la
estructura primaria de la molécula. Por tanto, estos términos
incluyen ADN de doble hebra y de hebra sencilla, así como ARN de
doble hebra y de hebra sencilla e híbridos ADN:ARN, e incluyen
también tipos conocidos de modificaciones, por ejemplo marcas que
son conocidas en la técnica, metilación, "casquetes",
sustitución de uno o más de los nucleótidos que existen de forma
natural por un análogo, modificaciones internucleotídicas tales
como, por ejemplo, las que tienen enlaces no cargados (por ejemplo,
metilfosfonatos, fosfotriésteres, fosforamidatos, carbamatos, etc.)
y las que tienen enlaces cargados (por ejemplo, fosforotioatos,
fosforoditioatos, etc.), aquéllas que contienen restos colgantes
tales como, por ejemplo, proteínas (incluyendo nucleasas, toxinas,
anticuerpos, péptidos señal,
poli-L-lisina, etc.), aquéllas con
intercaladores (por ejemplo, acridina, psoralén, etc.), las que
contienen quelantes (por ejemplo, metales, metales radiactivos,
boro, metales oxidativos, etc.), las que contienen alquilantes, las
que tienen enlaces modificados (por ejemplo, ácidos nucleicos alfa
anoméricos, etc.), así como las formas no modificadas del
polinucleótido u oligonucleótido.
Se apreciará que, según son utilizados en la
presente, los términos "nucleósido" y "nucleótido"
incluirán aquellos restos que contengan no sólo las bases purínicas
y pirimidínicas conocidas, sino también otras bases heterocíclicas
que hayan sido modificadas. Tales modificaciones incluyen purinas o
pirimidinas metiladas, purinas o pirimidinas aciladas u otros
heterociclos. Los nucleósidos o nucleótidos modificados incluirán
también modificaciones en el resto azúcar, por ejemplo, cuando uno o
más de los grupos hidroxilo estén sustituidos por halógenos, por
grupos alifáticos, o estén funcionalizados como éteres, aminas, o
similares.
El término "analito polinucleotídico" se
refiere a una molécula de ácido nucleico de hebra sencilla o de
doble hebra que contiene una secuencia de nucleótidos diana. Los
ácidos nucleicos analito pueden proceder de una variedad de fuentes,
por ejemplo de fluidos o sólidos biológicos, de productos
alimenticios, de materiales ambientales, etc., y pueden ser
preparados para el análisis de hibridación mediante una variedad de
medios, por ejemplo, proteinasa K/dodecil sulfato de sodio
("SDS"), sales caotrópicas o similares. El término "analito
polinucleotídico" es utilizado en la presente indistintamente con
los términos "analito", "ácido nucleico analito",
"diana" y "molécula diana".
Según se utiliza en la presente, el término
"región diana", "secuencia diana" o "secuencia de
nucleótidos diana" se refiere a una región contenida en la
molécula diana que se une a una sonda. El término "secuencia
diana" se refiere a una secuencia con la cual una sonda formará
un híbrido estable bajo las condiciones deseadas.
Según se utiliza en la presente, el término
"sonda" se refiere a una estructura compuesta por un
polinucleótido, según se definió anteriormente, que contiene una
secuencia de nucleótidos complementaria a una secuencia de
nucleótidos presente en la molécula diana. Las regiones
polinucleotídicas de las sondas pueden estar compuestas por ADN y/o
ARN y/o análogos sintéticos de nucleótidos.
Se apreciará que las secuencias de unión no
necesitan tener una complementariedad perfecta para proporcionar
híbridos estables. En muchas situaciones, se formarán híbridos
estables cuando menos del 10% aproximadamente de las bases estén
desacopladas, ignorando los bucles de cuatro o más nucleótidos. Por
consiguiente, según se utiliza en la presente, el término
"complementario" se refiere a un oligonucleótido que forma una
doble hélice estable con su "complemento" bajo condiciones de
ensayo, generalmente cuando hay un 90% aproximadamente o más de
homología. Típicamente, tales secuencias de unión complementarias
contendrán aproximadamente de 15 a 50 nucleótidos, preferiblemente
de 15 a 30.
Los polinucleótidos de la invención pueden ser
ensamblados utilizando una combinación de síntesis oligonucleotídica
directa en fase sólida y métodos de ligadura enzimáticos, según está
descrito con detalle en la Publicación PCT Nº WO92/02526.
Un "agente protector del sitio activo de la
fosfatasa alcalina" se refiere a un compuesto que se une a la
fosfatasa alcalina en el sitio activo, protegiendo de este modo a
los aminoácidos contenidos en el sitio activo de una modificación
química. Tales agentes protectores del sitio activo de la fosfatasa
alcalina pueden ser sustratos de la fosfatasa alcalina tales como
fosfato, análogos de sustratos tales como ácidos fosfónicos y
compuestos de ácido arsónico, que son análogos de fosfato, u otros
inhibidores de la fosfatasa alcalina. Los agentes protectores del
sitio activo de la fosfatasa alcalina preferidos son inhibidores
competitivos u otros compuestos que tengan una afinidad de unión
reversible por el sitio activo del enzima.
Según se utiliza en la presente, una "muestra
biológica" se refiere a una muestra de un tejido o fluido aislado
de un individuo, incluyendo pero sin limitarse a, por ejemplo,
plasma, suero, fluido espinal, semen, fluido linfático, las
secciones externas de la piel, tractos respiratorio, intestinal y
genitourinario, lágrimas, saliva, leche, células sanguíneas,
tumores, órganos y también muestras de constituyentes de un cultivo
celular in vitro (incluyendo, pero sin limitarse a, medio
condicionado resultante del crecimiento de células en un medio de
cultivo, células supuestamente infectadas con un virus, células
recombinantes y componentes celulares). Las utilizaciones preferidas
del presente método están en la detección y/o cuantificación de
polinucleótidos que codifican antígenos víricos, tales como
antígenos del virus de la hepatitis B ("VHB"), el virus de la
hepatitis C ("VHC"), el virus de la hepatitis D ("VHD"),
el virus de la inmunodeficiencia humana ("VIH") y la familia de
virus herpes, incluyendo el virus del herpes zóster (varicela), el
virus del herpes simple I y II, citomegalovirus, virus de
Epstein-Barr y el recientemente aislado virus Herpes
VI, y de polinucleótidos que codifican productos celulares tales
como citoquinas.
Según se utiliza en la presente, el término
"unión no específica" es utilizado para referirse a aquéllos
acontecimientos en los que un polinucleótido se une al soporte
sólido, o a otro componente del ensayo, mediante una interacción
-que puede ser directa o indirecta- que no implica la formación de
enlaces de hidrógeno con los polinucleótidos unidos al soporte.
Por "purificada" u "homogénea" se
indica, cuando se hace referencia a una secuencia polipeptídica o de
nucleótidos, que la molécula indicada está presente en ausencia
sustancial de otras macromoléculas biológicas del mismo tipo. El
término "purificada" u "homogénea" según se utiliza en la
presente indica preferiblemente al menos un 90% en peso, más
preferiblemente al menos un 95% en peso y muy preferiblemente al
menos un 98% en peso, de macromoléculas biológicas del mismo tipo
presentes. Así, una "forma molecular singular" de un
oligonucleótido, un polipéptido o un conjugado
oligonucleótido-polipéptido es una molécula que está
presente en forma purificada u homogénea.
Una "población uniforme de sitios" para una
fosfatasa alcalina conjugada a un oligonucleótido significa que un
50%, preferiblemente un 75%, más preferiblemente un 80% y todavía
más preferiblemente un 90% del oligonucleótido puede ser encontrado
en n fragmentos trípticos. Por ejemplo, una población uniforme de
sitios para una fosfatasa alcalina conjugada con un único
oligonucleótido está indicada por un único fragmento tríptico de la
fosfatasa alcalina conjugada que contiene el oligonucleótido.
Por el término fosfatasa alcalina "con una
elevada actividad enzimática específica" se indica una actividad
enzimática de al menos 2.000 a 3.000 unidades por mg de proteína
enzimática aproximadamente. Una unidad de actividad representa la
cantidad de enzima capaz de catalizar la conversión de 1 mmol de
p-nitrofenil fosfato en p-nitrofenol por minuto en
dietanolamina 1 M/HCl, pH 9,8.
El término "1,2-dioxetano
estable" tiene la intención de incluir compuestos dioxetano que
requieren la aplicación de calor para su descomposición en dos
productos cetónicos. La quimioluminiscencia es "activada"
cuando la descomposición de un 1,2-dioxetano
estable, que produciría por lo demás quimioluminiscencia después de
la descomposición térmica, es llevada a cabo por un proceso que no
requiere la utilización de calor. Así, la quimioluminiscencia del
1,2-dioxetano puede ser activada por la adición de
una base en un solvente orgánico, por iones fluoruro o por la acción
de un enzima, tal como fosfatasa alcalina, para convertir
catalíticamente el 1,2-dioxetano en una especie
quimioluminiscente.
El término "alcohol", según es utilizado en
la presente, se refiere a alcoholes primarios, secundarios o
terciarios, carbinoles y alcoholes polihídricos en los que los
grupos sustituyentes son cadenas de hidrocarburos saturados o no
saturados, ramificados o no ramificados, que contienen de 1 a 24
átomos de carbono. El término "alcohol inferior" indica un
alcohol con un grupo sustituyente de 1 a 6 átomos de carbono. Los
alcoholes preferidos son alcoholes inferiores primarios que
contienen un grupo sustituyente hidrocarburo saturado no
ramificado.
El término "alquilo" según se utiliza en la
presente, se refiere a un grupo hidrocarburo saturado ramificado o
no ramificado de 1 a 20 átomos de carbono, tal como metilo, etilo,
n-propilo, isopropilo, n-butilo,
isobutilo, t-butilo, octilo, decilo, tetradecilo,
hexadecilo, eicosilo y similares. Los grupos alquilo preferidos en
la presente contienen de 1 a 12 átomos de carbono. El término
"alquilo inferior" indica un grupo alquilo de 1 a 6 átomos de
carbono, preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono. El término
"cicloalquilo" indica un grupo alquilo cíclico, típicamente de
3 a 6 átomos de carbono, más preferiblemente de 4 a 5 átomos de
carbono.
El término "alquileno", según se utiliza en
la presente, se refiere a una cadena de hidrocarburo ramificado o no
ramificado saturado bifuncional que contiene de 1 a 20 átomos de
carbono e incluye, por ejemplo, metileno (-CH_{2})-,
etileno (-CH_{2}-CH_{2}-), propileno (-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-), 2-metilpropileno [-CH_{2}-CH(CH_{3})-CH_{2}-], hexileno [-(CH_{2})_{6}-] y similares. "Alquileno inferior" se refiere a un grupo alquileno de 1 a 6, más preferiblemente de 1 a 4, átomos de carbono.
etileno (-CH_{2}-CH_{2}-), propileno (-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-), 2-metilpropileno [-CH_{2}-CH(CH_{3})-CH_{2}-], hexileno [-(CH_{2})_{6}-] y similares. "Alquileno inferior" se refiere a un grupo alquileno de 1 a 6, más preferiblemente de 1 a 4, átomos de carbono.
Los términos "alquenilo" y
"alquenileno" se refieren, respectivamente, a una cadena de
hidrocarburo ramificada o no ramificada, monofuncional y
bifuncional, que contiene de 2 a 24 átomos de carbono y al menos un
doble enlace. "Alquenileno inferior" se refiere a un grupo
alquenileno de 2 a 6, más preferiblemente de 2 a 5, átomos de
carbono.
Los términos "alquinilo" y
"alquinileno" se refieren, respectivamente, a una cadena de
hidrocarburo ramificado o no ramificado, monofuncional y
bifuncional, que contiene de 2 a 20 átomos de carbono y al menos un
triple enlace. "Alquenileno inferior" se refiere a un grupo
alquenileno de 2 a 6, más preferiblemente de 2 a 5, átomos de
carbono.
El término "arilo", según se utiliza en la
presente, se refiere a una especie aromática que contiene de 1 a 5
anillos aromáticos, no sustituidos o sustituidos con 1 o más
sustituyentes seleccionados típicamente del grupo que consta de
alquileno, alquenileno y alquinileno. El término "aralquilo"
indica un resto que contiene especies alquilo y arilo, conteniendo
típicamente menos de 20 átomos de carbono aproximadamente y más
típicamente menos de 12 átomos de carbono aproximadamente en el
segmento alquilo del resto, y conteniendo típicamente de 1 a 5
anillos aromáticos. El término "aralquilo" será utilizado
normalmente para hacer referencia a grupos alquilo sustituidos con
arilo. El término "aralquileno" será utilizado de manera
similar para hacer referencia a restos que contienen especies de
alquileno y arilo, conteniendo típicamente menos de 20 átomos de
carbono aproximadamente en la porción alquileno y de 1 a 5 anillos
aromáticos en la porción arilo, y típicamente a un alquileno
sustituido con arilo.
"Opcional" u "opcionalmente" significa
que el acontecimiento o la circunstancia descritos posteriormente
pueden tener lugar o no, y que la descripción incluye casos en los
que dicho evento o circunstancia tienen lugar y casos en los que no
tienen lugar. Por ejemplo, la frase "lavado opcionalmente"
significa que puede tener lugar o no una etapa de lavado y que la
descripción del método incluye el proceder con o sin una etapa de
lavado.
Con referencia ahora a las realizaciones
preferidas representadas en la Fig. 1 y en la Fig. 2, los términos
siguientes son aplicables al ensayo de hibridación representado en
las mismas.
Las "sondas marcadas (LPs)" son diseñadas
para que se unan a un extensor de marcaje y contienen un resto de
marcaje que es capaz de generar una señal detectable. Se han
descrito en la literatura varios medios para proporcionar marcas
unidas a una secuencia de ácido nucleico. Ver, por ejemplo: Leary y
col. (1983) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80:4045; Renz y
col. (1984) Nucl. Acids Res. 12:3435; Richardson y
col. (1983) Nucl. Acids Res. 11:6167; Smith y col.
(1985) Nucl. Acids Res. 13:2399; Meinkoth y col.
(1984) Anal. Biochem. 138:267; Klibanov y col. (1989)
Applied Biochem. Biotechnol. 22:45; Grumbach y col.
(1991) J. Immunol. Meth. 140:205; Forgac y col. (1992)
Chemicke Listy 86:253; Sehgal y col. (1994) Anal.
Biochem. 218:87 y Lewis y col. (1994) Bioconjugate
Chem. 5:565. Las marcas pueden ser unidas covalentemente
o no covalentemente (por ejemplo, iónicamente o a través de complejo
de alta afinidad tal como un enlace biotina-avidina)
a la secuencia complementaria. Las marcas que pueden ser empleadas
incluyen radionúclidos, sustancias fluorescentes,
quimioluminiscentes, colorantes, enzimas, sustratos enzimáticos,
cofactores enzimáticos, inhibidores enzimáticos, subunidades
enzimáticas, iones metálicos y similares. Marcas específicas
ilustrativas incluyen fluoresceína, rodamina, Rojo Texas,
ficoeritrina, umbeliferona, luminol, NADPH,
a-b-galactosidasa, peroxidasa de
rábano picante, fosfatasa alcalina, etc.
Dependiendo de la naturaleza de la marca, pueden
emplearse varias técnicas para detectar la presencia de la marca.
Para los agentes fluorescentes, están disponibles un gran número de
diferentes fluorímetros. Para los quimioluminiscentes, están
disponibles luminómetros o películas. Con los enzimas, puede
proporcionarse un producto fluorescente, quimioluminiscente o
coloreado y ser determinado fluorimétricamente, luminométricamente,
espectrofotométricamente o visualmente. Las diferentes marcas que
han sido empleadas en inmunoensayos y las técnicas aplicables a
inmunoensayos pueden ser empleadas con los presentes ensayos.
Un resto de marcaje preferido es fosfatasa
alcalina. Los métodos para utilizar un sustrato de fosfatasa
alcalina con fosfatasa alcalina como resto de marcaje son conocidos
en el oficio (Schaap y col., Tet. Lett.
28:1159-1162 (1987) y Pub. de EPA Nº
0254051).
Las LPs contienen una región que tiene una
secuencia de ácido nucleico L-3 complementaria a una
secuencia de ácido nucleico L-2 presente en un
extensor de marcaje y están unidas a, o estructuradas para que se
unan a, una marca que proporciona directamente o indirectamente una
señal detectable. La secuencia L-3 está diseñada
para que sea complementaria solamente a L-2 y
viceversa, y no a ninguna secuencia de cualquier otro componente del
sistema de ensayo. La LP puede tener regiones no complementarias
adicionales, tales como regiones separadoras que flanqueen la
secuencia L-3.
Las "moléculas extensoras de la sonda de
marcaje (LEs)", referidas también en la presente como
"moléculas extensoras de marcaje" o "extensores de
marcaje", contienen regiones de complementariedad con respecto al
polinucleótido analito y/o, dependiendo del formato de ensayo, al
extensor de captura (L-1) y a la sonda de marcaje
(L-2). Por tanto, las moléculas extensoras de
marcaje son cadenas polinucleotídicas de hebra sencilla que
contienen una primera región con una secuencia de ácido nucleico
L-1 complementaria a una secuencia del
polinucleótido analito y/o a una secuencia del extensor de captura,
y una segunda región que tiene una secuencia L-2 de
reconocimiento de la sonda de marcaje complementaria a un segmento
L-3 de la sonda de marcaje. El LE puede tener
regiones no complementarias adicionales tales como una región
separadora entre L-1 y L-2.
Dependiendo del formato de ensayo, "las
moléculas extensoras de la sonda de captura (CEs)", referidas
también en la presente como "moléculas extensoras de captura" o
"extensores de captura", se unen al polinucleótido analito y/o
a la molécula extensora de marcaje y a las sondas de captura (CPs),
que están a su vez unidas a un soporte sólido. Por tanto, las
moléculas extensoras de captura son cadenas polinucleotídicas de
hebra sencilla que contienen una primera región que tiene una
secuencia de ácido nucleico C-1 que es
complementaria a una secuencia del analito o a una secuencia del
extensor de marcaje, y una segunda región no complementaria que
tiene una secuencia C-2 de reconocimiento de la
sonda de captura. El CE puede tener regiones no complementarias
adicionales tales como una región separadora entre
C-1 y C-2.
En los formatos de ensayos descritos y
reivindicados en la presente, se utilizará una secuencia de ácido
nucleico L-1 o C-1 que sea
complementaria a una secuencia de ácido nucleico del analito, pero
no ambas. En cualquiera de los formatos, L-1 y
C-1 son secuencias de ácido nucleico
complementarias.
Las "sondas de captura (CPs)" se unen a los
extensores de captura y a un soporte sólido. Así, según está
ilustrado en la Fig. 1 y en la Fig. 2, las sondas de captura
contienen una primera región que tiene una secuencia de ácido
nucleico C-3 complementaria a C-2 y
una segunda región mediante la cual las CPs se unen covalentemente a
(o son capaces de ser unidas covalentemente a) un soporte sólido. La
secuencia C-3 está diseñada para que sea
complementaria solamente a C-2, y viceversa, y no a
ninguna secuencia de cualquier otro componente del sistema de
ensayo. Las CPs pueden tener regiones no complementarias adicionales
tales como regiones separadoras flanqueantes de la secuencia
C-2. Las sondas de captura pueden ser unidas
soportes sólidos según está descrito en la Publicación PCT Nº
WO93/13224, con el fin de crear un soporte sólido para la
hibridación.
De manera general, los ensayos de hibridación en
fase de solución llevados a cabo utilizando el sistema ilustrado en
la Fig. 1 proceden según sigue. Una muestra que contenga o que sea
sospechosa de contener un ácido nucleico de hebra sencilla que
incluya la secuencia diana, es incubada bajo condiciones para una
primera hibridación con la sonda de marcaje y los extensores de
marcaje. En este formato, el extensor de marcaje es diseñado para
que sea capaz de formar un puente entre la sonda de marcaje y la
secuencia diana o el extensor de captura. El producto resultante es
una mezcla de complejos de ácidos nucleicos del polinucleótido
analito unido a híbridos sonda de marcaje/extensor de marcaje y de
híbridos sonda de marcaje/extensor de marcaje no unidos. Esta mezcla
es añadida posteriormente bajo condiciones para una segunda
hibridación a una fase sólida que tiene extensores de captura
hibridados a sondas de captura unidas a la superficie de la misma.
Los híbridos sonda de marcaje/extensor de marcaje no unidos están
disponibles para hibridar con los híbridos sonda de captura/extensor
de captura unidos al soporte.
En este formato de ensayo, la presencia de la
secuencia diana en la muestra disminuye la población de sondas de
marcaje que son capaces de hibridar con el extensor de la sonda de
captura unido al soporte. Por tanto, la señal detectable que se une
al soporte sólido está relacionada cuantitativamente con el inverso
de la cantidad de secuencia diana en la muestra.
La cantidad de secuencia diana en la muestra,
según está reflejada por la señal detectable generada según se
describió anteriormente, puede ser calculada a partir de una curva
estándar. Puede construirse una curva estándar mediante la
preparación de una formulación estándar que contenga una cantidad
conocida de un oligonucleótido que comprenda una secuencia de ácido
nucleico que sea idéntica a la secuencia diana. Se realiza una serie
de diluciones utilizando el estándar, de tal manera que la cantidad
de oligonucleótido en la serie de diluciones del estándar
corresponda al rango anticipado de las cantidades de secuencia diana
en la muestra. La serie de diluciones del estándar puede ser
utilizada en el formato de ensayo descrito anteriormente para
generar una serie de señales detectables que correspondan a las
cantidades conocidas de oligonucleótido en la serie de diluciones
del estándar. La cantidad de secuencia diana en la muestra puede ser
luego calculada comparando la señal generada por la muestra con las
señales generadas por la serie de diluciones del estándar.
Un formato de ensayo alternativo, y preferible,
está mostrado en forma de diagrama en la Fig. 2. En este formato, el
extensor de captura está diseñado para que sea capaz de formar un
puente entre la sonda de captura y la secuencia diana del extensor
de marcaje. La muestra es incubada inicialmente bajo condiciones
para una primera hibridación con moléculas extensoras de captura
hibridadas a moléculas de la sonda de captura unidas a un soporte,
produciéndose de este modo una mezcla de híbridos sonda de
captura/extensor de captura/analito unidos al soporte e híbridos
sonda de captura/extensor de captura libres. Los híbridos sonda de
captura/extensor de captura libres están disponibles para hibridar
con complejos de híbridos sonda de marcaje/extensor de marcaje
añadidos posteriormente. Después de la adición de los complejos
híbridos sonda de marcaje/extensor de marcaje, la mezcla resultante
es incubada bajo condiciones para una segunda hibridación con el fin
de producir híbridos sonda de captura/extensor de captura/extensor
de marcaje/sonda de marcaje detectables y lavada para eliminar los
complejos híbridos sonda de marcaje/extensor de marcaje no unidos.
La fase sólida con los complejos detectables unidos es
posteriormente separada de los materiales no unidos y leída.
En este formato de ensayo, la presencia de la
secuencia diana en la muestra disminuye la población de moléculas
del extensor de captura unidas al soporte que son capaces de
hibridar con los híbridos sonda de marcaje/extensor de marcaje. Por
tanto, igual que en el formato representado en forma de diagrama en
la Fig. 1, la señal detectable que se une al soporte sólido está
inversamente relacionada con la cantidad de secuencia diana en la
muestra.
La cantidad de secuencia diana en la muestra,
según es reflejada por la señal detectable generada según se
describió anteriormente, puede ser calculada a partir de una curva
estándar según se describió anteriormente.
Típicamente, la proporción del híbrido sonda de
marcaje/extensor de marcaje o del híbrido sonda de captura/extensor
de captura respecto a los moles anticipados de analito, será mayor
de 1:1 aproximadamente, preferiblemente de al menos 10:1
aproximadamente, más preferiblemente de al menos 25:1
aproximadamente y posiblemente tan elevada como 100:1 o superior.
Las concentraciones de cada una de las sondas variarán generalmente
de 10^{-9} M a 10^{-6} M aproximadamente, con concentraciones de
ácido nucleico en la muestra variando desde 10^{-21} M
aproximadamente a 10^{-12} M aproximadamente.
Las etapas de la hibridación en los formatos de
ensayo de la invención reivindicada son realizadas bajo condiciones
de rigurosidad apropiadas. La rigurosidad puede ser controlada
mediante la alteración de un parámetro que sea una variable
termodinámica. Tales variables son bien conocidas en la técnica e
incluyen la concentración de formamida, la concentración de sales,
la concentración de sales caotrópicas, el pH, el contenido de
solventes orgánicos y la temperatura. Los controles de rigurosidad
preferidos son el pH y la concentración de sales. La rigurosidad
será variada dependiendo de la longitud y de la naturaleza de la
secuencia diana.
Las concentraciones de la primera hibridación en
la que se forma un híbrido sonda-diana son ajustadas
para que proporcionen la rigurosidad deseada para el ensayo.
Típicamente, las condiciones de la primera hibridación son
condiciones de alta rigurosidad con el fin de incrementar la
especificidad de la reacción de hibridación
sonda-diana.
Las condiciones de la segunda hibridación son
utilizadas cuando se forman híbridos entre secuencias que han sido
diseñadas para que hibriden entre sí, por ejemplo para formar
híbridos sonda de marcaje/extensor de marcaje o sonda de
captura/extensor de captura. Por consiguiente, las condiciones de la
segunda hibridación no necesitan ser tan rigurosas como las
condiciones de la primera hibridación. Las condiciones preferidas
para la segunda hibridación, que se aproximan a condiciones
fisiológicas, son 37ºC, catión monovalente 0,15 M, Mg^{++} 16 mM y
espermidina 1 mM.
El procedimiento utilizado en las etapas de
separación del ensayo variará dependiendo de la naturaleza de la
fase sólida. Para partículas, la centrifugación o la filtración
proporcionarán la separación de las partículas, desechando el
sobrenadante o aislando el sobrenadante. Cuando se ensayen las
partículas, las partículas serán lavadas completamente, normalmente
de una a cinco veces, con un medio tamponado apropiado, por ejemplo
solución salina tamponada con fosfato (PBS) conteniendo un
detergente tal como SDS. Cuando el medio de separación sea una pared
o un soporte, el sobrenadante puede ser aislado o desechado y la
pared lavada de la misma manera que la indicada para las
partículas.
Un objetivo adicional de la presente invención es
incrementar la especificidad del ensayo, mediante la disminución de
la unión no específica, y la sensibilidad del ensayo, esto es, la
capacidad para distinguir entre secuencias de ácido nucleico
diferentes. Estos objetivos son conseguidos, en parte, mediante la
provisión de una población homogénea de sondas de marcaje que tengan
una elevada actividad específica de detección de la marca.
La preparación de tales sondas de marcaje
implica, en principio, la provisión de moléculas de fosfatasa
alcalina hidrofílicas, purificadas, que tengan una elevada actividad
enzimática específica. La fosfatasa alcalina purificada es
posteriormente conjugada a una sonda oligonucleotídica que contiene
la secuencia de ácido nucleico L-3 bajo condiciones
que controlen los sitios del enzima que están disponibles para
conjugación. Opcionalmente, el conjugado fosfatasa
alcalina-oligonucleótido así formado puede ser
purificado posteriormente.
Una preparación de fosfatasa alcalina hidrofílica
purificada puede ser obtenida utilizando los procedimientos de
Bublitz y col., supra. Bublitz y col. informaron que aunque
una preparación de fosfatasa alcalina típica puede ser un 99%
enzimáticamente pura, puede constar de más de una fracción del
enzima. De este modo, puede prepararse un dímero de fosfatasa
alcalina sin anclaje, hidrofílico, a partir de mucosa intestinal o
quimo bovinos o de ternera mediante extracción con un alcohol
inferior tal como butanol, purificando el enzima mediante
cromatografía de inmunoafinidad y separando la fracción dimérica
hidrofílica sin anclaje de la fracción de
glucosilfosfatidilinositol-fosfatasa alcalina por
cromatografía de interacción hidrofóbica, utilizando por ejemplo una
columna de fenil Sepharose®. El dímero de fosfatasa alcalina
hidrofílica, sin anclaje, puede ser también preparado a partir de la
fracción de glucosilfosfatidilinositol-fosfatasa
alcalina mediante tratamiento con fosfolipasa C específica de
fosfatidilinositol o con fosfalipasa D de glucosilfosfatidilinositol
seguido por separación de las fracciones hidrofílica e hidrofóbica
mediante cromatografía de fase reversa (por ejemplo, octil
Sepharose®).
La fosfatasa alcalina puede ser también obtenida
y purificada de otras fuentes y especies, incluyendo hígado,
placenta y riñón bovinos, mucosa intestinal, placenta y riñón
porcinos, mucosa intestinal ovina, así como de bacterias tales como
Escherichia coli.
La preparación de sondas marcadas con elevada
actividad específica de detección implica la conjugación de un éster
oligonucleotídico altamente purificado con aminas reactivas de la
fosfatasa alcalina en presencia de una molécula que proteja al sitio
activo del enzima de la conjugación. Por tanto, durante la reacción
de conjugación, el sitio activo del enzima puede ser protegido
mediante coincubación con sustratos del enzima, por ejemplo
fosfatos, con análogos de sustratos o con inhibidores tales como
ácidos fosfónicos. Las técnicas para la preparación y purificación
de ésteres oligonucleotídicos son bien conocidas en el oficio. Ver,
por ejemplo, Moller y col. (1995) Bioconjugate Chem.
6:174 e Ivanovskaya y col. (1994) Molecular Biol.
28:754.
Preferiblemente, el conjugado fosfatasa
alcalina-oligonucleótido es producido utilizando
modificaciones de los métodos descritos en la Patente de EE.UU. Nº
4.868.105 para Urdea y col., supra, y en Urdea y col. (1988)
Nucl. Acids Res. 16:4937-4955.
El método implica generalmente una primera etapa
de reacción del agente de entrecruzamiento con el oligonucleótido
para producir un oligonucleótido "activado". En particular, se
prefieren agentes de entrecruzamiento solubles en agua, por ejemplo
bis(sulfosuccinimidil)suberato. La proporción de
agente de entrecruzamiento respecto al oligonucleótido puede ser
variada independientemente para optimizar el producto de reacción.
En general, el agente de entrecruzamiento puede estar presente en un
exceso suficiente para evitar la formación de dímeros
oligonucleotídicos entrecruzados. Por consiguiente, la relación
agente de entrecruzamiento:oligonucleótido estará en el rango de 5 a
100 aproximadamente, preferiblemente de 5 a 25 aproximadamente y muy
preferiblemente de 5 a 10.
La preparación de una población homogénea de
sondas de marcaje implica la etapa siguiente de conjugación de la
fosfatasa alcalina al oligonucleótido activado bajo condiciones en
las que la reactividad de las aminas del enzima puede ser modulada
para dirigir la conjugación a una población uniforme de sitios
reactivos en el enzima. Debido a los microentornos de los grupos
amina de la fosfatasa alcalina, la reactividad de las aminas puede
ser controlada variando el pH de las condiciones de la reacción de
conjugación, dirigiendo de este modo la conjugación a una población
uniforme de sitios reactivos. Además, puede variarse la proporción
de oligonucleótido activado respecto a la fosfatasa alcalina entre 5
y 100 o superior. Esto produce una sonda de marcaje en la que un
oligonucleótido está conjugado a una población uniforme de
aminas.
El pH de la reacción de conjugación puede ser
variado para producir un conjugado
enzima-oligonucleótido que tenga la actividad
enzimática deseada (por ejemplo, máxima) mediante la alteración de
la composición del tampón de la solución de reacción. Por ejemplo,
con el fin de tamponar la reacción de conjugación en el rango
apropiado de pH fisiológico, esto es en el rango de pH 6,6 a pH 8,0
aproximadamente, más típicamente en el rango de pH 7,2 a pH 7,8
aproximadamente, puede utilizarse un tampón fosfato. El fosfato,
como sustrato de la fosfatasa alcalina, proporciona protección al
sitio activo del enzima. Composiciones tamponantes alternativas
capaces de proporcionar una mezcla de reacción a un pH deseado, son
bien conocidas en la técnica y pueden ser encontradas en, por
ejemplo, el CRC Handbook of Chemistry and Physics, D.R. Lide,
ed., 1994. La reactividad diferencial de los grupos amina de
proteínas como función del pH en reacciones que utilizan agentes de
entrecruzamiento ha sido informada por Grumbach y col.,
supra. La dependencia diferencial del pH de las reacciones de
hidrólisis y aminolisis de los agentes de entrecruzamiento con
proteínas ha sido descrita por Anjaneyulu y col. (1987) Int. J.
Peptide Protein Res. 30:117-124.
La proporción de oligonucleótido respecto a
fosfatasa alcalina en la sonda de marcaje (esto es, el número de
sitios conjugados en el enzima) puede ser determinada mediante
electroforesis analítica en gel utilizando técnicas bien conocidas
en el oficio. Además, la población de sitios de fosfatasa alcalina
conjugados a oligonucleótidos puede ser determinada mediante
digestión del enzima conjugado al oligonucleótido y la realización
de análisis de aminoácidos en el digesto utilizando técnicas bien
conocidas en el oficio. La actividad enzimática de la sonda de
marcaje puede ser determinada y comparada con la actividad
enzimática de la fosfatasa alcalina purificada. Sondas de marcaje
con elevada actividad específica, teniendo preferiblemente del 75%
al 100%, más preferiblemente del 80% al 100% y muy preferiblemente
del 90% al 100% de la actividad enzimática de los materiales de
partida, son utilizadas posteriormente en los ensayos de hibridación
de ácidos nucleicos.
Opcionalmente, la sonda de marcaje puede ser
purificada posteriormente utilizando cromatografía de intercambio
iónico, cromatografía de interacción hidrofóbica (por ejemplo, fenil
Sepharose®), cromatografía de fase reversa (por ejemplo, octil
Sepharose®), cromatoenfoque o similares. Alternativamente, y en
general preferiblemente, la sonda de marcaje es purificada
posteriormente utilizando cromatografía de afinidad según está
descrito en, por ejemplo, Landt y col. (1978) Biochem.
17:915-919. La cromatografía de afinidad
utilizando sustratos de la fosfatasa alcalina o análogos de
sustratos tiene el beneficio añadido de proporcionar sondas de
marcaje que tienen sitios de unión de la fosfatasa alcalina
intactos.
Este procedimiento puede ser utilizado para
proporcionar sondas de marcaje de elevada actividad específica para
ser utilizadas en virtualmente cualquier tipo de ensayo de
hibridación en el que sean utilizadas moléculas de sonda de marcaje,
incluyendo un amplio rango de ensayos de hibridación en fase de
solución, ensayos de amplificación, métodos de hibridación en
filtro, ensayos que implican la reacción en cadena de la polimerasa
("PCR") y similares. Un ejemplo de ensayo de hibridación con el
cual es útil la presente técnica es el descrito en la Patente de
EE.UU. Nº 4.868.105 para Urdea y col., o, preferiblemente, el
descrito anteriormente junto con la configuración ilustrada en la
Fig. 1 y en la Fig. 2.
Una composición de sustrato para fosfatasa
alcalina incluye un 1,2-dioxetano quimioluminiscente
estable; tales compuestos quimioluminiscentes son bien conocidos en
la técnica (ver, por ejemplo, la Patente de EE.UU. Nº 5.145.772 para
Voyta y col. y la Publicación de Patente Europea Nº 0630884). Una
composición de sustrato preferida incluye un fosfato de dioxetano
activado enzimáticamente. Una composición de sustrato más preferida
incluye fosfato de dioxetano en presencia de un surfactante
dicatiónico o policatiónico para intensificar la quimioluminiscencia
de los dioxetanos, siendo el más preferido un dioxetano en presencia
de un surfactante dicatiónico y un intensificador de
quimioluminiscencia aniónico hidrofóbico.
Según está descrito en la Publicación de EPA Nº
0630884, un surfactante dicatiónico preferido tiene la fórmula
estructural
Z^{-}(R^{2})_{3}B^{+}CH_{2}-Y-CH_{2}B^{+}(R^{3})_{3}Z^{-},
en la cual B puede ser fósforo, nitrógeno o una combinación de los
mismos; Z es un contraión aniónico; R^{2} y R^{3} pueden ser
iguales o diferentes y pueden ser alquilo o aralquilo sustituido o
no sustituido conteniendo de 1 a 20 átomos de carbono e Y puede ser
un dialquilenarilo, arilo, alquileno, alquenileno o alquinileno
conteniendo de 4 a 20 átomos de carbono.
Los surfactantes dicatiónicos preferidos que
pueden ser utilizados para amplificar la quimioluminiscencia
procedente de las reacciones del 1,2-dioxetano
activado incluyen aquéllos que tienen la estructura siguiente:
en la cual el sustituyente
X^{-}(R^{3})_{3}A^{+}CH_{2}- en el anillo de
benceno puede estar en posición orto, meta o para, A
puede ser fósforo o nitrógeno, R^{2} y R^{3} pueden ser alquilo
o aralquilo conteniendo de 1 aproximadamente a 20 átomos de carbono
aproximadamente y X^{-} es un fluoruro, cloruro, bromuro o yoduro.
Más preferiblemente, el surfactante dicatiónico es dicloruro de
1-(tri-n-octilfosfoniometil)-4-(tri-n-butilfosfoniometil)benceno:
que puede ser preparado mediante la
reacción de cloruro de 4-(clorometil)bencil
tri-n-butilfosfonio con tri-n-octil-
fosfina, según está descrito en la Publicación de EPA Nº 0630884.
fosfina, según está descrito en la Publicación de EPA Nº 0630884.
Según está descrito en la Patente de EE.UU. Nº
5.125.772, los surfactantes policatiónicos preferidos son
poli(sales de amonio cuaternario de vinilarilo), tales como
las poli(sales de amonio cuaternario de vinilbencilo). Sales
policatiónicas particularmente preferidas son poli(cloruro de
vinilbenciltrimetil amonio) (TMQ) y
poli[vinilbencil(cloruro de bencildimetil amonio)]
(BDMQ).
Estos surfactantes son utilizados típicamente en
combinación con 1,2-dioxetanos estables que pueden
ser activados por reactivos químicos, por ejemplo, ácidos, bases,
sales, enzimas, catalizadores inorgánicos y orgánicos y donadores de
electrones, para generar quimioluminiscencia. Tales dioxetanos
estables son bien conocidos en la técnica y dioxetanos preferidos
están descritos en la Publicación de EPA Nº 0630884. La
amplificación de la quimioluminiscencia por los surfactantes puede
ser observada con concentraciones de surfactante de entre 0,001%
aproximadamente y 10% aproximadamente, preferiblemente de entre
0,01% aproximadamente y 0,5% aproximadamente.
El intensificador de quimioluminiscencia aniónico
hidrofóbico puede tener la fórmula R^{1}X^{-}A^{+}, en la que
R^{1} es un grupo hidrofóbico que puede ser un resto hidrocarburo
sustituido o no sustituido que tenga entre 1 y 20 átomos de carbono
aproximadamente, preferiblemente entre 4 y 18 átomos de carbono
aproximadamente, más preferiblemente entre 6 y 18 átomos de carbono
aproximadamente, incluyendo grupos alquilo, cicloalquilo, alquenilo,
alquinilo, arilo, aralquilo y grupos funcionales similares. X^{-}
es un resto aniónico unido covalentemente al resto R^{1}. X^{-}
puede ser sulfato, sulfito, sulfonato, acetato, butirato, fosfato,
fosfito, fosfonato, carbonato, carboxilato, arsenato y similares.
A^{+} es un contracatión que puede ser sodio, potasio, plata,
amonio, cationes de metales alcalinos del Grupo IA, otros cationes
metálicos monovalentes y similares. Los intensificadores de
quimioluminiscencia aniónicos hidrofóbicos preferidos incluyen un
grupo alquilo o aralquilo que proporcione un componente hidrofóbico
y un grupo aniónico. Además, el intensificador puede incluir un
resto catiónico, tal como amonio, amino y similares, proporcionando
de este modo un intensificador zwitteriónico hidrofóbico. Ejemplos
de tales intensificadores aniónicos hidrofóbicos, y de las fuentes
comerciales de las que pueden ser obtenidos, incluyen
3-[(3-colamidopropil)-dimetilamonio]-2-hidroxipropanosulfonato
("CHAPSO"; Sigma),
2-(N-ciclohexilamino)etano-sulfonato
("CHES"; Sigma), 4-fenilbutirato
("4-PBA"; Aldrich), quenodesoxicolato
("CDC"; Sigma), taurodeshidrocolato ("TDHC"; Calbiochem),
taurolitocolato ("TLCA"; Sigma), desoxicolato ("DC";
Sigma), 4-sulfobenzoato
("4-SBA"; Aldrich), colato ("CA"; Sigma),
hexano sulfonato ("HSA"; Sigma), taurocolato ("TCA";
Sigma), glicocolato ("GCA"; Sigma), glicodesoxicolato
("GDCA"; Sigma), benceno sulfonato ("BSA"; Sigma),
tauroursodesoxicolato ("TSDC"; Sigma), taurodesoxicolato
("TDC"; Sigma), p-tolueno sulfonato ("PTSA";
Sigma), tauroquenodesoxicolato ("TCDC"; Sigma) y dodecil
sulfato de sodio ("SDS"; Sigma).
Mediante la inclusión de un intensificador
aniónico hidrofóbico en una reacción en la que se genera
quimioluminiscencia a partir de dioxetano en presencia de un
surfactante dicatiónico, se incrementa la quimioluminiscencia sobre
la quimioluminiscencia producida por el dioxetano en presencia de un
surfactante en ausencia del agente intensificador, según se muestra
en la Tabla 1.
Intensificación Máxima de la Quimioluminiscencia | ||
Intensidad | ||
Compuesto | Quimioluminiscente | Concentración % (p/p) |
Relativa | ||
(Sin intensificador) | 1,00 | |
CHAPSO | 2,37 | 0,25 |
CHES | 3,24 | 0,25 |
4-PBA | 3,42 | 0,25 |
CDC | 4,73 | 0,0625 |
TDCH | 5,81 | 0,25 |
TLCA | 6,39 | 0,25 |
DC | 6,84 | 0,125 |
4-SBA | 7,34 | 0,125 |
CA | 8,17 | 0,125 |
HSA | 8,85 | 0,125 |
TCA | 9,28 | 0,125 |
GCA | 9,36 | 0,125 |
GDCA | 10,55 | 0,0625 |
BSA | 12,23 | 0,25 |
TSDC | 12,92 | 0,125 |
TDC | 14,90 | 0,125 |
PTSA | 16,75 | 0,125 |
TCDC | 19,88 | 0,125 |
SDS | 23,02 | 0,0625 |
Los intensificadores aniónicos hidrofóbicos
incrementan la intensidad lumínica relativa de la quimioluminicencia
del 1,2-dioxetano sin incrementar el nivel de fondo
de generación lumínica (ver la Fig. 4A y la Fig. 4B). La
concentración de intensificador añadida a una reacción
quimioluminiscente depende de la concentración de dioxetano y de
surfactante. Por ejemplo, en una reacción catalizada por un enzima
(por ejemplo, fosfatasa alcalina), la concentración de fosfato de
dioxetano es ajustada de tal manera que el enzima esté totalmente
saturado. Por tanto, la concentración de dioxetano puede estar en el
rango de 2 a 10 veces mayor que la K_{m} del enzima
aproximadamente, o superior, dependiendo de la solubilidad del
dioxetano. La proporción en peso de surfactante respecto a dioxetano
puede estar entre 0,1:1 aproximadamente y 100:1 aproximadamente,
preferiblemente entre 1:1 y 20:1 aproximadamente. Finalmente, la
relación molar del intensificador aniónico hidrofóbico respecto al
surfactante puede estar entre 0,1:1 y 10:1 aproximadamente,
preferiblemente entre 0,5:1 aproximadamente y 3:1 aproximadamente y
más preferiblemente entre 0,5:1 y 1,5:1 aproximadamente.
Por consiguiente, la presente invención se
refiere a un método mejorado para detectar quimioluminiscencia en
ensayos de hibridación de ácidos nucleicos en fase de solución en
los que se utilizan sondas de marcaje que llevan fosfatasa alcalina,
según se describe posteriormente con detalle y se ejemplifica en la
presente en los Ejemplos 1 y 5. Además, será obvio para aquellas
personas con experiencia habitual en la técnica que las
composiciones de intensificadores aniónicos hidrofóbicos y los
métodos de la presente invención pueden ser útiles en otros
procedimientos que empleen ensayos de quimioluminiscencia
incrementada por surfactantes. Ejemplos de tales ensayos incluyen
ensayos sobre inmunoabsorbente con enzima unido (ELISAs),
Transferencia Western, Transferencia Southern, otros ensayos que
utilicen sistemas de detección basados en fosfatasa alcalina y
similares.
La invención proporciona también nuevos ensayos
que son específicos (por ejemplo, capaces de reconocer diferencias
de un solo nucleótido entre secuencias de ácido nucleico de
analitos), sensibles (por ejemplo, capaces de cuantificar cantidades
de attomoles de los ácidos nucleicos analito) y fácilmente
automatizados. Por tanto, la invención es particularmente útil en
ensayos de selección en sangre y en ensayos para la determinación de
genotipos o subtipos. La invención es particularmente adecuada para
el análisis de mutaciones de ADN genómico o ARN y para otros
análisis estructurales de ácidos nucleicos. Además, la invención
puede ser utilizada para monitorizar terapia génica o terapia con
fármacos antisentido y para la generación de mapas de sondas
discontinuas que se unen estrechamente a dianas de ácido nucleico
para utilización en diagnóstico o como agentes terapéuticos
antisentido, según está descrito en la Solicitud PCT Nº
PCT/US95/15779 comúnmente asignada a Collins, registrada el 5 de
Diciembre de 1995 y titulada "Discontinuous Probe Design Using
Hybritope Mapping".
La práctica de la presente invención empleará, a
no ser que se indique de otro modo, técnicas convencionales de
química orgánica de síntesis, de bioquímica, de biología molecular y
similares, que están todas ellas dentro de la experiencia habitual
en el oficio. Tales técnicas están explicadas con todo detalle en la
literatura. Ver, por ejemplo, Sambrook, Fritsch y Maniatis,
Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Segunda Edición
(1989); Oligonucleotide Synthesis (M.J. Gait, ed., 1984);
Nucleic Acid Hybridization (B.D. Hames y S.J. Higgins, eds.,
1984) y una serie, Methods in Enzymology (Academic Press,
Inc.).
Debe comprenderse que aunque la invención ha sido
descrita junto con las realizaciones específicas preferidas de la
misma, la descripción anterior así como los ejemplos que siguen
están destinados a ilustrar la invención. Otros aspectos, ventajas y
modificaciones dentro del ámbito de la invención serán obvios para
aquellas personas con experiencia en la técnica a la que pertenece
la invención.
Los ejemplos siguientes se han puesto para
proporcionar a aquellas personas con experiencia habitual en la
técnica una explicación y una descripción completas de cómo producir
y utilizar los compuestos de la invención, y no tienen la intención
de limitar el ámbito de lo que los inventores consideran como su
invención. Se han hecho esfuerzos para asegurar la precisión con
respecto a los números (por ejemplo, cantidades, temperatura, etc.)
pero algunos errores y desviaciones estarían justificados. A no ser
que se indique de otro modo, las partes son partes en peso, la
temperatura es en ºC y la presión es, o está próxima a, la presión
atmosférica.
En los Ejemplos 1 y 5, un oligonucleótido marcado
con un superíndice "c" indica un oligonucleótido que es
complementario al oligonucleótido que no está marcado así. Por
tanto, "diana^{c}" es un oligonucleótido que contiene una
secuencia diana que es complementaria a "diana". Un
oligonucleótido marcado con un superíndice "c'" indica un
oligonucleótido que es complementario a un oligonucleótido marcado
con un superíndice "c". Por tanto, "diana^{c'}" indica
un oligonucleótido que contiene una secuencia de ácido nucleico que
es complementaria a "diana^{c}".
Se prepararon sondas oligonucleotídicas
utilizando una preparación de fosfatasa alcalina hidrofóbica, sin
anclaje. El proceso de conjugación de la sonda oligonucleotídica fue
llevado a cabo bajo condiciones que dirigían selectivamente la
conjugación a una población uniforme de sitios en el enzima y en
presencia de fosfato para asegurar que el sitio activo del enzima no
estuviera disponible para conjugación. Se produjo una población
homogénea de conjugados fosfatasa
alcalina-oligonucleótido después de la purificación
posterior del conjugado utilizando etapas de cromatografía
adicionales.
A. Purificación de Fosfatasa Alcalina. La
fosfatasa alcalina fue purificada a partir de una fuente
comercialmente disponible para producir una preparación hidrofílica,
sin anclaje, según sigue.
Se preparó una columna de afinidad de fosfatasa
alcalina de acuerdo con el método de Landt y col., supra. La
columna fue llenada utilizando 1 ml aproximadamente de suspensión de
resina de ácido L-histidildiazobencilfosfónico
(Sigma) por mg de fosfatasa alcalina. La columna con el vertido fue
rellenada haciendo correr a través de la misma
Tris-HCl 10 mM, pH 8,0, a una velocidad de
10-20 ml/hora aproximadamente. La densidad óptica
del efluente de la columna fue monitorizada a 280 nm hasta que la
DO_{280} fue de 0,00 aproximadamente.
Se preparó fosfatasa alcalina soluble lavada y
concentrada según sigue. La fosfatasa alcalina (Boehringer Mannheim)
fue concentrada, y el tampón en el que el enzima había sido
suministrado originalmente fue cambiado por Tris-HCl
10 mM, pH 8,0, en un concentrador Centricon-30
(Amicon) que había sido lavado con Tris-HCl 10 mM,
pH 8,0. Se añadieron el enzima y Tris-HCl 10 mM, pH
8,0, y el concentrador fue centrifugado a 3000-4000
x g. Este proceso fue repetido dos veces.
La fosfatasa alcalina concentrada, lavada, fue
aplicada a la columna rellenada a una velocidad de
10-20 ml/hora. La columna fue lavada utilizando
Tris-HCl 10 mM para eliminar las impurezas que no se
unían específicamente a la resina. La fosfatasa alcalina retenida
fue eluida con Na_{2}HPO_{4} 10 mM en Tris-HCl
10 mM, pH 8,0.
Las fracciones recogidas que contenían fosfatasa
alcalina fueron concentradas utilizando un
Centriprep-30 (Amicon) o un
Centricon-30, o ambos, según se describió
anteriormente. La fosfatasa alcalina concentrada fue lavada en
tampón fosfato 100 mM, pH 7,2, a 4ºC o en tampón de almacenamiento
de fosfatasa alcalina que contenía cloruro de sodio 3 M, cloruro de
magnesio 1 mM, cloruro de zinc 0,1 mM, trietilamina 30 mM, pH
7,4.
B. Conjugación de la Fosfatasa Alcalina a una
Sonda Oligonucleotídica para Formar la Sonda de Marcaje. La porción
(X) amina de cadena larga 3' ("LCA") del oligonucleótido
bla3
(5'-AAGTACGACAACCACATCX-3'), en el
que X es
N^{4}-(6-aminocaproil-2-aminoetil)-citosina,
es activada utilizando bis(sulfosuccinimidil)suberato
("BS^{3}") (Pierce) en una proporción 1:10 de
bla3:BS^{3}. De este modo, BS^{3} (21,5 mg) y bla3
(274 nmoles/ml) son añadidos a tampón fosfato 100 mM, pH 7,8, e
incubados durante 30 minutos a temperatura ambiente.
La mezcla de reacción es aplicada a una columna
NAP-5 (Pharmacia) previamente equilibrada con tampón
fosfato 100 mM, pH 6,5, a 4ºC. El producto deseado es eluido
utilizando tampón fosfato 100 mM, pH 6,5, a 4ºC. Si se desea, el
oligonucleótido activado puede ser purificado adicionalmente
utilizando una etapa de precipitación con etanol.
Con el fin de proporcionar una sonda de marcaje
de acuerdo con el método de la invención, la reacción de conjugación
puede ser llevada a cabo a varios pHs y a varias proporciones de
ADN:enzima para determinar las condiciones deseadas para la
conjugación. El bla3 purificado, activado, es añadido a
aproximadamente 100 nmoles/ml de la fosfatasa alcalina purificada
por afinidad en tampón fosfato 100 mM, pH 7,2 o pH 7,8, a 4ºC, a una
proporción ADN:enzima de 5:1, 25:1 ó 100:1, e incubado durante 30
minutos a 4ºC. El producto de reacción es concentrado y lavado en
tampón de almacenamiento de fosfatasa alcalina utilizando un
Centricon-30. La etapa de lavado se repite tres
veces para asegurar que el ADN no reaccionado fluye a través de la
membrana del filtro y está minimizado en el producto.
Si es necesario, el conjugado fosfatasa
alcalina-oligonucleótido puede ser purificado
adicionalmente utilizando, por ejemplo, cromatografía de intercambio
iónico, cromatografía hidrofóbica, cromatografía de fase reversa,
cromatoenfoque o cromatografía de afinidad. La proporción de marca
respecto al ADN es determinada utilizando electroforesis analítica
en gel. La actividad enzimática es determinada utilizando técnicas
de ensayo convencionales (ver Landt y col., supra). Las
aminas reactivas marcadas son determinadas mediante digestión de la
fosfatasa alcalina conjugada y la realización de un análisis de
aminoácidos utilizando técnicas convencionales.
Se preparó fosfatasa alcalina concentrada,
lavada, según se describió en el Ejemplo 1.
La fosfatasa alcalina concentrada fue diluida
hasta 1 attomol/microlitro en solución de sustrato
((3-(2'-espiroadamantano)-4-metoxi-4-(3''-fosforiloxi)-fenil-1,2-dioxetano
(sal disódica) (0,33 mM) (Lumigen® PPD, Lumigen, Inc., Southfield,
MI) en tampón
2-metil-2-amino-1-propanol
0,2 M, pH 9,6, con MgCl_{2} 0,88 mM y 1,0 mg/ml de dicloruro de
1-(tri-n-octilfosfoniometil)-4-(tri-n-butilfosfoniometil)
benceno (ver, la Publicación de EPA Nº 0630884)) o en solución de
sustrato con SDS 0,03% a 4ºC. Una alícuota de 50 microlitros de cada
una de las soluciones fue transferida a un luminómetro e incubada a
37ºC. La quimioluminiscencia generada en las soluciones fue
monitorizada durante los tiempos indicados en la Fig. 3. Se observó
una intensificación de la señal de quimioluminiscencia catalizada
por fosfatasa alcalina producida por el SDS 0,03% en todos los
puntos de tiempo analizados.
Estos experimentos fueron realizados para
determinar la variación a lo largo del tiempo y la dependencia de la
concentración de la quimioluminiscencia intensificada por SDS y el
efecto del SDS sobre la quimioluminiscencia de fondo generada en
ausencia de fosfatasa alcalina.
A. Cincuenta microlitros de solución de sustrato
o de solución de sustrato con SDS al 0,03%, preparadas según se
describió en los Ejemplos 1 y 2, fueron incubados a 37ºC en un
luminómetro y se monitorizó la quimioluminiscencia a los tiempos
indicados en la Fig. 4A. Los resultados representados en la Fig. 4A
indican que el efecto del SDS, intensificador de la generación de la
señal quimioluminiscente, es específico para la señal catalizada por
el enzima.
B. Se prepararon soluciones de sustrato que
contenían varias concentraciones de SDS o soluciones de sustrato que
contenían varias concentraciones de SDS y 1 attomol/microlitro de
fosfatasa alcalina a 4ºC, según se describió en los Ejemplos 1 y 2;
la concentración final de SDS en cada solución está indicada en la
Fig. 4B. Alícuotas de cincuenta microlitros de cada solución fueron
incubadas 37ºC en un luminómetro. La quimioluminiscencia fue medida
después de una incubación de 60 minutos. Los resultados
representados en la Fig. 4B muestran el incremento máximo de
generación de quimioluminiscencia catalizada por el enzima a una
concentración dada de SDS. Además, estos resultados muestran que,
incluso a concentraciones mayores de SDS, no hay ningún efecto del
intensificador en ausencia del enzima.
La finalidad de este experimento era comparar el
efecto del SDS, un intensificador aniónico, con el de
Brij-35, un detergente no iónico, sobre la
quimioluminiscencia generada por la fosfatasa alcalina.
La fosfatasa alcalina fue preparada y conjugada a
una sonda oligonucleotídica según se describió en el Ejemplo 1.
La fosfatasa alcalina conjugada a la sonda
oligonucleotídica fue diluida hasta 1 attomol/microlitro de
fosfatasa alcalina en solución de sustrato preparada según se
describió en el Ejemplo 2 y que contenía varias concentraciones de
SDS o de Brij-35 a 4ºC; la concentración final de
SDS o de Brij-35 está indicada en la Fig. 5.
Alícuotas de cincuenta microlitros de cada una de las soluciones
fueron incubadas a 37ºC en un luminómetro y la quimioluminiscencia
fue medida después de una incubación de 60 minutos.
Los resultados de este experimento están
representados en la Fig. 5, en la que puede observarse la
intensificación de la quimioluminiscencia por SDS y la ausencia de
intensificación por Brij-35. Estos resultados
indican que la intensificación de la quimioluminiscencia generada
por fosfatasa alcalina puede ser observada con fosfatasa alcalina
soluble esté o no conjugada a una sonda oligonucleotídica.
Este ensayo fue realizado utilizando el formato
de ensayo esquematizado en forma de diagrama en la Fig. 2 para
detectar la presencia de una sonda del elemento de respuesta Rev del
virus de la inmunodeficiencia humana ("la sonda RRE") que tiene
la secuencia
5'-TCCTGCTGCTCCCAAGAA-3'. Extractos
de células MOLT-3 (ATCC CRL 1552), citoplásmicos o
nucleares, fueron separados por centrifugación y a los mismos se
añadieron varias cantidades de la sonda RRE para estimular la
cuantificación de moléculas antisentido terapéuticas en las
células.
Se añadieron 50 ml de diluyente amp (suero
de caballo 50%, azida de sodio 0,05%, SDS 1,3%, SSC 5X (SSC 20X
contiene 175 g/l de cloruro de sodio y 88 g/l de citrato de sodio),
0,5 mg/ml de proteinasa K, Tris-HCl 6 mM, Proclin
300® (Rolm-Haas) 0,05% y fluoruro de
fenilmetilsulfonilo 0,006 mM) que contenía 1 fmol/pocillo del
extensor de captura "PSCP^{c}-diana^{c}"
(5'-TTCTTGGGAGCAGCAGGACTCTTGGAAAGAAAGTGAAGTG-3')
a los pocillos de una placa de microvaloración a los que se había
unido la sonda de captura "PSCP"
(5'-XCACTTCACTTTCTTTCCAAGAG-3'),
donde X es según se definió anteriormente. Después de 30 minutos a
37ºC, los pocillos fueron lavados 2 veces con tampón de lavado A
(SDS 0,1%, SSC 0,1X, azida de sodio 0,05% y Proclin 300® 0,05%).
Para los datos mostrados en las Tablas 2 y 3, se añadieron a los
pocillos 50 ml de extractos celulares correspondientes a 0, 24.000,
48.000 ó 72.000 células MOLT-3 que contenían 0, 2,
4, 6 u 8 fmoles de la sonda RRE. Para los datos mostrados en la
Tabla 3, se añadieron a los pocillos 50 ml de extractos celulares
correspondientes a 0, 60.000, 120.000 ó 180.000 células
MOLT-3 que contenían 0, 2, 4, 6 u 8 fmoles de la
sonda RRE. La mezcla de reacción fue incubada durante 30 minutos a
37ºC. Los pocillos fueron lavados dos veces con tampón de lavado
A.
La sonda de marcaje fosfatasa
alcalina-bla3 preparada de acuerdo con el método descrito en
el Ejemplo 4, fue añadida a diluyente amp que contenía el
extensor de marcaje bla3^{c}-diana^{c'}
(5'-GATGTGGTTGTCGTACTTTCCTGCT-
GCTCCCAAGAA-3') en un volumen final de 100 ml. La mezcla de reacción fue incubada durante 30 minutos a 37ºC. La mezcla de reacción fue diluida con diluyente de marca y añadida a los pocillos a una concentración final de 5 fmoles por 50 ml.
GCTCCCAAGAA-3') en un volumen final de 100 ml. La mezcla de reacción fue incubada durante 30 minutos a 37ºC. La mezcla de reacción fue diluida con diluyente de marca y añadida a los pocillos a una concentración final de 5 fmoles por 50 ml.
Después de incubar la mezcla de reacción durante
1 hora a 37ºC, los pocillos de microvaloración fueron lavados dos
veces con tampón de lavado A y posteriormente dos veces con tampón
de lavado D (Brij-35 0,1%, cloruro de magnesio 5 mM,
Tris-HCl 0,1 M, azida de sodio 0,01% y Proclin 300®
0,01%). Posteriormente se añadieron a los pocillos de
microvaloración lavados 50 ml de
(3-(2'-espiroadamantano)-4-metoxi-4-(3''-fosforiloxi)-fenil-1,2-dioxetano
(sal disódica) (0,33 mM) (Lumigen® PPD, Lumigen, Inc., Southfield,
MI) en tampón
2-metil-2-amino-1-propanol
0,2 M, pH 9,6, con MgCl_{2} 0,88 mM y 1,0 mg/ml de dicloruro de
1-(tri-n-octilfosfoniometil)-4-(tri-n-butilfosfoniometil)benceno
(ver, la Publicación de EPA Nº 0630884) y SDS 0,03%. Las placas de
microvaloración fueron incubadas durante 30 minutos a 37ºC y se
detectó la señal generada.
Los datos tabulados en las Tablas 2 y 3 indican
que el ensayo es lineal a lo largo del rango de concentraciones de
la sonda analizadas, que la precisión es muy elevada (según está
reflejado por el %C.V.) y que la presencia de un extracto nuclear de
células MOLT-3 no interfiere con la detección de la
sonda.
Adición de Extractos Citoplásmicos de Células MOLT-3 | ||||
Sonda (fmoles) | Señal Media | Desviación Estándar | %C.V. | Señal - Ruido |
0 Células | ||||
0 | 779,65 | 26,22 | 0,03 | 775,47 |
2 | 641,68 | 45,26 | 0,07 | 637,50 |
4 | 496,43 | 15,73 | 0,03 | 492,25 |
6 | 361,13 | 12,53 | 0,03 | 356,95 |
8 | 317,53 | 11,12 | 0,04 | 313,35 |
24.000 Células | ||||
0 | 823,48 | 10,10 | 0,01 | 818,99 |
2 | 680,75 | 47,93 | 0,07 | 676,26 |
4 | 480,45 | 18,41 | 0,04 | 475,96 |
6 | 369,28 | 16,43 | 0,04 | 364,79 |
8 | 279,28 | 17,08 | 0,06 | 274,79 |
48.000 Células | ||||
0 | 824,13 | 10,93 | 0,01 | 819,74 |
2 | 678,98 | 69,74 | 0,10 | 674,59 |
4 | 485,32 | 20,68 | 0,04 | 480,94 |
6 | 384,33 | 5,76 | 0,01 | 379,94 |
8 | 280,63 | 6,07 | 0,02 | 276,24 |
72.000 Células | ||||
0 | 787,48 | 24,82 | 0,03 | 782,08 |
2 | 666,93 | 64,31 | 0,10 | 661,53 |
4 | 481,65 | 29,15 | 0,06 | 476,25 |
6 | 389,28 | 10,63 | 0,03 | 383,88 |
8 | 292,98 | 13,27 | 0,05 | 287,58 |
Sonda (fmoles) | Extracto Nuclear Añadido (Número de Células) | |||
0 | 60.000 | 120.000 | 180.000 | |
0 | 788,4 | 771,6 | 815,4 | 777,6 |
2 | 625,0 | 614,9 | 644,5 | 664,7 |
4 | 436,5 | 468,4 | 456,2 | 455,9 |
6 | 335,4 | 352,1 | 357,7 | 347,0 |
8 | 266,1 | 263,8 | 269,1 | 307,9 |
\vskip1.000000\baselineskip
La finalidad de este experimento era identificar
el efecto del SDS, un intensificador aniónico, sobre otros sistemas
de señales quimioluminiscentes. Las moléculas de este ejemplo que
pueden ser activadas para producir una señal quimioluminiscente son
CSPD® (sal disódica del éster monofosfato de
3-(4-metoxiespiro{1,2-dioxetano-3,2'-(5'-cloro)tricloro[3.3.1.1^{3,7}]decan}-4-il)fenilo,
Tropix, Bedford, MA) y CDP-Star® (Tropix, Bedford,
MA). Las moléculas intensificadoras primarias son
Emerald-II^{TM} y
Sapphire-II^{TM} (ambas de Tropix, Bedford, MA),
que son sales de amonio cuaternario poliméricas formuladas con o sin
un intensificador fluorescente.
Se añadió fosfatasa alcalina a los micropocillos
a varias concentraciones en cinco microlitros de tampón de lavado
(Tris 0,1 M, pH 8,0, MgCl_{2} 10 mM, ZnCl_{2} 0,1 mM,
Brij-35 0,1%) con 50 microlitros de varias
combinaciones de los agentes quimioluminiscentes y de los
intensificadores primarios anteriormente enumerados, con y sin SDS
0,03%. Los pocillos fueron incubados durante 30 minutos a 37ºC en un
luminómetro con temperatura controlada, y posteriormente se
determinaron las unidades relativas de luz (URLs).
Se determinó la relación de la señal respecto al
fondo (S/B) dividiendo las RLUs producidas por la fosfatasa alcalina
entre las RLUs producidas por el diluyente. Los datos de la Tabla 4
muestran que la adición de SDS al sistema de
CSPD-Sapphire II incrementa la relación S/B.
\vskip1.000000\baselineskip
Fosfatasa Alcalina | CSPD SAPPHIRE II | |||
(Moléculas/ml) | ||||
Sin SDS | + SDS 0,03% | |||
Señal | S/B | Señal | S/B | |
1,2 x 10^{7} | 861 | 6.726 | 2.914 | 14.570 |
1,5 x 10^{6} | 167 | 1.304 | 801 | 4.005 |
1,9 x 10^{5} | 22,1 | 173 | 86,5 | 433 |
1,2 x 10^{4} | 1,83 | 14,3 | 6,88 | 34,4 |
Diluyente | 0,128 | - | 0,2 | - |
Fosfatasa Alcalina | CDP STAR + EMERALD II | |||
(Moléculas/ml) | ||||
Sin SDS | + SDS 0,03% | |||
Señal | S/B | Señal | S/B | |
1,2 x 10^{7} | 949 | 3.340 | 4.741 | 3.560 |
1,5 x 10^{6} | 132 | 465 | 610 | 459 |
1,9 x 10^{5} | 16,5 | 58,5 | 92,5 | 69,5 |
1,2 x 10^{4} | 1,58 | 5,6 | 7,31 | 5,5 |
Diluyente | 0,284 | - | 1,33 | - |
CDP STAR + SAPPHIRE II | ||||
Sin SDS | + SDS 0,03% | |||
Señal | S/B | Señal | S/B | |
1,2 x 10^{7} | 694 | 6.310 | 8.222 | 5.555 |
1,5 x 10^{6} | 106 | 964 | 1.135 | 767 |
1,9 x 10^{5} | 15,5 | 141 | 158,5 | 107 |
1,2 x 10^{4} | 1,20 | 10,9 | 14,7 | 9,9 |
Diluyente | 0,11 | - | 1,48 | - |
(1) INFORMACIÓN GENERAL
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- SOLICITANTE: CHIRON CORPORATION
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TÍTULO DE LA INVENCIÓN: Intensificación de Fosfatasa Alcalina con SDS en Sustratos Quimioluminiscentes y Ensayos de Inhibición en Enzimática
\vskip0.800000\baselineskip
- (iii)
- NÚMERO DE SECUENCIAS: 5
\vskip0.800000\baselineskip
- (iv)
- DIRECCIÓN PARA CORRESPONDENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- DESTINATARIO: Chiron Corporation
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- CALLE: 4560 Horton Street
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- CIUDAD: Emeryville
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- ESTADO: California
\vskip0.500000\baselineskip
- (E)
- PAÍS: Estados Unidos
\vskip0.500000\baselineskip
- (F)
- ZIP: 94608
\vskip0.800000\baselineskip
- (v)
- FORMA LEGIBLE POR ORDENADOR:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- TIPO DE MEDIO: Disco magnético flexible
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- ORDENADOR: IBM PC compatible
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- SISTEMA OPERATIVO: PC-DOS/MS-DOS
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- PROGRAMA: PatentIn Release #1.0, Versión #1.30
\vskip0.800000\baselineskip
- (vi)
- DATOS DE LA SOLICITUD ACTUAL:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- NÚMERO DE SOLICITUD:
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- FECHA DE REGISTRO:
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- CLASIFICACIÓN:
\vskip0.800000\baselineskip
- (viii)
- INFORMACIÓN SOBRE EL REPRESENTANTE/AGENTE:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- NOMBRE: Goldman Esq., Kenneth M.
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- NÚMERO DE REGISTRO: 34.174
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- NÚMERO DE REFERENCIA/EXPEDIENTE: 1014.100
\vskip0.800000\baselineskip
- (ix)
- INFORMACIÓN SOBRE TELECOMUNICACIÓN:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- TELÉFONO: (510) 601-2719
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TELEFAX: (510) 655-3542
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº:1:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 19 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: ADN (genómico)
\vskip0.800000\baselineskip
- (ix)
- CARACTERÍSTICAS:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- NOMBRE/CLAVE: características varias
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- LOCALIZACIÓN: 19
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- OTRA INFORMACIÓN: /nombre estándar= "N4-(6-aminocaproil-2-aminoetil)citosina"
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEC ID Nº:1:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipAAGTACGACA ACCACATCN
\hfill19
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº:2:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 18 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: ADN (genómico)
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEC ID Nº:2:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipTCCTGCTGCT CCCAAGAA
\hfill18
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº:3:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 40 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: ADN (genómico)
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEC ID Nº:3:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipTTCTTGGGAG CAGCAGGACT CTTGGAAAGA AAGTGAAGTG
\hfill40
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº:4:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 23 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: ADN (genómico)
\vskip0.800000\baselineskip
- (ix)
- CARACTERÍSTICAS:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- NOMBRE/CLAVE: características varias
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- LOCALIZACIÓN: 1
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- OTRA INFORMACIÓN: /nombre estándar= "N4-(6-aminocaproil-2-aminoetil)citosina"
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEC ID Nº:4:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipNCACTTCACT TTCTTTCCAA GAG
\hfill23
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº:5:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 36 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: ADN (genómico)
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEC ID Nº:5:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipGATGTGGTTG TCGTACTTTC CTGCTGCTCC CAAGAA
\hfill36
Claims (10)
1. Una sonda de marcaje que comprende una
fosfatasa alcalina hidrofílica purificada conjugada a una sonda
oligonucleotídica.
2. Una sonda de marcaje de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que el oligonucleótido está conjugado a una
población uniforme de sitios en la fosfatasa alcalina.
3. Una sonda de marcaje de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, en la que la fosfatasa alcalina hidrofílica
purificada consta esencialmente de un dímero de fosfatasa
alcalina.
4. Un método para preparar una sonda de marcaje
de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, que comprende:
(a) la provisión de una fosfatasa alcalina
hidrofílica purificada y
(b) la conjugación de la fosfatasa alcalina
hidrofílica con una sonda oligonucleotídica.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4,
en el que la fosfatasa alcalina es conjugada a la sonda
oligonucleotídica en presencia de un agente protector del sitio
activo de la fosfatasa alcalina.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación 4 ó
5, en el que el agente protector del sitio activo de la fosfatasa
alcalina es seleccionado del grupo que consta de sustratos de la
fosfatasa alcalina, análogos de sustratos de la fosfatasa alcalina e
inhibidores de la fosfatasa alcalina.
7. Un método para detectar un oligonucleótido
diana en una muestra, que comprende:
(a) la provisión de una sonda de captura (CP)
unida a un soporte que contiene una región que tiene una secuencia
de ácido nucleico C-3;
(b) la provisión de una sonda de marcaje (LP) de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 que contiene
una región que tiene una secuencia de ácido nucleico
L-3;
(c) la provisión de un extensor de marcaje (LE)
que contiene una región que tiene una primera y una segunda
secuencia de ácido nucleico, donde la primera secuencia de ácido
nucleico L-2 del LE es complementaria a la secuencia
de ácido nucleico L-3 y la segunda secuencia de
ácido nucleico L-1 del LE es complementaria a una
secuencia de ácido nucleico del analito diana;
(d) la provisión de un extensor de captura (CE)
que contiene una región que tiene una primera y una segunda
secuencia de ácido nucleico, donde la primera secuencia de ácido
nucleico C-2 del CE es complementaria a la secuencia
de ácido nucleico C-3 y la segunda secuencia de
ácido nucleico C-1 del CE es complementaria a la
segunda secuencia de ácido nucleico L-1 del LE;
(e) la incubación de la muestra con el LE y con
la LP bajo condiciones para una primera hibridación con el fin de
formar una primera mezcla de reacción que contiene un complejo
híbrido LP/LE/diana y un complejo híbrido LP/LE no unido;
(f) la incubación de la primera mezcla de
reacción con la superficie de un soporte sólido que contiene un
complejo híbrido CE/CP unido a la superficie bajo condiciones para
una segunda hibridación, formándose de este modo una segunda mezcla
de reacción que contiene un complejo híbrido LP/LE/diana/CE/CP unido
a la superficie y un complejo LP/LE/diana no unido;
(g) la separación posterior de los materiales no
unidos al soporte sólido de los unidos al soporte sólido y
(h) la detección de la presencia de marca en el
complejo híbrido LP/LE/diana/CE/CP unido al soporte.
8. Un método para detectar un oligonucleótido
diana en una muestra, que comprende:
(a) la provisión de una sonda de captura (CP)
unida a un soporte que contiene una región que tiene una secuencia
de ácido nucleico C-3;
(b) la provisión de una sonda de marcaje (LP) de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 que contiene
una región que tiene una secuencia de ácido nucleico
L-3;
(c) la provisión de un extensor de captura (CE)
que contiene una región que tiene una primera y una segunda
secuencia de ácido nucleico, donde la primera secuencia de ácido
nucleico C-2 del CE es complementaria la secuencia
de ácido nucleico C-3 y la segunda secuencia de
ácido nucleico C-1 del CE es complementaria a una
secuencia de ácido nucleico del analito diana;
(d) la provisión de un extensor de marcaje (LE)
que contiene una región que tiene una primera y una segunda
secuencia de ácido nucleico, donde la primera secuencia de ácido
nucleico L-2 del LE es complementaria a la secuencia
de ácido nucleico L-3 y la segunda secuencia de
ácido nucleico L-1 del LE es complementaria a la
segunda secuencia de ácido nucleico C-1 del CE;
(e) la incubación de la muestra con el CE y la CP
bajo condiciones para una primera hibridación con el fin de formar
una primera mezcla de reacción que contiene complejos híbridos
CP/CE/diana y complejos híbridos CP/CE no unidos;
(f) la incubación de la primera mezcla de
reacción con un complejo híbrido LE/LP bajo condiciones para una
segunda hibridación, formándose de este modo una segunda mezcla de
reacción que contiene un complejo híbrido LP/LE/diana/CE/CP unido a
la superficie y un complejo LP/LE no unido;
(g) la separación posterior de los materiales no
unidos al soporte sólido de los unidos al soporte sólido; y
(h) la detección de la presencia de marca en el
complejo híbrido LP/LE/diana/CE/CP unido al soporte.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 7 u
8, en el que la marca es detectada por una señal
quimioluminiscente.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9,
en el que la señal quimioluminiscente es generada por la activación
de un 1,2-dioxetano estable.
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---|---|---|---|
US472756 | 1990-01-31 | ||
US08/472,756 US5780227A (en) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | Oligonucleotide probe conjugated to a purified hydrophilic alkaline phosphatase and uses thereof |
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