ES2266296T3 - Segmentos preferidos de proteina de la cadena neural y procedimientos de uso de los mismos. - Google Patents
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Abstract
Un péptido que no supera los 25 aminoácidos de longitud que comprende una secuencia de aminoácidos seleccionada del grupo constituido por: (a) H H A R L; (b) H A R L I; (c) H A R L I L; (d) H H A R L C L; (e) A R L I L; (f) H H A R L I F; (g) T H A R L I L; (h) H A R L C L; (i) A R L C L; (j) M F A R L I L; (k) F A R L I L; (l) F A R L I; (m) H A R L I F.
Description
Segmentos preferidos de proteína de la cadena
neural y procedimientos de uso de los mismos.
La presente invención está dirigida a segmentos
preferidos de proteína de la cadena neural útiles, por ejemplo, en
ensayos de unión, purificación de proteína, terapia y
diagnóstico.
La enfermedad de Alzheimer (EA) es una
enfermedad neurodegenerativa actualmente incurable que afecta al
menos a 12 millones de personas en todo el mundo. La EA es
predominantemente una enfermedad de la ancianidad, con una tasa de
incidencia de aproximadamente un 1% para los 65 años de edad y
elevándose estimadamente a un 40% para los 85 años de edad. Ya que
la población en conjunto se hace mayor debido a los avances médicos,
el aumento de las expectativas de vida y el envejecimiento de la
generación del "baby boom", se espera que la incidencia global
de la EA aumente y presente una carga aún mayor para los sistemas
sanitarios y para los pacientes y sus cuidadores y familias.
No existe a día de hoy un tratamiento eficaz
para la EA. Los tratamientos disponibles actualmente tales como
Aricept® (HCl de donepezilo; Pfizer Corp.), Exelon® (tartrato de
rivastigmina; Novartis Pharmaceuticals Corp.) y Cognex® (tacrina;
Warner Lambert Corp.) pretenden proporcionar una medida de alivio
sintomático para pacientes con EA leve a moderada y no se dirigen a
las causas de la enfermedad.
El diagnóstico clínico de la EA es también
imperfecto, la exactitud varía desde aproximadamente
50-60% para médicos de cabecera a
80-90% para especialistas en enfermedad de Alzheimer
en centros de referencia (Moisa et al., J. Neurol. Neurosurg.
Psychiatry, 48(11): 1085-1090 (1985);
Rocca et al., Ann. Neurol. 19: 415-424
(1986); Burns et al., BMJ, 301 (6759); 1026 (1990); Risse
et al., Am. J. Psychiatry, 147(2):
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Scand. 85(4): 264-269 (1992); Méndez
et al., Alzheimer Dis. Assoc. Disord., 6:
35-43 (1992); Fleming et al., Mayo Clin.
Proc., 7: 1093-1107 (1995);
Corey-Bloom et al., Neurology, 45:
211-218 (1995) y Bowler et al., J. Neurol.
Neurosurg. Psychiatry, 64(1): 18-24
(1998). Hay un retardo medio de casi tres años desde los síntomas
iniciales hasta cuando se hace el diagnóstico de EA (Jorst et
al., J. Am. Geriatr. Soc., 43(11);
1248-1255 (1995)).
Se ha reconocido que un biomarcador fiable sería
una ayuda significativa en el diagnóstico exacto y temprano de la EA
(Growdon et al., Neurobiol. Aging, 19:
109-116 (1998)). Aunque están actualmente
disponibles diversos marcadores bioquímicos y genéticos, sus
correlaciones clínico-patológicas se consideran
generalmente demasiado bajas para uso clínico rutinario. Por
ejemplo, el alelo \varepsilon4 de apolipoproteína E es un factor
de riesgo genético que se encuentra sólo en un 50% de los casos de
EA (Myers et al., Neurology 46(3):
673-677 (1996)), y las medidas de proteína tau y
beta-amiloide en líquido cefalorraquídeo (LCR) y Ap
sérica tienen una superposición significativa entre los niveles con
EA y sin EA, limitando su utilidad (Pirttila et al., J. Neurol.
Sci., 127(1): 90-95 (1994); Arai et
al., Ann. Neurol., 38: 649-652 (1995); Jensen
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189-191 (1995); Motter et al., Ann. Neurol.,
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Ann. Clin. Lab. Sci., 25(3): 207-217
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al., Neurology, 45(4): 788-793 (1995);
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(1998); Nitsch et al., Ann. Neurol., 37(4):
512-518 (1995); van Gool et al., Ann.
Neurol., 37(2): 277-279 (1995); Tamaoka
et al., J. Neurol. Sci., 151(1-2);
65-68 (1996) y Pirtilla et al., Arch.
Neurol., 53(2): 189-193 (1996)). Otros
marcadores propuestos, tales como la respuesta pupilar a la
tropicamida (Scinto et al., Science, 266:
1051-1054 (1994) y Growdon et al., Arch.
Neurol., 54(7): 841-844 (1997)) y
factores séricos tales como p-97 (Kennard et al.,
Nat. Med., 2(11): 1230-1235 (1996)), no
se han validado todavía en estudios clínicos controlados repetidos.
Los mayores inconvenientes de la mayoría de marcadores de EA
propuestos son que habitualmente son moléculas no específicas de
cerebro asociadas a la patología de EA y que no son medibles
fiablemente en fluidos periféricos.
Las proteínas de la cadena neural (NTP) son una
nueva familia de proteínas cerebrales recientemente caracterizadas.
La NTP es una fosfoproteína asociada a membrana de \sim41 kDa con
funciones relacionadas con arborización neurítica y muerte celular
(de la Monte et al., J. Clin. Invest., 100:
3093-3104 (1997); y de la Monte et al., Alz.
Rep., 2: 327-332 (1999)). Existen evidencias
convincentes que ligan la NTP con la EA. El ARNm de NTP se regula
positivamente en el cerebro con EA en comparación con los controles;
los niveles de proteína NTP en cerebro y LCR son mayores en EA que
en los controles; y se encuentra claramente inmunorreactividad de
NTP en placas seniles, en marañas neurofibrilares (NFT), en
neuronas degeneradas, hebras de neuropilo y arborizaciones
neuríticas distróficas en cerebros con EA y síndrome de Down (Ozturk
et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86:
419-423 (1989); de la Monte et al., J. Clin.
Invest., 86(3): 1004-1013 (1990); de la
Monte et al., J. Neurol. Sci. 113(2):
152-164 (1992); de la Monte et al., Ann.
Neurol., 32(6): 733-742 (1992); de la
Monte et al., J. Neuropathol. Exp. Neurol., 55(10):
1038-1050 (1996); de la Monte et al., J. Neurol.
Sci., 138(1-2); 26-35
(1996); de la Monte et al., J. Neurol. Sci., 135(2):
118-125 (1996); de la Monte et al., J. Clin.
Invest., 100: 3093-3104 (1997) y de la Monte
et al., Alz. Rep., 2: 327-332 (1999)). La
acumulación de NTP en las neuronas ocurre tempranamente en la
neurodegeneración de EA (antes de la formación de NFT). Se ha
identificado también NTP en tejido de cerebro con síndrome de Down
(Wands et al., publicación de patente internacional nº WO
90/06993; de la Monte et al., Alz. Rep., 2:
327-332 (1999)). La mayoría de los pacientes con
síndrome de Down exhiben una neuropatología similar a la de la EA
después de la mediana edad y desarrollan muchos defectos cognitivos
similares a los de la EA más adelante.
Se ha mostrado que los niveles de NTP en el
líquido cefalorraquídeo (LCR) de pacientes con EA y controles son
consistentemente elevados en EA (Chong et al.. J. Clin. Lab.
Anal. 6(6): 379-383 (1992); de la Monte
et al., Ann. Neurol. 32: 733-742 (1992); de
la Monte et al., J. Clin. Invest., 100:
3093-3104 (1997); Ghanbari et al., J. Clin. Lab.
Anal. 12(4): 223-226 (1998); Ghanbari
et al., J. Contemp. Neurol., 1998: 2-8
(1998); Kahle et al., Neurology, 54(7);
1498-1504 (2000)). Se ha mostrado la especificidad
de la elevación de NTP en EA en comparación con controles de
enfermedad neurológica no EA, y la elevación de NTP estaba
correlacionada positivamente con el grado de demencia (de la Monte
et al., J. Clin. Invest., 100: 3093-3104
(1997) y de la Monte et al., Alz. Rep., 2:
327-332 (1999) y Kahle et al., Neurology,
54(7): 1498-1504 (2000)). En un estudio
mayor, un 89% de los pacientes de EA temprana tenían niveles de NTP
superiores a 2 ng/ml en LCR y un 89% de los controles sin EA
inferiores a 2 ng/ml en LCR (de la Monte et al., J. Clin.
Invest., 100: 3093-3104 (1997)).
Posteriormente, se identificó la proteína NTP en
la orina mediante cromatografía líquida de alta resolución,
electroforesis capilar y ELISA (Ghanbari et al., J. Clin. Lab.
Anal. 12(4): 285-288 (1998) y de la Monte
et al., Alz. Rep. 2: 327-332 (1999)). Se ha
encontrado que los niveles de NTP urinaria se correlacionaban con
los niveles de LCR en pacientes con EA y controles y que estaban
significativamente elevados en pacientes con EA en comparación con
pacientes sin EA (Ghanbari et al., J. Clin. Lab. Anal.,
12(4): 285-288 (1998)). Se ha desarrollado
un ensayo que utiliza partículas de oro con anticuerpo monoclonal
anti-NTP unido en la fase líquida para muestras de
orina y se ha demostrado es tanto altamente sensible como específico
de EA (Fitzpatrick et al., Alzheimer Reports, 3(3):
155-159 (2000)).
Existe la necesidad de mejorar los ensayos
existentes de NTP, incluyendo la necesidad de desarrollar ensayos
en el punto de atención para NTP que puedan realizarse en un
laboratorio médico general o la consulta de un médico. Los avances
técnicos tales como procedimientos para purificar rutinariamente NTP
nativa a partir de orina de manera eficaz de costes o el desarrollo
de análogos de NTP fabricados fácilmente mejoraría también
cualquiera de dichos ensayos.
Existen evidencias que muestran que la NTP puede
desempeñar un papel directo en la patogénesis de la EA, haciéndola
así una diana para el desarrollo de fármacos para el tratamiento de
la EA. La NTP está asociada a arborización neurítica, la
arborización neurítica anormal está asociada a la EA. La
sobreexpresión de NTP puede causar acumulaciones celulares de
fosfo-tau, que a su vez preceden a la formación de
NFT, un correlato neuroanatómico importante de demencia en la EA
(de la Monte et al., Alz. Rep., 2: 327-332
(1999)). Además, la sobreexpresión de NTP puede causar una muerte
celular aumentada de naturaleza apoptótica ligada al estrés
oxidativo (de la Monte et al., 1999). Inhibir la expresión
de la acción bioquímica de NTP ofrece una ruta prometedora para un
tratamiento eficaz de la EA.
Se han identificado y descrito las secuencias
génica y proteica predicha para NTP (de la Monte et al., J.
Clin. Invest., 100: 3093-3104 (1997)). La
proteína de la cadena neural se describió y reivindicó por primera
vez en las patentes de EE.UU. nº 5.948.634, 5.948.888 y 5.830.670,
todas de "Neural Thread Protein Gene Expression and Detection of
Alzheimer’s Disease".
Se han identificado otras especies de proteína
de la cadena neural (\sim26 kDa, \sim21 kDa, \sim17 kDa y
\sim15 kDa) y asociado a tumores neuroectodérmicos, astrocitomas
y glioblastomas y a lesiones debidas a hipoxia, isquemia o infarto
cerebral (de la Monte et al., J. Neuropathol. Exp. Neurol.
55(10): 1038-1050 (1996), de la Monte et
al., J. Neurol. Sci. 138(1-2):
26-35 (1996); de la Monte et al., J. Neurol.
Sci., 135(2): 118-125 (1996); de la
Monte et al., J. Clin. Invest., 100:
3093-3194 (1997) y de la Monte et al., Alz.
Rep., 2: 327-332 (1999)).
El documento WO 00/58495 da a conocer péptidos
que tienen una secuencia derivada de la secuencia de aminoácidos de
la proteína de la cadena neural (NTP) y que comprende un motivo ARL,
incluyendo las secuencias MFARUL y HARUL, así como ácidos nucleicos
que contienen las secuencias peptídicas, anticuerpos dirigidos
contra estas secuencias y el uso de péptidos para diagnosticar, por
ejemplo, enfermedad de Alzheimer.
El documento
US-A-5948634 da a conocer la
proteína de la cadena neural completa que comprende las secuencias
THARLIL, HHARLCL, MFARUL y HHARLIF. La publicación proporciona
también el gen que codifica la NTP, anticuerpos dirigidos contra la
NTP y su uso para purificar NTP, así como procedimientos de
diagnóstico de enfermedad de Alzheimer que comprenden detectar la
NTP.
El documento WO 00/55198 da a conocer un péptido
de 85 aminoácidos derivado de NTP y anticuerpos contra el péptido y
su uso para el diagnóstico de enfermedades tales como la enfermedad
de Alzheimer.
El documento WO 96/18646 da a conocer un péptido
de 15 unidades que comprende la secuencia ARLI, y el documento WO
00/01720 da a conocer un péptido de 15 unidades que comprende la
secuencia HARL.
El documento WO 99/16710 da a conocer péptidos
de 27 unidades que comprenden la secuencia FARL.
El documento
EP-A-0068375 proporciona un péptido
de 22 unidades que comprende la secuencia ARLC, así como el gen que
codifica el péptido.
Finalmente, el documento WO 96/14334 y
Vasilakos, J.P. et al., J. Immunol., vol. 150, 6, 1993, pág.
2346-2355 describen péptidos de menos de 25
aminoácidos de longitud y que contienen las secuencias FARL y
ARLIF.
Existe la necesidad en la técnica de
composiciones de NTP mejoradas, útiles en terapia y diagnóstico
relacionados con EA y síndrome de Down, y de composiciones
relacionadas con otras especies de proteína de la cadena neural
útiles en terapia y diagnóstico de tumores neuroectodérmicos,
astrocitomas, glioblastomas y otros trastornos neurodegenerativos y
lesiones debidas a hipoxia, isquemia e infarto cerebral. La presente
invención satisface estas necesidades.
La presente invención está dirigida a una
familia de nuevas secuencias repetidas de NTP que tienen la
secuencia consenso "H A R L I L". Los péptidos Harlil
comprendidos en la invención incluyen, pero sin limitación, "H A
R L I L", "H A R L C L", "H H A R L C L", "M F A R L
I L", "A R L I L", "H A R L I F", "H H A R L I F".
Este grupo de péptidos de NTP se designan colectivamente como
"péptidos Harlil".
La invención surge del descubrimiento inesperado
de que los péptidos Harlil tienen características de unión
únicas:
- -
- tienen afinidad de unión a NTP, haciéndolos así útiles para purificación de NTP a partir de fluidos corporales tales como orina, LCR o sangre; como asociado de unión para la captura de NTP, para la detección y medida de NTP en fluidos corporales tales como orina, LCR o sangre; para el desarrollo de fármacos para EA y síndrome de Down, así como otras cuestiones dadas a conocer a continuación;
- -
- tienen afinidad de unión a muchas inmunoglobulinas, haciéndolos así útiles para la purificación de inmunoglobulinas, la detección y la medida de dichas inmunoglobulinas;
- -
- tienen afinidad de unión a sí mismos, haciéndolos así útiles para la separación, medida de ensayo y/o purificación de proteínas conjugadas a ellos, el uso como análogo de NTP en un ensayo, así como otras cuestiones dadas a conocer a continuación; y
- -
- parecen funcionar en autoensamblaje y/o interacción con NTP con otras proteínas, haciéndolos útiles como dianas terapéuticas.
La invención abarca ácidos nucleicos
correspondientes a los péptidos Harlil.
Otro aspecto de la invención está dirigido a
composiciones que comprenden uno o más péptidos Harlil. Las
composiciones pueden ser útiles, por ejemplo, en tratamientos
terapéuticos para EA y otros trastornos neurodegenerativos.
La invención abarca el uso de un péptido Harlil
en el diagnóstico de EA y otros trastornos neurodegenerativos.
Aunque la NTP se encuentra en todos los seres humanos, se encuentra
una cantidad elevada en pacientes diagnosticados médicamente por
tener EA (concretamente, pacientes DSM4). La cantidad de NTP se
correlacionada con la presencia de EA, tumores neuroectodérmicos,
astrocitomas, glioblastomas y otros trastornos
neurodegenerativos.
Los péptidos Harlil de la invención pueden estar
marcados en dichos ensayos de diagnóstico.
Aún otro aspecto de la presente invención está
dirigido a kits de ensayo de diagnóstico para desarrollar un
procedimiento de diagnóstico de la invención. Dichos kits de ensayo
comprenden uno o más péptidos Harlil y reactivos adecuados.
La invención abarca también procedimientos de
purificación de NTP a partir de una muestra biológica utilizando un
péptido Harlil.
Tanto la descripción general anterior como la
descripción detallada siguiente son ejemplares y explicativas, y se
pretende que proporcionen una explicación adicional de la invención
reivindicada. Otros objetos, ventajas y nuevos rasgos resultarán
fácilmente evidentes para los expertos en la técnica a partir de la
descripción detallada siguiente de la invención.
Figura 1: muestra la secuencia de NTP completa y
la localización de las secuencias Harlil dentro de la secuencia NTP
completa (de la Monte et al., J. Neuropathol. Exp. Neurol.,
55: 1038-1050 (1996));
Figura 2: muestra la inhibición de la unión del
conjugado de inmunoglobulina de conejo anti-ratón a
una placa de microvaloración recubierta con péptido Harlil
(NTP-3) en función de la concentración de
NTP-3/RGG competitivo (eje x) (datos descritos en
el ejemplo 5);
Figura 3: muestra los resultados de ensayos de
107 muestras biológicas utilizando un ensayo de membrana basado en
péptido Harlil (datos mostrados en el ejemplo 4);
Figura 4: muestra los resultados de un ensayo
que determina la porción de un anticuerpo al que se une NTP (datos
mostrados en el ejemplo 6);
Figura 5: compara la linealidad de una muestra
de control de orina y NTP recombinante en un ensayo de NTP
competitivo de formato ELISA (datos mostrados en el ejemplo 6);
Figura 6: muestra los resultados de un ensayo de
afinidad competitivo para distinguir las muestras diagnosticadas
como EA de las de individuos normales de edad coincidente en formato
ELISA utilizando un péptido Harlil, que demuestra una cantidad
umbral presente en pacientes positivos de EA (datos descritos en el
ejemplo 8).
La presente invención está dirigida a una
composición que comprende una nueva secuencia repetida de NTP,
designada como "la secuencia Harlil". La secuencia aparece
cuatro veces en la secuencia de aminoácidos de NTP:
(a) | 45-51 | T | H | A | R | L | I | L |
(b) | 90-96 | H | H | A | R | L | C | L |
(c) | 263-269 | M | F | A | R | L | I | L |
(d) | 292-296 | H | H | A | R | L | I | F |
Véase la fig. 1.
La invención abarca péptidos que tienen la
secuencia de cualquiera de las regiones (a), (b), (c), (d) u
homólogos de éstas (incluyendo, pero sin limitación, "H A R L M
L"). Los péptidos Harlil pueden tener también restos de
aminoácidos adicionales antes o después de la secuencia Harlil en
péptidos de engarce. Los restos de aminoácidos adicionales o
péptidos de engarce pueden ser aquellos encontrados en la secuencia
de NTP antes o después de la secuencia Harlil. Por ejemplo, los
restos de aminoácidos G I T G M C T aparecen antes del resto 46 y
los restos de aminoácidos Y F F L V aparecen después del aminoácido
50 en la secuencia de NTP. Por tanto, un péptido Harlil abarcado
por la invención incluye el péptido de NTP G I T G M C T H A R L I L
Y F F L V. Para los péptidos Harlil indicados en (b), (c) y (d),
los restos de aminoácidos adicionales son aquellos que flanquean la
secuencia Harlil en la secuencia de NTP. Sin embargo, no hay
evidencias de que las secuencias flanqueantes sirvan como otra cosa
que un engarce. El péptido Harlil que tiene restos de aminoácidos
adicionales no supera los 25 restos de aminoácidos totales de
longitud.
La secuencia repetida Harlil tiene las
siguientes características únicas: (1) puede unirse a NTP, (2) puede
unirse a muchas inmunoglobulinas y (3) puede unirse a sí misma.
Estas características únicas posibilitan y sugieren diversas
aplicaciones de diagnóstico y terapia como se describen a
continuación.
La presente invención está dirigida a péptidos
Harlil de NTP, al uso de dichos péptidos como asociados de unión
por afinidad de NTP para ensayo o purificación de NTP, al uso de los
péptidos Harlil para bloquear los sitios de péptido Harlil en NTP.
Están también abarcados por la presente invención ácidos nucleicos
que codifican los péptidos Harlil.
Los péptidos Harlil pueden prepararse utilizando
técnicas de síntesis peptídica convencionales.
Los ácidos nucleicos que codifican péptidos
Harlil pueden prepararse, por ejemplo, utilizando (a) procedimientos
recombinantes estándar, (b) técnicas sintéticas o (c) combinaciones
de los mismos.
La secuencia Harlil muestra especificidad de
unión a NTP. Cuando se inmoviliza un péptido Harlil, puede
utilizarse para purificar NTP a partir de soluciones. Cuando se
utiliza para capturar NTP como parte de un ensayo de afinidad, la
unión a NTP es muy específica y no está afectada por el pH de 3,5 a
8. La sensibilidad de este ensayo de afinidad es al menos tan alta
como un inmunoensayo. Por ejemplo, un conjunto de orina positiva que
contiene aproximadamente 0,5 ng/ml de NTP según ELISA puede
diluirse casi 4 veces y seguir diferenciándose de un conjunto
negativo mediante este ensayo de afinidad (esto se describe con más
detalle en el ejemplo 6 siguiente). Además, la sensibilidad del
ensayo puede mejorarse utilizando un medio de detección más
sensible, tal como utilizando sustratos fluorescentes o
quimioluminiscentes o ensayos radiomarcados.
Debido a que los péptidos Harlil de la invención
se unen específicamente a NTP, pueden utilizarse en ensayos de
diagnóstico para detectar la presencia de NTP en una muestra
biológica. Se ha mostrado que niveles superiores a lo normal de NTP
en fluidos corporales indican la presencia de EA, síndrome de Down u
otras enfermedades cerebrales degenerativas.
Los péptidos Harlil se unen a muchas
inmunoglobulinas. La unión peptídica parece ser mediante la porción
Fc del anticuerpo, y no mediante la porción Fab. La unión a
inmunoglobulinas aparece a pH fisiológico, aunque algunas
inmunoglobulinas se unen también a pH menores. La unión a un pH
menor indica la fuerte afinidad entre el péptido Harlil y ciertos
anticuerpos, y elimina la posibilidad de que la unión fuera debida a
interacciones carga/carga en lugar de afinidad.
Debido a que los péptidos Harlil se unen a
inmunoglobulinas, son útiles en la purificación de moléculas de
inmunoglobulina. La afinidad del monómero de Harlil por la
inmunoglobulina es bastante baja y, por tanto, la avidez de los
conjugados de Harlil puede controlarse controlando la densidad
peptídica. Con una densidad de péptido Harlil aumentada, aumenta la
afinidad por inmunoglobulina. Es deseable utilizar columnas de
afinidad baja a moderada porque las columnas de alta afinidad
requieren condiciones de elución drásticas que pueden
desnaturalizar proteínas y anticuerpos y eluir en picos diluidos
anchos, lo que es indeseable debido a la dilución de los productos
eluídos (Wikström et al., J. of Chromatography, 597:
83-92 (1992)). Dicha dilución requiere una
concentración adicional de las proteínas o anticuerpos eluídos, y da
como resultado una pérdida y/o daño del producto de proteína o
anticuerpo.
En contraposición, la cromatografía de baja
afinidad, tal como la que puede utilizarse con un péptido Harlil,
tiene la ventaja de estrechar el pico de elución y evitar
condiciones drásticas. Ibid. Dichos procedimientos de
purificación son valiosos para purificar anticuerpos terapéuticos y
de diagnóstico, proporcionando proteínas purificadas útiles en
aplicaciones farmacéuticas y de diagnóstico.
Los análogos peptídicos conocidos anteriores
útiles para purificación de inmunoglobulina tienen secuencias mucho
más largas que la de un péptido Harlil y parecen requerir o imitar
una estructura secundaria mediante la que interaccionar con
inmunoglobulinas (Fassina et al., J. of Mol. Recognition, 9:
564-569 (1996); Guerrier et al., J. of Mol.
Recognition, 11: 107-109 (1998); Palombo et
al., J. of Mol. Recognition, 11: 247-249 (1998);
Braisted et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 93:
5688-5692 (1996); Fassina et al., J. of Mol.
Recognition, 11: 128-133 (1998); Palombo et
al., J. of Mol. Recognition, 11: 243-246 (1998);
Li et al., Nat. Biotechnol., 16: 190-195
(1998) y las patentes de EE.UU. nº 5.084.559, 5.100.788, 6.013.763.
Los péptidos Harlil relativamente cortos de la invención son mucho
más fáciles y eficaces de costes para producir y almacenar.
Aún otra aplicación de los péptidos Harlil de la
invención se refiere a su uso en ensayos de diagnóstico en formatos
tales como ELISA y tiras de inmunocromatografía. Debido a que los
péptidos Harlil de la invención se unen a inmunoglobulinas, los
péptidos proporcionan un material de captura eficaz de costes
sustituto de anti-anticuerpo y proteína A y G para
captura, separación o anclaje en sistemas de inmunoensayo. Los
materiales de captura actuales empleados en ELISA y tiras de
inmunocromatografía, concretamente, anti-anticuerpo
y proteínas A y G, son caros de preparar y mantener. Esto está en
contraposición con los péptidos Harlil de la invención,
relativamente sencillos de preparar y eficaces de costes para
almacenar.
Los péptidos Harlil y análogos de la invención
son capaces de unirse a sí mismos y por tanto, cuando se conjugan a
proteínas, las proteínas autoagregarán si no se mantienen a un pH
muy bajo o a una dilución muy baja. La proteína vehículo puede
autoagregar y precipitar de la solución a pH neutro.
Además, debido a su característica única de
autounión, puede utilizarse un péptido Harlil como análogo de NTP
en un ensayo. Esto es debido a que el péptido Harlil duplica la
característica de autounión de la NTP. En un ensayo secuencial o
competitivo, la NTP se unirá al péptido Harlil conjugado en fase
sólida, y permanece durante los lavados bloqueando la unión de
inmunoglobulina (tal como IgG de conejo). Los péptidos Harlil pueden
utilizarse también como reemplazo de anticuerpo de captura en un
ensayo de sándwich. Los péptidos Harlil de la invención son
materiales de ensayo menos caros y más eficaces de costes que la
proteína NTP.
La propiedad de autoagregación de los péptidos
Harlil puede tener aplicaciones terapéuticas. Debido a que las
secuencias Harlil causan que las proteínas a las que se conjugan se
unan entre sí, esto indica que mediante estas secuencias la NTP se
autoasocia y/o se asocia con otras proteínas. Esta asociación podría
ser intramolecular o intermolecular. La capacidad de una columna de
afinidad y una placa de microvaloración de unirse a NTP libre (como
se describe en
los ejemplos siguientes) indica que en NTP nativa la secuencia Harlil es probablemente accesible a la superficie.
los ejemplos siguientes) indica que en NTP nativa la secuencia Harlil es probablemente accesible a la superficie.
Es posible que la toxicidad de la NTP sea debida
completa o parcialmente a las altamente interactivas secuencias
Harlil. Por tanto, la toxicidad de la NTP podría ser debida a la
autoagregación o podría ser debida a la interacción de las
altamente reactivas secuencias Harlil con otros componentes
cerebrales. Al bloquear esta secuencia de NTP, puede bloquearse su
capacidad interactiva.
Resulta evidente que la NTP participa en la
cascada neurodegenerativa. La capacidad de interrumpir o redirigir
la cascada dirigiéndose a NTP ofrece una oportunidad terapéutica.
Por ejemplo, puede ser posible intervenir terapéuticamente
utilizando la capacidad de los péptidos Harlil de interaccionar con
sitios de unión de NTP, bloqueando así sitios reactivos potenciales
en NTP. Como alternativa, los péptidos Harlil y miméticos de la
invención pueden ser útiles para dirigir fármacos a células que
expresan la secuencia Harlil.
Se han utilizado péptidos que se autoasocian en
biomateriales como bioadhesivos. Por tanto, pueden utilizarse las
cualidades autoasociativas o de autorreconocimiento del péptido para
inducir a proteínas o péptidos no asociativos a asociarse, para
anclar restos a superficies o para dirigir moléculas a sitios
blanco. Se reconoce que dichos péptidos que inducen la adhesión
celular podrían ser útiles en el diseño de tejidos y órganos
sintéticos (Mayo, K.H., TIBTECH, 187:
212-217 (mayo de 2000). Dichos materiales se han
mostrado también útiles por sí mismos en la construcción de
sistemas de gel que son sensibles al pH y la unión (Id.).
Además, la polimerización y/o múltiples repeticiones de las
secuencias del péptido Harlil podrían proporcionar composiciones que
tengan rasgos estructurales y mayor avidez.
La repetición de la secuencia Harlil en la
secuencia de NTP indica que la secuencia Harlil probablemente
desempeña un papel en el ensamblaje o polimerización de la NTP. Por
ejemplo, en colágeno las regiones de las cadenas separadas que se
autoasocian en sitios que posteriormente forman engarces de
piridinolina exhiben también una alta homología, indicando que
estas regiones homólogas autoidentificativas sirven a un propósito
estructural y funcional clave. Es probable que los sitios
"HARLIL" interaccionen individualmente o en serie polimérica
con otras proteínas cerebrales y sean claves en la funcionalidad de
la NTP.
Si la sobreproducción de NTP contribuye a la
patología de EA y enfermedades neurodegenerativas relacionadas,
entonces podrían inhibirse la producción o plegado de la proteína
NTP, y/o podría evitarse la polimerización o la interacción de NTP
con otros componentes, con terapias basadas en el modelo HARLIL. Por
ejemplo, si mediante la administración de uno o más péptidos Harlil
pudiera inhibirse la agregación, plegado o ensamblaje de NTP,
podría esperarse una degradación por proteasa potenciada de la NTP.
Por tanto, podría conseguirse la eliminación de la NTP en exceso
mediante la administración de uno o más péptidos Harlil. Como
alternativa, una terapia con péptido Harlil puede ser útil para
controlar la interacción de monómero o agregado de NTP con otros
componentes de la cascada neurodegenerativa.
Numerosas proteínas que se autoensamblan o
polimerizan tienen estructuras repetidas. La mejor conocida es el
colágeno, que porta la secuencia repetida corta gly X Y del orden de
seis veces por cadena (Lacy et al., "Identification of
FLRT1, FLRT2 and FLRT3: a novel family of transmembrane leucine rich
repeat proteins", Genomics, 62(3):
417-426 (1999)). Otros estudios han mostrado que la
secuencias repetidas específicas están implicadas en la nucleación
de la unión (Snellman et al., "A short sequence in the
N-terminal region is required for the trimerization
of type XIII collagen and is conserved in other collagenous
transmembrane proteins", EMBO J., 19(19):
5051-5059 (2000)). Además, hay estudios que muestran
que el péptido de colágeno Pro Pro Gly, que es crítico para el
autoensamblaje, es también crítico en la interacción de procolágeno
con el chaperón HSP7 (Koide et al., "Conformational
requirements of collagenous peptides for recognition by the
chaperone protein HSP47", Biol. Chem. 275(36):
27957-27963 (2000)). Se ha estudiado la
especificidad del autoreconocimiento en laminina (Schittny, J.C.,
"Affinity Retardation Chromatography: Characterization of the
Method and its Application", Anal. Biochem., 222:
140-148 (1994)).
Por tanto, resulta evidente que las proteínas
que polimerizan o forman estructuras fibrilares lo hacen
generalmente autoensamblando sobre sí mismas a través de dominios
específicos en los dominios específicos de reconocimiento de
proteína (autorreconocimiento). Además, estas proteínas pueden
utilizar estos mismos sitios de reconocimiento para interacciones
con otras proteínas. Como con las interacciones de proteína A con Fc
(Deisenhofer, J., "Crystallographic Refinement and Atomic Models
of a Human Fc Fragment and its complex with Fragment B of Protein A
from Staphylococcus aureus at 2.9- and 2.8-A
Resolution", Biochem., 20(9):
2361-2370 (1981)), estas interacciones como las de
la secuencia Harlil parecen ser a través de interacciones hidrófobas
e iónicas.
En el caso de NTP, parece que los dominios
Harlil, que funcionan lo más probablemente en autoensamblaje, son
altamente homólogos y, es más, casi completamente conservados. La
"cremallera de leucina" utiliza un autorreconocimiento en el
que se unen entre sí regiones ricas en leucina. Sin embargo, una
cremallera de leucina no es tan única cono la secuencia Harlil. La
secuencia Harlil se prevé que desempeñe un papel crítico en el
autoensamblaje y la interacción de NTP con otros componentes
cerebrales.
Los priones y experimentos con elementos
priónicos en levadura proporcionan evidencias de que las proteínas
pueden asumir una conformación autoagregante (Serio et al.,
"Nucleated Conformational Conversion and the Replication of
Conformational Information by a Prion Determinant",
Science, 289: 1317-1321 (2000); y Sparrer
H.E., "Evidence for the Prion Hypothesis: Induction of the Yeast
(PSI+) Factor by in vitro-Converted Sup35 protein",
Science, 289 (5479): 595-599 (2000)).
Li y Lindquist han mostrado que pueden conferir
la actividad priónica SUP a una proteína no relacionada fusionando
genéticamente porciones de la proteína SUP que contienen la
secuencia peptídica 22-69. Por tanto, demostraron
que la característica de atribución priónica de la proteína SUP35
reside en el péptido SUP 22-69. Por analogía, la
presente invención está dirigida a un péptido autoidentificativo que
causa agregación. Al injertar la secuencia en una proteína
(mediante conjugación), puede conferirse autoagregación a esa
proteína: como resultado, se observa la precipitación inmediata de
hasta un 95% del conjugado de proteína Harlil a pH fisiológico.
Los siguientes ejemplos se dan para ilustrar la
presente invención. Sin embargo, debe entenderse que la invención
no está limitada a las condiciones o detalles específicos descritos
en estos ejemplos.
El propósito de este ejemplo era identificar
varias secuencias Harlil de proteína de la cadena neural y
determinar su reactividad con NTP.
Se sintetizaron las siguientes secuencias Harlil
(Synpep, Dublín, CA) y se conjugaron con IgG de conejo activada con
maleimida (Jackson Immunoresearch, West Grove, PA) y se evaluó su
inmunorreactividad NTP. Se añadió un engarce que es una repetición
de la secuencia proteica que aparece antes y después de la secuencia
90-96 H H A R L C L de NTP.
La conjugación a proteínas vehículo fue a través
de una cisteína. Por tanto, los péptidos NTP-1 y
NTP-2 produjeron resultados conjugados mixtos
debido a que hay más de un resto de cisteína. Por lo tanto, para los
péptidos NTP-5 y NTP-6, se bloqueó
la cisteína secundaria con ACM.
Se muestra en la Fig. 1 la localización de las
secuencias identificadas en la secuencia NTP. Aunque todos los
análogos de Harlil mostraron algo de reactividad, se seleccionó
NTP-3 para la mayoría de los estudios porque
proporcionaba una buena reactividad, siendo más fácil para trabajar
al tener un solo resto de cisteína.
No parece haber una razón para que las
secuencias flanqueantes de NTP sean necesarias excepto como
espaciadores, ya que sólo la secuencia del péptido Harlil tiene
actividad. Los cambios introducidos en las secuencias flanqueantes
se realizaron para volver al péptido menos básico o hidrófobo.
El propósito de este ejemplo era demostrar el
uso de NTP-3 como ligando de afinidad para la
purificación por afinidad de NTP. En este proceso, se purificó la
NTP en columna de afinidad a partir de una muestra de orina
obtenida a partir de un paciente con EA.
Preparación de la muestra de orina que
contiene NTP para ensayo: La fuente biológica de NTP utilizada
fue la orina de un paciente (BOU1) diagnosticado con EA. Antes de
la aplicación al material de columna, se procesó la muestra
biológica según el siguiente protocolo para procesar la orina para
ensayo de EA.
- 1.
- Se ensayó la orina con un Ames Multistix™ (Bayer, Indiana). Se desechan las muestras si (a) son positivas por contaminación bacteriana, (b) son positivas por niveles patológicamente altos de proteína tales como los asociados a enfermedad renal (este ensayo no excluye muestras positivas por NTP que carecen de niveles patológicos de proteínas), cetonas, sangre, urobilógeno, nitrito, leucocitos, (c) tienen un pH mayor de 7,5 o menor de 4,5, o (d) tienen una densidad relativa mayor de 1,025.
- 2.
- Se centrifugó la orina a 3.000 x g durante 15 minutos para retirar el desecho celular.
- 3.
- Se filtró la orina utilizando una jeringuilla a través de un filtro de acetato de celulosa de 0,22 \mum, y se llevó al filtrado a azida al 0,05%.
- 4.
- Se dispuso la alícuota resultante en el depósito superior de un Amicon Centricon® YM-10 Millipore, y se centrifugó a 3.000 x g durante 1 hora.
- 5.
- Se retiró la muestra, que era entonces aproximadamente un 25% del volumen original, de la centrífuga y se restauró el volumen original con 1,5 ml de solución salina tamponada con Tris (TBS).
- 6.
- Se repitieron las etapas 4 y 5, en las que la muestra se centrifugó de nuevo a 3.000 x g durante 30 minutos, seguido de retirada de la muestra de la centrífuga, y se añadieron 1,5 ml de TBS a la muestra.
- 7.
- Se centrifugó después la muestra a 3.000 x g durante 30 minutos, seguido de retirada de la muestra de la centrífuga. La muestra era entonces un cuarto del volumen original.
- 8.
- Se transfirió después la muestra a un vial de vidrio de borosilicato y se almacenó congelada a -20ºC.
Preparación de la columna: Se conjugó
NTP-3 con agarosa activada con bromuro de cianógeno
(Sigma, St. Louis, MO) según las instrucciones del fabricante. Una
vez preparado, se almacenó el material de columna en solución
salina tamponada con Tris 25 mM (TBS), pH 7, con 0,01% de azida.
Cromatografía: Se incubaron 11 ml del
material de columna de afinidad durante 1 hora con 25 ml de la
muestra de orina (procesada como se describe anteriormente para
obtener una muestra concentrada cuatro veces en TBS (pH 7)) y 25 ml
de tampón de glicina 0,025 M (pH 3,5). Se recogió el material no
absorbido (atravesado). Se lavó después la columna con 5 volúmenes
de 1 x TBS (pH 7) y se eluyó con 11 ml de glicina 0,1 M (pH 2).
Inmediatamente después de la elución, se ajustó el eluído a pH 7 con
NaOH, seguido de concentración a 1 ml utilizando un Amicon
Centricon® YM-10 (Millipore, Beverly MA) como en el
ejemplo 1.
Análisis de la actividad NTP presente en el
eluído de columna de afinidad: Se ensayó la actividad del ensayo
de afinidad utilizando tiras 7C Gold™, que ensayan la proteína de
la cadena neural en orina (Nymox Pharmaceutical Corp., Maywood, NJ.
Véase, por ejemplo, Fitzpatrick et al., Alzheimer Reports
3(3): 155-159 (2000)). Toda la actividad
ensayada por la tira 7C Gold™ estaba en la fracción eluída a pH
2.
Concentraciones de proteína: La
concentración de proteína en el eluído era de 108 \mug,
determinada mediante tinción con azul de Coomasie (BioRad,
Hercules, CA). Ésta es aproximadamente un 3% de la concentración de
proteína de partida. La concentración de proteína era de 145 \mug,
determinada mediante el kit de ácido bicinconínico (nº cat. 23223,
BioRad). La absorbancia corregida para el tampón a 280 nm era de
390, indicando 390 \mug de proteína. La mayor cantidad de
proteína obtenida con medida de absorbancia es probablemente el
resultado de la presencia de una gran cantidad de aminoácidos
aromáticos en la NTP, que pueden causar una sobreestimación de la
proteína utilizando esta técnica de medida.
Análisis de la proteína NTP a partir del
eluído de columna de afinidad mediante electroforesis en gel: Se
corrió 1 \mug del eluído (aproximadamente 110-145
ng) en un mini-gel con 12,5% de dodecilsulfato de
sodio (SDS) (Amersham Pharmacia Biotech, Suecia) y se tiñó con
plata. Se observaron bandas aproximadamente a 29 kDa, 33 kDa,
40-45 kDa y 60 kDa. Se cortó el gel en bandas de
20-35 kDa, 35-45 kDa y
45-65 kDa, se dispuso en 100 \mul de TBS y se
dejó dializar frente TBS durante una noche. Se concentraron después
los eluídos de banda utilizando un Amicon Centricon®
YM-10 como en el ejemplo 1, y se ensayó la actividad
utilizando el ensayo 7C Gold™.
Se observó reactividad NTP en la banda de
35-45 kDa, aproximadamente a 41 kDa. No se observó
actividad para las otras bandas. La NTP tiene un peso molecular
reseñado de 41 kDa. Por tanto, los datos indican que la
NTP-3 unida a la columna de afinidad se unía
selectivamente a la proteína NTP presente en la muestra de orina del
paciente con EA.
Este ejemplo demuestra la unión específica del
péptido Harlil NTP-3 a NTP, y el uso de un péptido
Harlil, tal como NTP-3, como ligando de afinidad
para purificación por afinidad de NTP.
El propósito de este ejemplo era mostrar la
capacidad de autoagregación de un péptido Harlil. El péptido Harlil
NTP-3 forma puentes disulfuro (debido al resto de
cisteína) y dimeriza a pH neutro. Puesto que el péptido dimerizado
puede unirse a dos inmunoglobulinas, puede causar precipitación.
Esta propiedad de los péptidos Harlil se demostró utilizando
inmunoglobulina de conejo.
Se añadió 1 mg del péptido Harlil
NTP-3 en 1 ml de dimetilsulfóxido (DMSO) a 3,4 mg de
IgG de conejo (Jackson Immunoresearch, West Grove, PA) a pH 7. Se
dejó dializar la mezcla durante una noche, y se observó un
precipitado blanco claro la mañana siguiente. Se retiró el
precipitado mediante centrifugación y se determinó la concentración
de proteína del sobrenadante mediante absorbancia a 280 nm
utilizando un espectrofotómetro Perkin Elmer modelo Lambda 3B. Los
resultados se muestran en la Tabla 1. La precipitación de
inmunoglobulina se evita a pH bajo, por ejemplo, pH de 3,5 o menor
de 3,5.
Inmunoglobulina precipitada utilizando un péptido Harlil | ||
Concentración de | Concentración final | % de proteína |
partida de NTP-3 | precipitada | |
3,4 mg RGG* + 1 mg | 2,7 mg | 39% |
*IgG de conejo |
Este ejemplo demuestra la capacidad de los
péptidos Harlil de utilizarse para aislar y/o purificar
inmunoglobulinas.
Este ejemplo ilustra la utilidad de los péptidos
Harlil para detectar y cuantificar la presencia de NTP.
Ensayo basado en membrana: El ensayo 7C
Gold™ consiste en una tira de 5 mm x 45 mm con dos trampas y una
zona receptora de muestra localizada en la tira. Las trampas 1 y 2
están localizadas 16 y 24 mm distales de la zona receptora de
muestra, respectivamente. Cada trampa es de aproximadamente 4 cm de
profundidad.
Las partículas de oro marcadas migran a la
trampa 1 ó 2. La relación de oro marcado en las trampas 1 y 2 se
correlaciona con la cantidad de NTP presente en la muestra. Véase la
patente de EE.UU. nº 6.121.008 de Fitzpatrick et al.
Preparación de conjugado de
NTP-3: Se llevó inmunoglobulina de ratón
activada con maleimida (RGG) (Pierce, Rockford, IL)) a una
concentración de 3,8 mg/ml a un pH de 3,5 utilizando citrato 1 M. Se
añadió después el péptido Harlil NTP-3, en DMSO a
un exceso molar de 30 veces, a la RGG. Se controló el pH del
conjugado NTP-3/RGG y se dejó reaccionar durante
una noche a temperatura ambiente con agitación lenta. Se dializó
después concienzudamente el conjugado frente a tampón
citrato-fosfato 0,5 mM, pH 3,5.
Preparación de ensayo de tira 7C Gold™:
Se diluyó la NTP-3 conjugada con RGG dializada a 1
mg/ml en tampón citrato-fosfato 0,5 mM, pH 3,5.
Después de reposar durante una noche, se recubrieron 6 \mul/cm del
conjugado sobre una membrana (Loprodyne 3, Pall, East Hills, NY)
utilizando XY3000™ Biodot (Irvine, CA) en la trampa 1. A
continuación, se recubrieron 0,5 mg/ml de inmunoglobulina de cabra
anti-ratón (nº DAKO 20109, Dinamarca) sobre la
membrana 1 cm por encima del conjugado de NTP-3/RGG
en la trampa 2 (utilizando los mismos parámetros que el
recubrimiento de NTP-3/RGG). Se secó con aire
caliente la membrana, o tira 7C Gold™, durante 30 minutos, se cortó
en tiras de 5 mm y se almacenó con desecante. Esta trampa se unirá a
oro recubierto con anticuerpo anti-NTP en ausencia
de NTP. El ensayo 7C Gold™ utiliza un anticuerpo N314
anti-NTP (de la Monte, et al., J. of Neuropath.
Exp. Neurol. 55: 1038-1050 (1996)). La base de
este ensayo es que la NTP se secuestra por el anticuerpo N314
anti-NTP sobre oro y es transportada a la trampa
NTP-3, donde la NTP se retira por competencia con
N314 y se une a la trampa 1. Al hacer esto, la NTP bloquea la unión
del anticuerpo sobre oro a la trampa 1 y, como resultado, el oro
migra a la trampa 2. Por tanto, en presencia de NTP migra más oro a
la trampa 2.
Oro coloidal: Se preparó oro coloidal
como se describe en "Colloidal Gold", M.A. Hayat ed. (Academic
Press Limited, Londres (1991)) y se recubrió con anticuerpo N314
anti-NTP purificado a una concentración de 20
\mug/ml. Se diluyó después el oro coloidal recubierto con
anticuerpo en tampón de crioconservación (Serex Inc, Maywood, NJ) y
se liofilizó. Se liofilizó una cantidad suficiente para una tira en
un vial de borosilicato de 2 ml (nº Wheaton 223683, Millville, NJ)
utilizando un liofilizador Virtus (Gardiner, NY) modelo 600SL &
12 SL.
Muestras de paciente: Se procesaron y
concentraron 107 muestras de pacientes como se describe en el
ejemplo 2.
Ensayo de 7C Gold™: Se añadieron 50
\mul de cada muestra de paciente procesada y concentrada a oro
liofilizado recubierto con anticuerpo de NTP. Se incubó la mezcla
durante 15 minutos a temperatura ambiente, después de lo cual se
dispuso la tira 7C Gold™ en el vial hasta terminación del ensayo,
como se indica por la aparición de una línea verde en la parte
superior de la tira. Se retiró la tira y se dejó secar.
Sumario de los resultados: En ausencia de
NTP, la mayoría del oro recubierto con anticuerpo de NTP se une a
la trampa de péptido Harlil NTP-3. La placa de
microvaloración en fase sólida de péptido Harlil de NTP se une a
anticuerpo de ratón con muy baja afinidad, pero en su estado
agregado sobre oro, el anticuerpo monoclonal N314 se une a la
trampa. Se leyó después la intensidad del color en las bandas 1 y 2
utilizando un densitómetro (Gretag D19C, Suiza). Se calculó el
valor de relación, que es igual a la reflectancia de la trampa 1
dividida entre la reflectancia en la trampa 1 más la reflectancia
en la trampa 2, y se dividió el valor de relación de la muestra
entre el valor de relación de una muestra índice o de corte. Este
valor se designó como el valor indexado. Los resultados del ensayo,
representados en la Figura 3, muestran una excelente separación de
muestras normales a partir de muestras de EA.
El propósito de este ejemplo era mostrar que la
unión de NTP a una placa de microvaloración recubierta con péptido
Harlil podía inhibirse mediante péptido Harlil no conjugado.
Preparación de placa de microvaloración:
Se recubrió el complejo péptido Harlil/inmunoglobulina
NTP3-RGG en una relación de 30:1 y preparado como
en el ejemplo 4 sobre una placa de microvaloración Immulon 4 (Dynex,
Chantilly, VA) a una concentración de 0,5 \mug/pocillo.
Patrones: NTP recombinante en TBS
(descrito en de la Monte et al., J. of Neuropath. Exp.
Neurol., 55: 1038-1050 (1996)). Se diluyó en
serie azida al 0,01% (Nymox, Pharm. Corp., lote
4-7-98) en TBS. Se incubaron 100
\mul de cada dilución a pH 3,5 durante 1 hora. Se lavaron después
las diluciones durante 15 minutos en TBS, albúmina al 0,1% y Tween
80 al 0,05%. Esto fue seguido por tres lavados con TBS y Tween 80 al
0,05%.
Ensayo de placa de microvaloración: Se
añadieron después 100 \mul de dilución 1:8.000 de IgG de conejo
conjugada con peroxidasa (Jackson Immunoresearch, West Grove, PA) y
se dejó reaccionar durante 30 minutos. Se lavó dos veces la placa
de microvaloración con TBS y Tween 80 al 0,05%, seguido de la
adición de 150 \mul de tetrametilbenceno (TMB) (Serex Inc.,
Maywood, NJ). Se incubó después la mezcla durante 10 min y se detuvo
con 50 \mul de HCl 2 N. Se leyó la absorbancia en un
espectrofotómetro STL 340 ATTC.
Utilizando este sistema, se muestra que el
monómero NTP-3 inhibe la unión de conjugado a la
placa. Véase la Fig. 2.
El propósito de este ejemplo era demostrar que
los anticuerpos se unen específicamente a una placa de
microvaloración recubierta con péptido Harlil y ensayar cuál
porción del anticuerpo (Fc o Fab) se une a la placa recubierta con
Harlil.
Anticuerpos ensayados: Se obtuvieron los
siguientes anticuerpos a partir de Jackson Immunoresearch (West
Grove, PA): (1) anticuerpo IgG de conejo anti-ratón
purificado por afinidad marcado con fosfato alcalino (AP); (2) IgG
de conejo anti-ratón purificada por afinidad marcada
con AP (Fab2) y (3) IgG de conejo anti-pollo
purificada por afinidad marcada con AP.
Se utilizó IgG de conejo
anti-pollo (anticuerpo (3)) para eliminar la
posibilidad de que el anticuerpo de conejo
anti-ratón (anticuerpo (2)) reconociera la RGG en el
conjugado NTP-3/RGG. El anticuerpo (2) era idéntico
al anticuerpo (1), excepto porque el anticuerpo (2) carecía de la
porción Fc de la IgG.
El formato de ensayo era como en el ejemplo 5.
Se añadieron IgG de conejo, pollo y ratón purificadas no inmunes
hasta 1 mg/ml (véase la Fig 4). Los controles eran BSA (albúmina de
suero bovino) 1 mg/ml, alfa-glicoproteína, orina
positiva por EA y control negativo y 80, 40, 20, 10 y 5 unidades de
NTP recombinante. Tanto las IgG de conejo como de pollo retiraron
por competencia al conjugado de AP de manera dependiente de la
dosis. Véase la Fig. 4. Fab2 no se unió a la placa.
Sumario de resultados: Ambas moléculas
enteras, de conejo anti-ratón y de conejo
anti-pollo, se unieron a una placa de
microvaloración recubierta con NTP-3/IgG de conejo.
El anticuerpo marcado con Fab no exhibía ninguna unión (resultados
no mostrados). Estos resultados indican que la unión a anticuerpo
del péptido Harlil se efectúa mediante el reconocimiento de la
región Fc de anticuerpo.
La afinidad de los péptidos Harlil por IgG de
diferentes especies varía. Por ejemplo, el anticuerpo monoclonal de
ratón exhibía mucha menor afinidad por los conjugados de
NTP-3 que la IgG de conejo. Véase la Fig. 4.
El propósito de este ejemplo era determinar si
la NTP reconoce la secuencia en la proteína G que reconoce la
porción Fc de anticuerpo.
La proteína G se une a anticuerpo a través de la
región Fc. Puesto que los resultados de este ejemplo sugieren que
los péptidos Harlil se unen también a la porción Fc de
inmunoglobulinas, y no a la porción Fab, se determinó si la NTP
reconoce la secuencia en la proteína G que reconoce la porción Fc de
anticuerpo. Específicamente, puesto que los péptidos Harlil
reconocen péptidos Harlil, los péptidos Harlil reconocen la región
Fc de anticuerpo, y la proteína G reconoce la región Fc de
anticuerpo, este experimento determinó si la proteína G reconoce
NTP.
Se pasaron tanto muestras positivas de NTP como
negativas de NTP a través de una columna de proteína G. La NTP no
se redujo significativamente. Estos resultados apoyan la conclusión
de que la proteína G no se une a NTP.
La unión a través de la región Fc puede tener
implicaciones terapéuticas, ya que la región Fc se utiliza para
reconocer receptores en el sistema inmune.
El propósito de este ejemplo era demostrar un
ensayo de afinidad competitiva en un formato de ensayo de placa de
microvaloración utilizando un péptido Harlil.
Preparación de la placa de
microvaloración. Se recubrió el complejo péptido/inmunoglobulina
NTP-3/RGG, a una relación de 30:1 y preparado como
en el ejemplo 4, sobre una placa de microvaloración Immulon II
(Dynex, Chantilly, VA) a una concentración de 20
\mug/pocillo.
Preparación de muestras: Se prepararon 30
muestras de orina para ensayo como se describe en el ejemplo 2. Se
ensayó el filtrado después de centrifugar la muestra en un 100 K
Amicon Centricon (Millipore Inc., Beverly, MA) para retirar
cualquier anticuerpo, ya que el Fc de anticuerpo podría interferir
con el ensayo. (Para evitar falsos positivos en los ensayos de
diagnóstico, se desactiva la capacidad de un péptido Harlil de
unirse a anticuerpos no NTP. Por ejemplo, las muestras que tienen
niveles de inmunoglobulina mayores de 100 \mug/ml deben reducir
los niveles de imunoglobulina a menos de 100 \mug/ml antes del
ensayo).
Controles: Se pasó un conjunto de orina
preparado a partir de orina de individuos sin diagnóstico de
enfermedad neurodegenerativa sobre una columna de afinidad
preparada como se describe en el ejemplo 2. El conjunto de orina
resultante se designa como orina "depurada".
Se utilizó después la orina depurada para
preparar un control de intervalo medio mediante la dilución
apropiada de un conjunto concentrado. El conjunto concentrado se
preparó a partir de una colección de muestras de pacientes
diagnosticados con EA que se probaron positivas en el ensayo de NTP
(véase el ejemplo 4).
Patrones. Se diluyó NTP recombinante
(Nymox Pharmaceutical Corp., Montreal, Canadá) en TBS formando
patrones. Se asignaron a los patrones valores unitarios de 40, 20,
10 y 0. Debido a que hay evidencias de que la NTP en la orina puede
estar parcialmente degradada, se expresó la cantidad de NTP en
unidades de NTP recombinantes y no en peso. La Figura 5 compara la
linealidad de una muestra control de orina y NTP recombinante en un
ensayo de NTP competitivo en formato de microvaloración.
El ensayo. Se ensayaron las muestras de
pacientes en el ensayo del modo siguiente: Se añadieron 50 \mul
de una dilución 1:5.000 de IgG de conejo conjugada con peroxidasa
(Jackson Immunoresearch, West Grove, PA) y 50 \mul de muestra o
patrón a los pocillos de la placa. Se incubó la placa durante 1 hora
a temperatura ambiente y después se lavó tres veces con TBS,
albúmina al 0,1% y Tween 80 al 0,05%. Se añadieron 100 \mul de
PNPP (fosfato de paranitrofenilo) (Moss, Pasadena, MD) a cada
pocillo. Se leyó la DO a 405 nm en un lector BioRad durante 30
minutos y después de ello a intervalos de 15 minutos hasta que la DO
del patrón de TBS estuvo entre 2-2,5. Los
resultados, mostrados en la Figura 6, demuestran que, aunque se
encuentra NTP en todas las muestras, hay una cantidad elevada
presente en pacientes positivos de EA. Esta cantidad elevada puede
determinarse fácilmente utilizando controles de edad coincidente.
Por tanto, un ensayo de diagnóstico que determina la cantidad de
NTP en una muestra biológica puede ser útil en el diagnóstico de EA
u otros trastornos neurodegenerativos con alta exactitud.
<110> NYMOX PHARMACEUTICALS
CORPORATION
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<120> SEGMENTOS PREFERIDOS DE PROTEÍNA DE
LA CADENA NEURAL Y PROCEDIMIENTOS DE
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipUSO DE LOS MISMOS
\hfill
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<130> 018792/0195
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<140> PCT/US01/42813
\vskip0.400000\baselineskip
<141>
25-10-2001
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> 09/697.590
\vskip0.400000\baselineskip
<151>
27-10-2000
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 12
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<170> PatentIn Ver. 2.1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 1442
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<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Organismo desconocido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción del organismo
desconocido: secuencia de ADN de NTP
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> CDS
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<222> (15)...(1139)
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 375
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Organismo desconocido
\vskip1.000000\baselineskip
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<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción del organismo
desconocido: secuencia de aminoácidos de NTP
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<400> 2
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<211> 6
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<212> PRT
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Descripción de la secuencia
artificial: péptido sintético
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<400> 3
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\sa{His Ala Arg Leu Met Leu}
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<210> 4
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<211> 16
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<212> PRT
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<213> Secuencia artificial
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<223> Descripción de la secuencia
artificial: péptido NTP-1 sintético
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\sa{Leu His Ala Arg Leu Cys Leu Ala Asn Phe Cys
Gly Arg Asn Arg Val}
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\sa{Leu Ala Arg Leu Cys Leu Ala Asn Phe Cys Gly
Asn Asn Asn Val}
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<223> Descripción de la secuencia
artificial: péptido NTP-3 sintético
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 6
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Cys Ala Arg Tyr Arg Thr Gly His His Ala Arg
Leu Met}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 7
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 12
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia
artificial: péptido NTP-4 sintético
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 7
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{His His Ala Arg Leu Pro Leu Ala Asn Phe Cys
Gly}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 8
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 14
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia
artificial: péptido NTP-5 sintético
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 8
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Arg Thr Gly His His Ala Arg Cys Leu Ala Asn
Phe Cys}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 15
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia
artificial: péptido NTP-6 sintético
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 9
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Cys Glu Ser Ala Arg Tyr Arg Thr Gly His His
Ala Arg Leu Cys}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 10
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 10
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia
artificial: péptido NTP-7 sintético
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 10
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Asp Asn Thr His His Ala Arg Leu Ile
Leu}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 11
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 8
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia
artificial: péptido NTP-8 sintético
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 11
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Ser His His Ala Arg Leu Ile Leu}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 12
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia
artificial: péptido sintético
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 12
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Ala Arg Cys Leu}
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (27)
1. Un péptido que no supera los 25 aminoácidos
de longitud que comprende una secuencia de aminoácidos seleccionada
del grupo constituido por:
- (a)
- H H A R L;
- (b)
- H A R L I;
- (c)
- H A R L I L;
- (d)
- H H A R L C L;
- (e)
- A R L I L;
- (f)
- H H A R L I F;
- (g)
- T H A R L I L;
- (h)
- H A R L C L;
- (i)
- A R L C L;
- (j)
- M F A R L I L;
- (k)
- F A R L I L;
- (l)
- F A R L I;
- (m)
- H A R L I F.
2. Un péptido constituido por una secuencia de
aminoácidos seleccionada del grupo constituido por
- (a)
- H H A R L;
- (b)
- H A R L;
- (c)
- H A R L I;
- (d)
- H A R L I L;
- (e)
- H H A R L C L;
- (f)
- A R L I L;
- (g)
- H H A R L I F;
- (h)
- T H A R L I L;
- (i)
- A R L I;
- (j)
- A R L;
- (k)
- H A R L C L;
- (l)
- A R L C L;
- (m)
- A R L C;
- (n)
- M F A R L I L;
- (o)
- F A R L I L;
- (p)
- F A R L I;
- (q)
- F A R L;
- (r)
- H A R L I F; y
- (s)
- A R L I F.
3. El péptido según la reivindicación 2, en el
que la secuencia de aminoácidos se selecciona del grupo constituido
por
- (b)
- H A R L;
- (c)
- A R L I;
- (d)
- F A R L, y
- (e)
- A R L.
4. Una composición que comprende uno o más
péptidos según la reivindicación 1 y un vehículo para ellos.
5. Un polímero de un péptido según la
reivindicación 1, que comprende al menos dos repeticiones del
péptido.
6. Un ácido nucleico que codifica un péptido
según la reivindicación 1.
7. Una composición que comprende uno o más
ácidos nucleicos según la reivindicación 6 y un vehículo para
ellos.
8. Un procedimiento para purificar proteína de
la cadena neural a partir de una muestra biológica que
comprende:
- (a)
- poner en contacto una muestra biológica con uno o más péptidos que se unen específicamente a proteína de la cadena neural, teniendo dichos péptidos una secuencia de aminoácidos según la reivindicación 1;
- (b)
- aislar los conjugados péptido/proteína de la cadena neural resultantes; y
- (c)
- separar la proteína de la cadena neural del péptido o péptidos para obtener la proteína de la cadena neural purificada.
9. Un procedimiento según la reivindicación 8,
que comprende:
- (a)
- poner en contacto una muestra biológica con uno o más péptidos que se unen específicamente a proteína de la cadena neural, teniendo dichos péptidos una secuencia de aminoácidos seleccionada del grupo constituido por:
- (i)
- A R L I;
- (ii)
- H A R L;
- (iii)
- F A R L;
- (iv)
- A R L; y
- (v)
- A R L C;
en el que el péptido comprende al menos uno y
hasta 25 aminoácidos adicionales que flanquean la terminación N o C
del péptido;
- (b)
- aislar los conjugados péptido/proteína de la cadena neural resultantes; y
- (c)
- separar la proteína de la cadena neural del péptido o péptidos para obtener la proteína de la cadena neural purificada.
10. Un ensayo de diagnóstico in vitro
para determinar la presencia de enfermedad de Alzheimer u otro
trastorno neurodegenerativo, que comprende:
- (a)
- poner en contacto una muestra biológica con uno o más péptidos que se unen específicamente a proteína de la cadena neural, teniendo dichos péptidos una secuencia de aminoácidos según la reivindicación 1;
- (b)
- determinar la cantidad de proteína de la cadena neural presente en la muestra; y
- (c)
- determinar si la cantidad de proteína de la cadena neural presente en la muestra está por encima de una cantidad umbral indicativa de la presencia de enfermedad de Alzheimer u otro trastorno neurodegenerativo.
11. Un ensayo de diagnóstico in vitro
según la reivindicación 10, que comprende:
- (a)
- poner en contacto una muestra biológica con uno o más péptidos que tienen una secuencia de aminoácidos seleccionada del grupo constituido por:
- (i)
- A R L I;
- (ii)
- H A R L;
- (iii)
- F A R L;
- (iv)
- A R L; y
- (v)
- A R L C;
en el que el péptido comprende al menos uno y
hasta 25 aminoácidos adicionales que flanquean la terminación N o C
del péptido;
- (b)
- determinar la cantidad de proteína de la cadena neural presente en la muestra; y
- (c)
- determinar si la cantidad de proteína de la cadena neural presente en la muestra está por encima de una cantidad umbral indicativa de la presencia de enfermedad de Alzheimer u otro trastorno neurodegenerativo.
12. Un kit de diagnóstico para determinar la
presencia de enfermedad de Alzheimer u otro trastorno
neurodegenerativo, que comprende:
- (a)
- uno o más péptidos según la reivindicación 1 que se unen específicamente a proteína de la cadena neural; y
- (b)
- reactivos para determinar la cantidad de proteína de la cadena neural en una muestra.
13. Un kit de diagnóstico según la
reivindicación 12, que comprende:
- (a)
- uno o más péptidos que tienen una secuencia de aminoácidos seleccionada del grupo constituido por:
- (i)
- A R L I;
- (ii)
- H A R L;
- (iii)
- F A R L;
- (iv)
- A R L; y
- (v)
- A R L C;
en el que el péptido comprende al menos uno y
hasta 25 aminoácidos adicionales que flanquean la terminación N o C
del péptido; y
- (b)
- reactivos para determinar la cantidad de proteína de la cadena neural en una muestra.
14. Un procedimiento in vitro de uso de
un péptido como análogo de proteína de la cadena neural en un ensayo
terapéutico o de diagnóstico, que comprende reemplazar la proteína
de la cadena neural por el péptido en dicho ensayo, en el que el
péptido tiene una secuencia de aminoácidos según la reivindicación
1.
15. Un procedimiento según la reivindicación 14,
en el que el péptido tiene una secuencia de aminoácidos seleccionada
del grupo constituido por:
- (a)
- A R L I;
- (b)
- H A R L;
- (c)
- F A R L;
- (d)
- A R L; y
- (e)
- A R L C;
en el que el péptido comprende al menos uno y
hasta 25 aminoácidos adicionales que flanquean la terminación N o C
del péptido;
16. Un procedimiento in vitro de uso de
un péptido como material de captura en un ensayo de diagnóstico o
terapéutico, en el que el péptido tiene una secuencia de aminoácidos
según la reivindicación 1.
17. Un procedimiento según la reivindicación 16,
en el que el péptido tiene una secuencia de aminoácidos seleccionada
del grupo constituido por:
- (a)
- A R L I;
- (b)
- H A R L;
- (c)
- F A R L;
- (d)
- A R L; y
- (e)
- A R L C;
en el que el péptido comprende al menos uno y
hasta 25 aminoácidos adicionales que flanquean la terminación N o C
del péptido.
18. Un procedimiento de aislamiento de
inmunoglobulinas de una muestra que comprende:
- (a)
- poner en contacto una muestra que comprende inmunoglobulinas con al menos dos péptidos para permitir la interacción inmunoglobulina/péptido; y
- (b)
- aislar los conjugados péptido/inmunoglobulina resultantes, en el que los péptidos tienen una secuencia de aminoácidos según la reivindicación 1.
19. Un procedimiento según la reivindicación 18,
que comprende
- (a)
- poner en contacto una muestra que comprende inmunoglobulinas con al menos dos péptidos para permitir la interacción inmunoglobulina/péptido; y
- (b)
- aislar los conjugados péptido/inmunoglobulina resultantes, en el que el péptido tiene una secuencia de aminoácidos seleccionada del grupo constituido por:
- (a)
- A R L I;
- (b)
- H A R L;
- (c)
- F A R L;
- (d)
- A R L; y
- (e)
- A R L C;
en el que el péptido comprende al menos uno y
hasta 25 aminoácidos adicionales que flanquean la terminación N o C
del péptido.
20. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 18 y 19, en el que los conjugados de
péptido/inmunoglobulina se aíslan mediante precipitación.
21. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 18 y 19, en el que los conjugados
péptido/inmuno-
globulina se aíslan en una columna de afinidad.
globulina se aíslan en una columna de afinidad.
22. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 18-21, en el que las
inmunoglobulinas se purifican posteriormente.
23. Un procedimiento in vitro para evitar
la interacción de proteína de la cadena neural que comprende
bloquear uno o más dominios seleccionados del grupo constituido
por:
- (a)
- H H A R L;
- (b)
- H A R L;
- (c)
- H A R L I;
- (d)
- H A R L I L;
- (e)
- H H A R L C L;
- (f)
- A R L I L;
- (g)
- H H A R L I F;
- (h)
- T H A R L I L;
- (i)
- A R L I;
- (j)
- A R L;
- (k)
- H A R L C L;
- (l)
- A R L C L;
- (m)
- A R L C;
- (n)
- M F A R L I L;
- (o)
- F A R L I L;
- (p)
- F A R L I;
- (q)
- F AR L;
- (r)
- H A R L I F; y
- (s)
- A R L I F
mediante el uso de uno o más péptidos que
comprenden uno o más dominios (a) a (s).
24. Un péptido según la reivindicación 1 para
uso en diagnóstico o terapia.
25. Un péptido según la reivindicación 24, que
es
- (a)
- A R L I;
- (b)
- H A R L;
- (c)
- F A R L;
- (d)
- A R L; o
- (e)
- A R L C.
26. Uso in vitro de un péptido según la
reivindicación 1 para determinar la presencia de enfermedad de
Alzheimer u otro trastorno neurodegenerativo.
27. Uso según la reivindicación 26, en el que el
péptido es
- (a)
- A R L I;
- (b)
- H A R L;
- (c)
- F A R L;
- (d)
- A R L; o
- (e)
- A R L C.
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