ES2279257T3 - Peptido del antigeno muc-1 para el desencadenamiento de una reaccion inmune frente a celulas tumorales. - Google Patents
Peptido del antigeno muc-1 para el desencadenamiento de una reaccion inmune frente a celulas tumorales. Download PDFInfo
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Abstract
Uso ex vivo de un ácido nucleico, el cuál codifica para un péptido, que se caracteriza porque deriva del gen MUC-1 y presenta la secuencia SEQ ID-Nº:2: Leu Leu Leu Leu Thr Val Leu Thr Val, y que puede estar contenido en un vector de expresión para la transformación o transfección en el marco de un terapia génica.
Description
Péptido del antígeno MUC-1 para
el desencadenamiento de una reacción inmune frente a células
tumorales.
La presente invención se refiere a un péptido
derivado del gen MUC-1, mediante el cuál se puede
desencadenar una reacción inmune HLA-A2 restringida
contra células tumorales.
En un resumen de la conferencia realizada en la
40ª Reunión de la American Society of Hematology, 1998, Brossart y
col. muestran la posibilidad de derivar un péptido de este tipo del
gen MUC-1, aunque sin mencionar la secuencia de un
péptido ensayado por ellos o la localización de la secuencia de un
péptido que no deriva de la zona de repeticiones en tándem de
MUC-1.
Por ejemplo, en la publicación de Finn, O. J., y
col., (1995) "MUC-1 Epithelial Tumor
Mucin-Based Immunity and Cancer Vaccines",
Immunol Rev 145, páginas 61 a 89, se mencionan péptidos para el
desencadenamiento de una reacción inmune frente a células tumorales,
por supuesto también sin datos de información de las secuencias.
Se entiende como reacción inmune, por ejemplo,
la destrucción de células mediante células T tales, que a causa de
su capacidad de matar otras células también se pueden denominar
células T citotóxicas. Para desencadenar una reacción inmune de
este tipo mediante células T citotóxicas, las células T deben
presentar proteínas extrañas sobre la superficie celular mediante
una molécula MHC, por ejemplo, a consecuencia de una infección
vírica.
Estas moléculas MHC son receptores peptídicos,
que normalmente se unen a péptidos dentro de la célula para
transportarlos a la superficie celular, donde el complejo del
péptido y la molécula MHC puede ser reconocido por las células T.
En las células normales los péptidos unidos a moléculas MHC derivan
de las proteínas usuales propias de las células. Durante su
diferenciación en un organismo las células T se vuelven tolerantes
frente a complejos de los propios péptidos con las propias
moléculas MHC. De este modo cada nuevo péptido que aparece más
tarde, por ejemplo uno que sea producido por una célula por la
infección con un virus, es reconocido por las células T.
Hay dos clases de moléculas MHC, las que
interaccionan con células T citotóxicas pertenecen a la clase I. Las
moléculas clase I humanas clásicas son HLA-A, B y C,
representando HLA-A2 una subclase de las moléculas
HLA-A.
Si la realización de una reacción inmune depende
de la existencia de una determinada molécula MHC, por ejemplo,
HLA-A2, se habla de una reacción inmune MHC
restringida, por ejemplo HLA-A2 restringida.
Esporádicamente también hay reacciones de células T que tienen
lugar independientemente de las moléculas MHC. Se habla entonces de
reacciones inmunes MHC no restringidas.
En la publicación de Finn y col. mencionada al
principio, para el tratamiento de un paciente de tumor se propone
desencadenar una reacción inmune MHC no restringida frente a una
glicoproteína que se codifica mediante el gen MUC-1
y se presenta en la superficie de las células. El objetivo es
provocar una respuesta inmune efectiva con inmunidad de por
vida.
En los documentos WO 97/11715 A1 y WO 98/50527
también se proponen péptidos derivados de MUC-1 para
desencadenar una reacción inmune. Además, en el documento WO
00/06723 A1 se dan a conocer una serie de péptidos derivados de
MUC-1, de los cuáles sin embargo sólo unos pocos son
apropiados para desencadenar una reacción inmune.
La proteína codificada por el gen
MUC-1, que también se denomina
MUC-1, es expresada por células epiteliales normales
generalmente polarizada, de manera que normalmente no es accesible
al sistema inmune, como por ejemplo en el intestino, donde se
expresa en el lado apical de las células epiteliales, es decir,
hacia el interior del lumen intestinal.
Por el contrario, sobre las células tumorales la
proteína MUC-1 no se expresa polarizada, sino
cubriendo toda la célula. El nivel de expresión en las células
tumorales es mayor que en las células normales, pero en las células
tumorales las moléculas se encuentran glicosiladas de forma
incompleta, es decir, las cadenas laterales de las moléculas de
azúcar presentan una estructura acortada frente a
MUC-1, que es producida por las células sanas. La
glicosilación incompleta conduce a que los epítopos sobre la porción
proteica de MUC-1, que normalmente se encuentran
enmascarados por las cadenas laterales del azúcar, estén accesibles
al sistema inmune en las células tumorales. De este modo el sistema
inmune puede distinguir esta MUC-1 menos glicosilada
frente a la MUC-1 normal no glicosilada en
defecto.
Además de las cadenas laterales de las moléculas
de azúcar, otra característica estructural esencial de
MUC-1 son las llamadas repeticiones en tándem. Se
trata de seguir respectivamente 20 residuos aminoácido que se
repiten de forma idéntica o similar aproximadamente 20 a 125 veces
en la molécula MUC-1.
Para desencadenar una reacción inmune efectiva
mediante células T sólo son necesarios
co-estimuladores, entre los que se cuentan
especialmente las llamadas células dendríticas, que absorben desde
fuera las proteínas ofrecidas y tras su procesado las pueden
presentar como péptidos, de manera que así se pueden activar las
células T citotóxicas. Por eso Finn y col. proponen inyectar
péptidos sintéticos, que representan las repeticiones en tándem de
MUC-1, junto con un adyuvante que atrae células
dendríticas. El adyuvante es una sustancia que, al inyectarse junto
con un producto contra el cuál se debe desencadenar una reacción
inmune, refuerza de forma inespecífica la respuesta del sistema
inmune a este producto. Mediante una vacuna de este tipo se debe
obtener una reacción MHC no restringida de las células T contra las
repeticiones en tándem. Incluso se propone reemplazar por otros los
aminoácidos de los péptidos sintéticos que podrían facilitar una
unión MHC clase I, para que no se puedan formar células T MHC
restringidas a través de una presentación de los péptidos mediante
moléculas MHC clase I.
Por un lado, al impedir una respuesta inmune MHC
restringida, se puede reducir el problema de una posible
auto-inmunidad, por otro lado es un gran
inconveniente la baja eficiencia de una respuesta inmune MHC no
restringida frente a una MHC restringida. De este modo las
posibilidades de hacer desaparecer un tumor con una respuesta inmune
MHC no restringida son menores que con una respuesta inmune MHC
restringida.
Por eso los inventores de la presente solicitud,
con motivo de la conferencia mencionada al principio, han propuesto
desencadenar una respuesta inmune MHC restringida frente a células
que expresan MUC-1. Indican que para ello se
explora la secuencia de aminoácidos de MUC-1
conocida mediante un análisis informático en busca de motivos de
unión HLA-A2. Los péptidos con mayor probabilidad de
unión se identificaron, se sintetizaron y después se analizó si con
la ayuda de células dendríticas podían inducir células T citotóxicas
in vitro. Las células T citotóxicas así obtenidas
desarrollaron una actividad citotóxica HLA-A2
restringida antígeno-específica frente a las
células diana que previamente se incubaron con el péptido
correspondiente con el que se activan las células T citotóxicas, o
frente a células tumorales que expresan MUC-1.
En este contexto, el objetivo de la presente
invención es proporcionar otro péptido y/o ácidos nucleicos que
codifican para el péptido, para un uso por el cuál se puede
desencadenar una reacción inmune frente a células tumorales.
Este objetivo se alcanza según la invención
mediante la preparación del péptido con SEQ ID-nº: 2
del protocolo de secuencia adjuntado y/o de un ácido nucleico que
codifica para el péptido, para desencadenar una reacción inmune.
De este modo se cumple totalmente el objetivo en
el que se basa la invención.
El documento WO 00/06723 no dado a conocer
anteriormente menciona un péptido con la secuencia SEQ
ID-nº: 2, aunque no identifica este péptido como
apropiado para aplicarlo como desencadenante de una reacción inmune
relacionada con una terapia tumoral.
Con ayuda del péptido según la invención se
pueden generar células T citotóxicas que desarrollan una actividad
citotóxica MHC restringida antígeno-específica
contra células tumorales que expresan MUC-1 y las
destruyen.
En otra configuración preferible, la invención
se refiere al uso ex vivo de un ácido nucleico según la
invención en el marco de una terapia génica.
Para ello la terapia génica se puede realizar en
forma de la transformación descrita arriba de células que presentan
antígenos, especialmente células dendríticas, cuya o cuyas células
precursoras se extrajeron anteriormente del cuerpo de un organismo
que tenía que ser tratado, para volverlas a introducir en el cuerpo
tras la transformación. Así, como se acaba de explicar, la
presentación de duración continua es ventajosa frente al uso de
péptidos.
Otra posibilidad consiste en introducir los
ácidos nucleicos en el cuerpo, de manera que son absorbidos y
expresados de forma selectiva por células que presentan antígenos,
especialmente células dendríticas. Este uso tiene la ventaja de
que, aparte de la administración, no son necesarias otras
condiciones, como por ejemplo el cultivo y multiplicación selectiva
de las células dendríticas extraídas o sus células precursoras.
La invención se refiere además al uso de un
ácido nucleico según la invención para la transformación o
transfección de células in vitro. El empleo de ácidos
nucleicos in vitro tiene la ventaja de que se pueden utilizar
procedimientos, como por ejemplo la electroporación y/o
coadyuvantes, como por ejemplo el fosfato cálcico o el dextrano
DEAE, que facilitan y mejoran esencialmente la absorción de los
ácidos nucleicos en las células, los cuáles sin embargo no se pueden
emplear in vivo.
De este modo, como se ha mencionado
anteriormente, se pueden tratar las células que presentan antígenos,
especialmente las células dendríticas, cuya o cuyas células
precursoras se extrajeron de un paciente y se vuelven a introducir
más tarde en él.
Otro aspecto de la presente invención es el uso
de al menos un péptido según la invención o un ácido nucleico según
la invención para desencadenar una reacción inmune relacionada con
una terapia antitumoral o con un tratamiento preventivo contra la
aparición de un tumor. Así, resulta ventajoso que la inmunosupresión
observada a menudo en una enfermedad tumoral y la tolerancia frente
a MUC-1 se pueda invertir mediante el uso de los
péptidos o ácidos nucleicos según la invención. Además, la
aplicación según la invención se puede emplear adicionalmente a
terapias antitumorales establecidas.
Un tratamiento preventivo es ventajoso sobretodo
en personas que, por ejemplo, por condicionantes hereditarios o
porque padecieron un tumor anteriormente, tienen un riesgo más
elevado de enfermar de un tumor.
En una variante tiene lugar el uso de péptidos o
ácidos nucleicos según la invención en combinación con un péptido de
unión Pan-HLA-DR.
Es ventajoso en el uso de dicho péptido de unión
Pan-HLA-DR que se refuerza la
actividad citotóxica antígeno-específica de las
células T generadas.
En una variante se incuba al menos uno de los
péptidos o ácidos nucleicos según la invención junto con células
que presentan antígenos, especialmente células dendríticas, y se
introducen entonces en un organismo, del que se extrajeron
previamente las células que presentan antígenos o sus células
precursoras.
La ventaja de este procedimiento consiste en que
el éxito al desencadenar la reacción inmune mediante esta forma de
proceder está más asegurado y es más controlable que mediante la
inyección de un péptido junto con un adyuvante, con el que la
reacción inmune se puede producir unas veces más fuerte y otras más
débil. Sin embargo, justamente en una terapia antitumoral se debería
poder asegurar el éxito al desencadenar una reacción inmune, para no
perder un tiempo probablemente valioso con un tratamiento no
efectivo.
Se entiende que las características mencionadas
anteriormente y las características que aún se tiene que explicar
no sólo se pueden aplicar en la combinación indicada
correspondientemente, sino también en otras combinaciones o en
solitario, sin abandonar el marco de la presente invención.
En la descripción siguiente se representan y
explican ejemplos de realización de la invención.
Como se describe por ejemplo en Brossart, P., y
col., Cancer Res 58 (1998), páginas 732 y siguientes, se aislaron
en primer lugar células mono-nucleares de la sangre
periférica mediante centrifugación por gradiente de densidad
Ficoll/Paque (Gibco-BRL, Grand Island, NY) a partir
de preparaciones buffy coat de sangre heparinizada de tres donantes
sanos. Las células se sembraron en medio RP10 en placas de cultivo
celular. Tras dos horas a 37ºC se eliminaron las células no
adheridas y los monocitos sanguíneos adheridos se cultivaron en
medio RP10, que contenía la siguiente adición de citoquinas:
GM-CSF recombinante humana (Leukomax, Sandoz, 100
ng/ml), IL-4 (Genzyme, 1000 IU/ml) y
TNF-\alpha (Genzyme, 10 ng/ml). Tras siete días de
cultivo, las células mostraron en el análisis FACS una fuerte
expresión del marcador superficial característico del fenotipo de
células dendríticas maduras MHC clase I y II, CD83, CD80, CD86, CD40
y CD54 y por tanto se identificaron como células dendríticas.
Para la identificación de péptidos, que con una
alta probabilidad se presentarán mediante HLA-A2, en
primer lugar se exploró la secuencia de aminoácidos codificados por
el gen MUC-1 con ayuda de un programa informático
en busca de motivos peptídicos de unión potencial con
HLA-A*0201 (un tipo de HLA-A2
determinado), como se describe por ejemplo en Rammensee, H.G., y
col., Landes Bioscience, Austin, Texas, USA (1997).
Las secuencias escogidas y las secuencias de
control, así como un péptido de unión con HLA-DR se
sintetizaron mediante el uso de la química Standard Fmoc en un
sintetizador de péptidos.
Se incubaron 5 x 10^{5} células dendríticas de
1.1 durante dos horas con 50 \mug/ml de péptido sintético de 1.2,
se lavaron y se incubaron en medio RP10 con 2,5 x 10^{6}
autólogas, es decir, células mono-nucleares de
sangre periférica procedentes de los mismos donantes. Parte de las
células dendríticas se incubaron adicionalmente con los péptidos de
control y los péptidos que se unen potencialmente a
HLA-A2 con 50 \mug/ml de un péptido de unión con
PAN-HLA-DR, que presenta un epítopo
T-ayudante.
Tras siete días de cultivo las células se
estimularon de nuevo, añadiendo células
mono-nucleares autólogas de sangre periférica,
preincubadas con el péptido sintético de 1.2. El primer, tercer y
quinto día se añadió respectivamente 1 ng/ml de
IL-2 recombinante humana (Genzyme). La citoquina
IL-2 es necesaria para el cultivo y multiplicación
de las células T citotóxicas. En total se estimuló hasta tres veces
en el plazo de una semana.
Las células T2, que se caracterizan por producir
HLA-A2, pero que mediante estas moléculas MHC clase
I no pueden presentar péptidos sintetizados por ellas mismas, se
pre-incubaron durante dos horas con 50 \mug/ml de
péptido sintético de 1.2 y se marcaron durante una hora a 37ºC con
[^{51}Cr]-cromato sódico en RP10. Respectivamente
10^{4} de estas células se trasladaron a cada una de las cavidades
de una placa de 96 pocillos. Primero se añadieron las células T
citotóxicas generadas según 1.3, de manera que se alcanzara
respectivamente un volumen final de 200 \mul por pocillo. A
continuación se incubaron durante cuatro horas a 37ºC. Cuando las
células T citotóxicas mataron a las células marcadas previamente con
^{51}Cr, éstas células se rompieron liberando el ^{51}Cr
contenido en ellas. La radioactividad liberada se determina al final
del ensayo en los restos celulares recogidos mediante la lectura en
un contador \beta. Con esto se obtiene una medida de la actividad
citotóxica de las células T.
En el procedimiento descrito anteriormente, dos
de los péptidos sintetizados derivados de la secuencias del gen
MUC-1 fueron capaces de inducir in vitro
células T citotóxicas con ayuda de células dendríticas. Se trata de
los dos péptidos con las secuencias SEQ ID-Nº: 2 y
SEQ ID-Nº: 1 del protocolo de secuencia. Las células
T citotóxicas que se indujeron mediante el uso del péptido con la
secuencia SEQ ID-Nº: 1 pudieron matar
específicamente células T2 que previamente fueron tratadas
exactamente con este péptido, mientras que no fueron capaces de
matar células T2 que fueron tratadas previamente con otros péptidos.
Por el contrario, las células T citotóxicas que se indujeron
mediante el uso de otros péptidos, no fueron capaces de matar
células T2 que se trataron previamente con el péptido con la
secuencia SEQ ID-Nº: 1. El comportamiento fue
análogo con células T citotóxicas que se indujeron mediante el uso
del péptido con la secuencia SEQ ID-Nº: 2. Estas
células sólo pudieron matar células T2 que fueron tratadas
previamente con el péptido con la secuencia SEQ
ID-Nº: 2.
Además, las células T citotóxicas que se
indujeron en presencia del péptido de unión con
PAN-HLA-DR, mostraron una actividad
citotóxica mayor que los que se indujeron en ausencia de este
péptido.
Diferentes líneas de células tumorales que, como
se demuestra mediante análisis FACS, expresan o bien tanto
HLA-A2 como MUC-1 o bien
respectivamente sólo una de ambas moléculas de la superficie
celular, se marcaron con ^{51}Cr, como se describió en 1.4 para
las células T2. A continuación, las células que también se describen
en 1.4 se incubaron con células T citotóxicas que se indujeron como
se describe en 1.3.
Las células T que se activaron mediante el uso
del péptido con la secuencia SEQ ID-Nº: 1 o la
secuencia SEQ ID-Nº: 2, fueron capaces de romper
células tumorales de las líneas MCF-7 (células de
cáncer de mama), A-498 (células de carcinoma de
células renales) y MZ1774-RCC (células de carcinoma
de células renales), que expresan HLA-A2 y
MUC-1. Sin embargo, no pudieron romper células de
las líneas celulares Croft (células B inmortalizadas por EBV), que
no expresan MUC-1, ni Caki-2
(células de carcinoma de células renales),
SK-OV-3 (células de cáncer de
ovario) y K562 (células proeritroblásticas), que no expresan
HLA-A2.
Las células T citotóxicas activadas mediante el
uso de péptidos con las secuencias SEQ ID-Nº: 1 y
SEQ ID-Nº: 2 tampoco pudieron romper las células de
carcinoma de células renales de la línea MZ1774-RCC
que expresan HLA-A2 y MUC-1 cuando
las células de carcinoma de células renales se incubaron previamente
durante 30 minutos con 10 \mug/ml de un anticuerpo monoclonal
dirigido contra HLA-A2 (BB7.2,
Coulter-Immunotech).
Estos resultados muestran que las células T
citotóxicas generadas mediante el uso de los péptidos según la
invención sólo matan células tumorales que expresan tanto
HLA-A2 como MUC-1.
Además, los péptidos según la invención son
apropiados para, también en el marco de una terapia, desencadenar
una reacción inmune frente a determinadas células tumorales.
Están a punto de finalizar los primeros estudios
en los que se ha aplicado una terapia de este tipo en dos pacientes
con cáncer de mama y en los que las pacientes han respondido a la
terapia inmune.
<110> Immatics Biotechnologies GmbH
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<120> Péptido del antígeno
MUC-1 para desencadenar una reacción inmune frente a
células tumorales.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<130> 4648P108EP
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<140>
\vskip0.400000\baselineskip
<141>
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<170> PatentIn Ver. 2.1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia sintética
\vskip1.000000\baselineskip
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<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia
sintética: fragmento de la proteína humana codificada por el gen
MUC-1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Ser Thr Ala Pro Pro Val His Asn Val}
\vskip1.000000\baselineskip
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<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 9
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<212> PRT
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<213> Secuencia sintética
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<223> Descripción de la secuencia
sintética: fragmento de la proteína humana codificada por el gen
MUC-1
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Leu Leu Leu Leu Thr Val Leu Thr Val}
Claims (4)
1. Uso ex vivo de un ácido nucleico, el
cuál codifica para un péptido, que se caracteriza porque
deriva del gen MUC-1 y presenta la secuencia SEQ
ID-Nº: 2:
Leu Leu Leu Leu Thr Val Leu Thr Val,
y que puede estar contenido en un vector de
expresión para la transformación o transfección en el marco de un
terapia génica.
2. Uso de un ácido nucleico según la
reivindicación 1 para la transformación o transfección de células
in vitro.
3. Uso según la reivindicación 1 ó 2 de un
péptido o un ácido nucleico según la reivindicación 1 para la
preparación de un medicamento para desencadenar una reacción inmune
en relación con una terapia antitumoral o en relación con un
tratamiento preventivo contra la aparición de un tumor en
combinación con un péptido de unión con
Pan-HLA-DR.
4. Uso de un péptido o de un ácido nucleico
según la reivindicación 1 para la preparación de un medicamento para
desencadenar una reacción inmune en relación con una terapia
antitumoral o en relación con un tratamiento preventivo contra la
aparición de un tumor o el uso según la reivindicación 3,
caracterizado porque al menos uno de los péptidos o uno de
los ácidos nucleicos se incuban junto con células que presentan
antígenos, especialmente células dendríticas.
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