ES2280758T3 - Vectores sitio-especificos de integracion en listeria y procedimientos para la utilizacion de los mismos. - Google Patents

Vectores sitio-especificos de integracion en listeria y procedimientos para la utilizacion de los mismos. Download PDF

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Abstract

Vector de integración capaz de integración sitio-específica del genoma de Listeria mediada por integrasa de listeriófago, comprendiendo dicho vector un sitio de unión de listeriófago.

Description

Vectores sitio-específicos de integración en Listeria y procedimientos para la utilización de los mismos.
Campo de la invención
El campo de la presente invención se refiere a especies de Listeria, por ejemplo Listeria monocytogenes, particularmente a cepas recombinantes de especies de Listeria, y a procedimiento para su fabricación y utilización.
Antecedentes de la invención
Listeria monocytogenes es un patógeno humano y animal Gram-positivo transportado en los alimentos responsable de infecciones graves en individuos inmunocomprometidos y en mujeres embarazadas. Las infecciones severas por L. monocytogenes en el ser humano se caracterizan por meningitis, meningoencefalitis, septicemia y muerte fetal. L. monocytogenes es ubicuo en la naturaleza y, además, puede aislarse a partir de una amplia diversidad de animales de sangre caliente.
Los protocolos para la manipulación por recombinación de especies de Listeria resultan de interés en aplicaciones tanto de investigación como terapéuticas. Por ejemplo, los protocolos de transformación de especies de Listeria encuentran utilidad en la elucidación de los mecanismos responsables del crecimiento y virulencia de estos tipos de bacterias. Además, estos protocolos también encuentran utilidad en la preparación de vacunas vivas de Listeria, las cuales resultan útiles en una diversidad de aplicaciones médicas diferentes.
Hasta la fecha, se ha utilizado una diversidad de protocolos diferentes para transformar especies de Listeria, entre los que se incluyen: la recombinación homóloga, la recombinación basada en trasposones, etc. Aunque en la actualidad se encuentran disponibles diferentes protocolos para la manipulación de especies de Listeria, estos procedimientos no resultan totalmente satisfactorios. Entre las desventajas experimentadas actualmente con uno o más de los protocolos disponibles se incluyen: (1) inestabilidad del casete de expresión en la especie transformada; (2) impacto variable sobe la virulencia de la especie transformada; (3) restricción de tamaño del casete de expresión que puede introducirse en la especie transformada, etc.
Como tales, a pesar de la diversidad de diferentes protocolos de transformación disponibles, sigue existiendo interés en la identificación de más protocolos de transformación que expandan el repertorio de herramientas genéticas disponibles. Resultaría de particular interés desarrollar un vector de integración sitio-específico eficiente que resulte adecuado para la utilización con un amplio abanico de diferentes especies de Listeria, en las que el vector no adolezca de una o más de las desventajas anteriormente indicadas de los protocolos disponibles actualmente.
Literatura relevante
Entre las patentes y solicitudes de patente publicadas de interés se incluyen: patente US nº 5.830.702 y solicitudes de patentes PCT publicadas nº de serie WO 99/25376 y nº WO 00/09733.
Schaferkordt et al., en Biotechniques 19(5):720-725, 1995, describen un vector que incluye una secuencia complementaria del genoma de Listeria monocytogenes, permitiendo de esta manera que el vector se integre en el genoma mediante recombinación homóloga.
Fortineau et al., en Res. Microbiol. 151:353-360, 2000, dan a conocer un vector que es capaz de integrarse en el genoma de Listeria monocytogenes mediante el trasposón Tn1545.
Descripción resumida de la invención
Se proporcionan vectores sitio-específicos de integración en especies de Listeria y procedimientos para su utilización. Entre los vectores de la invención se incluyen un gen de integrasa de bacteriófago y un sitio de unión a bacteriófago, en los que en muchas realizaciones el bacteriófago que es la fuente de estos elementos es un listeriófago. En determinadas realizaciones, los vectores de la invención incluyen además un sitio de clonación múltiple, en los que el sitio de clonación múltiple puede incluir además una secuencia codificante, por ejemplo una secuencia codificante de un polipéptido heterólogo, etc. Los vectores y procedimientos de la invención encuentran utilidad en una diversidad de aplicaciones diferentes, incluyendo el estudio de especies de Listeria y la preparación de vacunas de especies de Listeria.
Breve descripción de las figuras
Fig. 1(A) Mapa del plásmido del vector de integración pPL1. La SEC ID nº 24 proporciona la secuencia de pPL1. Se muestran en gris los genes de resistencia al cloranfenicol y el origen de replicación de E. coli, en blanco el origen de transferencia RP4, en negro el gen de integrasa y el promotor p60 de L. monocytogenes. Se muestra el sitio de clonación múltiple en la parte inferior del plásmido, indicando los sitios de restricción únicos debajo del MCS en una caja. Se muestran las inserciones pPL24 y pPL25 esquemáticamente debajo de MCS y se clonaron tal como se describe en la sección Materiales y Métodos. Se indican los tamaños finales de los constructos de plásmido y los sitios de restricción utilizados en la clonación en cada una de las inserciones. (B) Mapa del plásmido del vector de integración pPL2. La SEC ID nº 28 proporciona la secuencia de pPL2. El código de colores y los genes son los mismos que en la fig. 1A excepto en que la integrasa de PSA y los sitios PSAattPP tal como se indica. El sitio de clonación múltiple con 13 sitios de restricción únicos se muestra en la parte inferior del plásmido.
Fig. 2. Organización genómica de los sitios de unión dentro del gen comK (A y B) y del gen ARN_{t}^{Arg} (C y D). (A) Cepa no lisogénica de L. monocytogenes con un gen comK intacto. Los cebadores PL60 y PL61 amplifican a través del sitio de unión bacteriano comK-attBB'. (B) Cepa lisogénica de L. monocytogenes (con aproximadamente 40 kb de fago ADN insertado en el gen comK) o cepa integrada (con el constructo pPL1 insertado en el gen comK). Los cebadores PL14 y PL61 amplifican a través del sitio de unión híbrido comK-attPB'. (C) Cepa serotipo 4b de L. monocytogenes no lisogénica en ARNt Arg-attBB'. Los cebadores NC16 y NC17 amplifican a través del sitio de unión bacteriana ARNt Arg-attBB' en las cepas de serotipo 4b. El asterisco indica que los cebadores NC16 y NC17 se encuentran sustituidos con PL102 y PL103 para amplificar a través del sitio de unión bacteriana ARNt Arg-attBB' en las cepas de serotipo 1/2. (D) Cepa lisogénica de L. monocytogenes (con aproximadamente 40 kb de fago ADN o el vector ADN pPL2 de 6 kb insertado en el extremo 3' del gen ARNt Arg. Los cebadores NC16 y PL95 amplifican a través del sitio de unión híbrido ARNt Arg-attBP' en las cepas de serotipo tanto 4b como
1/2.
Fig. 3. Expresión y complementación funcional de ActA en SLCC-5764. (A) SDS-PAGE teñido con azul de Coomassie de cepas derivadas de SLCC-5764 cultivadas hasta la fase logarítmica tardía. Se indica ActA con una flecha. Carril 1: marcador de tamaño molecular; carril 2: DP-L3780; carril 3: DP-L4083; carril 4: DP-L4086; carril 5: SLCC-5764; carril 6: DP-L4082; carril 7: DP-L4084; carril 8: DP-L4085; carril 9: DP-L4087. Se describen las cepas en la Tabla 1. (B) Formación de cola de actina y movimiento de DP-L4087 en extracto celular de Xenopus. El panel superior es una imagen de fases; el panel inferior es una imagen de fluorescencia del mismo campo.
Fig. 4. (A) Diagrama de trébol de ARN_{t}^{Arg}, utilizado como sitio de unión de PSA. El anticodón de la arginina se ha rodeado con un círculo. Se señala la región con identidad de secuencia entre el gen de ARN_{t} y el attPP' de PSA. Los límites del gen de ARN_{t}^{Arg} y la puntuación Cove (82,37) se predijeron con el programa tRNA-scan-SE (31). (B) Alineación de la región ARN_{t}^{Arg}-attBB' de L. monocytogenes WSLC 1042 (línea superior) y la región attPP' de PSA corriente abajo del gen de integrasa. El gen ARN_{t}^{Arg} de 74 nt de L. monocytogenes se señala con una caja y la región solapante de 17 pb de identidad de secuencia (sitio central de integración) se señala en gris. El anticodón del gen ARN_{t}^{Arg} se muestra en negrita y subrayado. Se indican los residuos nucleótidos idénticos con el símbolo (:). Los números situados a la izquierda indican la posición del nucleótido en las secuencias de ADN del sitio de unión de WSLC 1042 (AJ314913) y del genoma de PSA (AJ312240).
Descripción de las realizaciones específicas
Se proporcionan vectores sitio-específicos de integración en especies de Listeria y procedimientos para la utilización de los mismos. Entre los vectores de la invención se incluyen un gen de integrasa de bacteriófago y un sitio de unión de bacteriófago, en los que en muchas realizaciones el bacteriófago que es la fuente de estos elementos es un listeriófago. En determinadas realizaciones, entre los vectores de la invención se incluye además un sitio de clonación múltiple, en el que el sitio de clonación múltiple puede incluir además una secuencia codificante, por ejemplo de un polipéptido heterólogo, etc. Los vectores y procedimientos de la invención encuentran utilidad en una diversidad de aplicaciones diferentes, incluyendo el estudio de especies de Listeria y la preparación de vacunas de especies de Listeria.
El alcance de la presente invención se establece en las reivindicaciones adjuntas.
En la presente especificación y en las reivindicaciones adjuntas, las formas del singular "un", "una" y "el" o "la" incluyen la referencia en plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario. A menos que se indique lo contrario, todos los términos técnicos y científicos utilizados en la presente invención presentan el mismo significado que el entendido comúnmente por un experto ordinario en la materia a la que pertenece la presente invención.
Donde se proporciona un intervalo de valores, se entiende que cada valor intermedio, hasta el décimo de la unidad del límite inferior a menos que el contexto indique claramente lo contrario, entre los límites superior e inferior de ese intervalo, y cualquier otro valor indicado o intermedio en ese intervalo indicado, se encuentra comprendido dentro de la invención. Los límites superior e inferior de estos intervalos más estrechos pueden encontrarse incluidos independientemente en los intervalos más estrechos, y también se encuentran comprendidos dentro de la invención, bajo la condición de cualquier límite excluido específicamente en el intervalo indicado. En el caso de que el intervalo indicado incluya uno o ambos límites, los intervalos que excluyen cualquiera de los límites incluidos o ambos también se encuentran incluídos en la invención.
A menos que se indique lo contrario, todos los términos técnicos y científicos utilizados en la presente invención presentan el mismo significado que el entendido comúnmente por un experto ordinario en la materia a la que pertenece la presente invención. Aunque puede utilizarse cualquier procedimiento, dispositivo y material similar o equivalente a los indicados en la presente invención en la práctica o ensayo de la invención, seguidamente se describen procedimientos, dispositivos y materiales representativos.
En la descripción adicional de la invención, los vectores de la invención en primer lugar se revisan en más detalle, seguido de una revisión de los procedimientos de utilización de los vectores de la invención, así como las aplicaciones representativas en las que encuentran utilizados los vectores y procedimientos de la invención.
Vectores
Tal como se ha resumido anteriormente, la invención proporciona vectores sitio-específicos de integración en Listeria, es decir, vectores que se integran en genomas de Listeria de una manera sitio-específica. Los vectores de la invención se caracterizan porque se integran establemente en un genoma de una especie de Listeria de una manera sitio-específica, y no aleatoria. Debido a que los vectores de la invención se integran sitio-específicamente en un genoma diana, los vectores de la invención típicamente se insertan en una localización o secuencia (es decir, dominio, sitio) específicos del genoma diana mediante un mecanismo mediado por una recombinasa, específicamente una integrasa, en la que la integrasa es una que utiliza dos sitios de reconocimiento diferentes como sustratos, uno de los cuales se posiciona en el sitio de integración del genoma diana (el sitio en el que debe integrarse un ácido nucleico) y otro en posición contigua a un ácido nucleico de interés que debe introducirse en el sitio de integración (es decir, un sitio en el vector de la invención denominado en la presente invención "sitio de unión a bacteriófago"). Por ejemplo, los sitios de reconocimiento para las integrasas de fago se denominan genéricamente attB, que se encuentra presente en el genoma bacteriano (en el que debe insertarse un ácido nucleico) y attP (que se encuentra presente en el ácido nucleico del fago en posición contigua al ácido nucleico para la inserción en el genoma bacteriano, que se denomina en la presente invención "sitio de unión a bacteriófago"). Los sitios de reconocimiento pueden ser nativos (endógenos a un genoma diana) o alterados respecto a una secuencia nativa. La utilización del término "reconocer" en el contexto de que una integrasa "reconoce" una secuencia de reconocimiento, pretende referirse a la capacidad de la integrasa de interaccionar con el sitio de reconocimiento y facilitar la recombinación sitio-especí-
fica.
Los vectores de la invención son capaces de integrarse en los genomas de una amplia diversidad de diferentes especies de Listeria. La integración se determina con facilidad mediante la utilización de cualquier ensayo conveniente, incluyendo aquellos conocidos por los expertos en la materia, que pueden identificar si se ha integrado o no ADN vector en el ADN genómico de un organismo diana. Por ejemplo, puede introducirse ADN vector en un organismo diana, por ejemplo mediante conjugación, y después determinarse la integración mediante amplificación por PCR de la secuencia integrada utilizando cebadores flanqueantes del sitio diana, donde el tamaño del producto de amplificación determinar si se ha producido la integración. Se proporciona un ejemplo de este ensayo en la sección experimental, posteriormente. Son características adicionales de muchas realizaciones de los vectores de la invención que se replican autónomamente en una célula huésped no Listeria, por ejemplo E. coli, y que son estables e inocuos en estas células huésped no Listeria.
Los vectores de interacción de la invención típicamente son vectores plásmido de doble cadena, en los que los vectores generalmente son de aproximadamente 3 kb, con frecuencia de por lo menos aproximadamente 5 kb y pueden ser grandes, de 15 kb, 20 kb, 25 kb, 30 kb o mayores, en los que los vectores en ocasiones presentan tamaños comprendidos entre aproximadamente 3-6 y aproximadamente 20 kb. Entre los vectores se incluyen varias características estructurales que proporcionan a los vectores las características funcionales anteriormente indicadas.
Una característica estructural de los vectores de la invención es un gen de integrasa de bacteriófago, es decir, una secuencia de ácidos nucleicos codificante de una integrasa de bacteriófago, que se encuentra operablemente ligada a un promotor específico de Listeria, de manera que el gen (la secuencia codificante) se expresa en la célula de Listeria para la que se ha diseñado que se utilice el vector. En muchas realizaciones, el gen de integrasa de bacteriófago es uno obtenido de un listeriófago, es decir, es un gen de integrasa de listeriófago. Se conocen de la técnica una diversidad de listeriófagos diferentes, en los que cualquier listeriófago conveniente puede servir como fuente del gen de integrasa, es decir, el ácido nucleico codificante de integrasa. Entre las integrasas específicas de interés se incluyen, aunque sin limitarse a ellas: la integrasa de U153, la integrasa de PSA, y similares.
Tal como se ha indicado anteriormente, el gen de integrasa se encuentra operablemente ligado a un promotor (así como las secuencias reguladoras y/o de señal, si resulta necesario) que controla la expresión del gen de integrasa cuando el vector se encuentra presente en la célula de Listeria para la que se ha diseñado el vector y en la que se desea la integración del vector. Puede utilizarse cualquier promotor conveniente, donde en determinadas realizaciones el promotor es un promotor específico de Listeria. Entre los promotores representativos de interés se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, el promotor p60 de Listeria, el promotor actA de Listeria, el promotor plcA de Listeria, el promotor mpI de Listeria, el promotor plcB de Listeria, el promotor inlA de Listeria; un promotor de choque térmico, y entre los promotores similares también pueden incluirse determinados promotores de bacteriófago, tales como los promotores de T7, Q\beta, SP6 y similares si la cepa de Listeria también expresa la ARN polimerasa de bacteriófago análoga. Además del elemento gen/promotor de integrasa indicado anteriormente, los vectores de la invención también incluyen un sitio de unión a fago, es decir, una secuencia o dominio de nucleótidos que permite una integración sitio-específica en un genoma de Listeria. Puede utilizarse cualquier sitio de unión a fago conveniente, en el que la selección del sitio de unión a fago dependerá, por lo menos en parte, de la localización de integración deseada del vector. Entre los sitios de unión a fago representativos se incluyen, aunque sin limitarse a ellos: el sitio de unión attPP' de U153 (tal como se describe en mayor detalle en la sección experimental, posteriormente); el sitio de unión attPP' de PSA (tal como se describen en más detalle en la sección experimental, posteriormente); y similares.
Además, los vectores de la invención pueden incluir un origen de replicación que permite la replicación del vector en una célula huésped no Listeria, por ejemplo E. coli. Este origen de replicación puede ser cualquier origen de replicación o sitio ori conveniente, de los que se conocen de la técnica varios sitios ori, incluyéndose entre los sitios de interés particular, aunque sin limitarse a ellos: p15A, pSC101, ColEI, pUC, pMB9 y similares.
Además, los vectores de la invención pueden incluir un sitio o elemento de origen de transferencia en caso conveniente, por ejemplo cuando el vector se introduce en la célula Listeria diana utilizando un protocolo de conjugación, tal como se describe en más detalle posteriormente. Puede utilizarse cualquier origen de transferencia conveniente (oriT); entre los orígenes de transferencia representativos de interés se incluyen, aunque sin limitarse a ellos: oriT de RP4, oriT de RSF1010, y similares.
Además, entre los vectores de la invención típicamente se incluyen por lo menos un sitio reconocido por una endonucleasa de restricción, es decir, un sitio de restricción, que se encuentre localizado en el vector en un sitio que permita la inserción de un gen heterólogo/casete de expresión. Se conocen de la técnica una diversidad de sitios de restricción y pueden encontrarse presentes en el vector, en el que dichos sitios incluyen aquellos reconocidos por los enzimas de restricción siguientes: HindIII, PstI, SalI, AccI, HincII, XbaI, BamHI, SmaI, XmaI, KpnI, SacI, EcoRI, BstXI, EagI, NotI, SpeI y similares. En muchas realizaciones, el vector incluye un polilínker o sitio de clonación múltiple, es decir una serie o matriz de sitios dispuestos próximos entre sí reconocidos por una pluralidad de diferentes enzimas de restricción, tales como aquellos indicados anteriormente.
En determinadas realizaciones, los vectores de la invención incluyen por lo menos una secuencia codificante, por ejemplo una secuencia codificante de polipéptido/proteína heterólogo presente en el sitio de clonación múltiple, por ejemplo como resultado de la utilización de un sitio de endonucleasa de restricción presente en el sitio de clonación múltiple para insertar la secuencia codificante en el vector, de acuerdo con protocolos de tecnología recombinante bien conocidos. El término "heterólogo" se refiere a que la secuencia codificante codifica un producto, por ejemplo una proteína, péptido, polipéptido, glucoproteína, lipoproteína u otra macromolécula, que no se expresa normalmente en Listeria. En muchas realizaciones, esta secuencia codificante es parte de un casete de expresión, que permite la expresión de la secuencia codificante en la célula de Listeria para la que se ha diseñado el vector. La expresión "casete de expresión" tal como se utiliza en la presente invención se refiere a un módulo de expresión o constructo de expresión que consta de una molécula de ADN recombinante que contiene por lo menos una secuencia codificante deseada y secuencias apropiadas de ácidos nucleicos necesarias par ala expresión de la secuencia codificante operablemente ligada en un organismo huésped particular, es decir, la célula Listeria para la que se ha diseñado el vector, tales como las secuencias de promotor/reguladoras/de señal indicadas anteriormente, en el que el casete de expresión puede incluir secuencias codificantes de dos o más polipéptidos diferentes, o copias múltiples de la misma secuencia codificante, según se desee. El tamaño de la secuencia codificante y/o casete de expresión que incluye la misma puede variar, aunque típicamente se encuentra comprendido dentro del intervalo de entre aproximadamente 25-30 y aproximadamente 6.000 pb, habitualmente de entre aproximadamente 50 y aproximadamente 2.000 pb. Como tal, el tamaño del producto codificado puede variar mucho, y pueden encontrarse codificados un amplio espectro de productos diferentes en los casetes de expresión presentes en los vectores de la presente realización.
Puede variar la naturaleza de la secuencia codificante y otros elementos del casete de expresión dependiendo de la aplicación particular del vector, por ejemplo para estudiar especies de Listeria, para producir vacunas de especies de Listeria, para la administración citosólica de macromoléculas, etc. Por ejemplo, en el caso de que los vectores se utilicen en la producción de vacunas de Listeria, la secuencia codificante puede codificar un antígeno heterólogo, en el que los antígenos heterólogos representativos incluyen, aunque sin limitarse a ellos: (a) antígenos víricos, por ejemplo proteína np de influenza, proteína gag de VIH, proteína env de VIH o partes de la misma, por ejemplo gp120 y gp41, proteína nef de VIH, proteínas pol de VIH, transcriptasa inversa de VIH, proteasa de VIH, proteínas del virus herpes, etc., (b) antígenos de la malaria, (c) antígenos fúngicos, (d) antígenos bacterianos, (e) antígenos tumorales y relacionados con tumores, y similares. Debido a la flexibilidad del sistema de vector, puede insertarse prácticamente cualquiera secuencia codificante de interés. En caso de que se desee la secreción del producto codificado por el casete de expresión, éste puede incluir una secuencia codificante para una proteína de fusión de un antígeno foráneo seleccionado y una proteína reguladora de la secreción, por ejemplo la listeriolisina O o la PI-PLC, una secuencia de señal, tal como la secuencia de señal hemolisina, etc. En el caso de que los vectores de la invención se utilicen en la preparación de vehículos de administración Listeria, por ejemplo tal como se describe en la publicación de patente PCT nº WO 00/09733 y Dietrich et al., Nature Biotechnology 16:181-185, 1998, la secuencia codificante de polipéptido heterólogo puede ser una citolisina, por ejemplo fosfolipasa, toxina formadora de poro, listeriolisina O, estreptolisina O, perfringolisina O, citolisinas activadas por ácido, lisinas de fago, etc. Entre otras secuencias codificantes de interés se incluyen, aunque sin limitarse a ellas: citoquinas, moléculas coestimulantes, y similares. Tal como se ha indicado anteriormente, el vector pude incluir por lo menos una secuencia codificante, en el que en determinadas realizaciones el vector incluye dos o más secuencias codificantes, en el que las secuencias codificantes pueden codificar productos que actúan simultáneamente para proporcionar los resultados deseados.
En general, la secuencia codificante puede codificar cualquiera de entre varios productos diferentes y puede ser e una diversidad de diferentes tamaños, proporcionando el comentario anterior meramente secuencias codificantes representativas de interés.
Procedimientos de preparación de vectores de la invención
Los vectores de la invención pueden producirse utilizando cualquier protocolo conveniente, incluyendo mediante procedimientos estándares de corte con enzimas de restricción, ligación y clonación molecular. Un protocolo de construcción de vectores de la invención incluye las etapas siguientes. En primer lugar, se cortan con endonucleasas de restricción a partir de las fuentes iniciales fragmentos purificados de ácidos nucleicos que contienen secuencias de nucleótidos componentes deseados, así como secuencias extrañas. A continuación, se separan de los fragmentos no deseados de tamaño diferente los fragmentos que contienen las secuencias de nucleótidos deseadas utilizando procedimientos de separación convencionales, por ejemplo mediante electroforesis en gel de agarosa. Los fragmentos deseados se extraen del gel y se ligan entre sí en la configuración apropiada de manera que se produce tal como se ha descrito anteriormente un ácido nucleico circular o plásmido que contiene las secuencias deseadas, por ejemplo secuencias que corresponden a los diversos elementos de los vectores de la invención. Donde se desee, las moléculas circulares construidas de esta manera seguidamente se amplifican en un huésped, por ejemplo E. coli. Los procedimientos de corte, construcción de plásmido, transformación celular y producción de plásmido implicados en estas etapas son bien conocidos por el experto en la materia y los enzimas requeridos para la restricción y la ligación se encuentran disponibles comercialmente (ver, por ejemplo, R. Wu, editor, Methods in Enzymology, vol. 68, Academic Press, N.Y., 1979; T. Maniatis, E. F. Fritsch y J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1982; catálogo 1982-83, New England Biolabs, Inc.; catálogo 1982-83, Bethesda Research Laboratories, Inc. Se proporciona un ejemplo de cómo construir un vector de la presente invención en la sección experimental, posteriormente.
Procedimientos
La invención también proporciona procedimientos para utilizar los vectores sitio-específicos de integración en Listeria anteriormente indicados para integrar un ácido nucleico heterólogo en un genoma de Listeria. En la práctica de los procedimientos de la invención, se introduce un vector de la invención en una célula de Listeria diana bajo condiciones suficientes para que se produzca la integración del vector en el genoma celular diana. Puede utilizarse cualquier protocolo conveniente para introducir el vector en la célula diana.
Entre los protocolos adecuados se incluyen: la transfección mediada por fosfato de calcio; la fusión de protoplasto, en la que los protoplastos que incluyen cantidades amplificadas de vector se fusionan con la célula diana; la electroporación, en la que se aplica un pulso breve de elevado voltaje eléctrico a la célula diana para que la membrana celular de la célula diana sea permeable al vector; la microinyección, en la que el vector se inyecta directamente en la célula, tal como se describe en Capechhi et al., Cell 22:479, 1980, y similares. Los protocolos in vitro anteriores son bien conocidos de la técnica y se revisan en más detalle en Sambrook, Fritsch y Maniatis, Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press), páginas 16.30-16.55, 1989.
En determinadas realizaciones, por ejemplo en las que la introducción directa en la célula de Listeria diana no proporciona resultados óptimos, un procedimiento representativo que puede utilizarse es un procedimiento de conjugación, que comprende: (a) introducir el vector en una célula huésped no Listeria, por ejemplo E. coli, seguido de (b) la transferencia del vector desde la célula huésped no Listeria a la célula huésped Listeria, por ejemplo mediante conjugación. La introducción en la célula huésped no Listeria puede conseguirse utilizando cualquiera de los protocolos indicados anteriormente. Para la etapa de conjugación, puede utilizarse cualquier protocolo conveniente, incluyendo típicamente los protocolos adecuados combinar las células donantes y aceptores en un medio adecuado y mantener bajo condiciones adecuadas para que se produzca la conjugación y la transferencia del vector. Se proporcionan las condiciones representativas específicas en la sección experimental, posteriormente.
Los procedimientos anteriores resultan en la integración estable del vector y cualquier casete de expresión transportado por el mismo, por ejemplo que codifique una proteína heteróloga/antígeno foráneo, en un genoma de célula Listeria diana de una manera sitio-específica. Los procedimientos de la invención encuentran utilidad con una amplia diversidad de especies de Listeria diferentes.
Utilidad
Los vectores anteriormente indicados y procedimientos de utilización de los mismos encuentran utilidad en una diversidad de aplicaciones diferentes, en los que las aplicaciones representativas incluyen, aunque sin limitarse a ellas: (a) aplicaciones de investigación, (b) aplicaciones de preparación de vacunas; (c) aplicaciones de preparación de vehículo de administración Listerial, y similares.
Un tipo de aplicación en el que pueden utilizarse los vectores y procedimientos de la invención es en la investigación de las especies de Listeria. Por ejemplo, los vectores y procedimientos de la invención permiten la construcción simple y eficiente de cepas y resultan ampliamente útiles en diversas cepas utilizadas para estudiar el ciclo vital intracelular de L. monocytogenes. Además, los vectores y procedimientos de la invención pueden utilizarse para producir cepas merodiploides estables para permitir estudios refinados de número de copia y estudios de interacciones dentro de una proteína a través de la multimerización y ensayo de la naturaleza dominante o recesiva de diferentes alelos de un gen en la misma cepa bacteriana.
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Los vectores y procedimientos de la invención también encuentran utilidad en aplicaciones de preparación de vacunas. Por ejemplo, los vectores de la invención encuentran utilidad en la producción de cultivos de Listeria capaces de expresar un antígeno heterólogo, es decir, vacunas de Listeria, en las que las células de Listeria utilizadas pueden encontrarse atenuadas. Las cepas atenuadas utilizadas pueden ser capaces de invasión normal de una célula huésped, aunque incapaces de sobrevivir o crecer normalmente en la célula o de la propagación célula a célula, o puede presentar otras alteraciones que impidan la patogenicidad normal.
Las vacunas producidas utilizando vectores de la presente invención se administran a un vertebrado poniendo en contacto el vertebrado con una dosis subletal de la vacuna de Listeria manipulada genéticamente, en la que el contacto típicamente incluye administrar la vacuna al huésped. De esta manera, la presente invención proporciona vacunas manipuladas genéticamente con el vector de integración y proporcionadas en una formulación farmacéuticamente aceptable. La administración puede ser oral, parenteral, intranasal, intramuscular, intravascular, la vacunación directa de nódulos linfáticos, la administración mediante catéter o uno o más cualesquiera de entre una diversidad de vías de administración bien conocidas. En los animales de granja, por ejemplo la vacuna puede administrarse oralmente mediante la incorporación de la vacuna en pienso o líquido (tal como agua). Puede suministrarse en forma de polvos liofilizados, en forma de formulación congelada o en forma de componente de una cápsula, o cualquier otra formulación conveniente farmacéuticamente aceptable que conserve la antigenicidad de la vacuna. Puede utilizarse cualquiera de entre varios diluyentes o excipientes farmacéuticamente aceptables bien conocidos en las vacunas de la invención. Entre los diluyentes adecuados se incluyen, por ejemplo, agua destilada estéril, solución salina, solución tamponada con fosfato y similares. La cantidad del diluyente puede variar ampliamente, tal como apreciarán los expertos en la materia. Los excipientes adecuados también son bien conocidos por los expertos en la materia y pueden seleccionarse, por ejemplo, de A. Wade y P.J. Weller, editores, Handbook of Pharmaceutical Excipientes, The Pharmaceutical Press, London, 1994. La dosis administrada puede depender de la edad, salud y peso del paciente, del tipo de paciente, y de la existencia de tratamiento concurrente, en caso de existir. Las vacunas pueden utilizarse en formas de dosificación, tales como cápsulas, soluciones líquidas, suspensiones o elixires, para la administración oral, o líquido estéril para formulaciones, tales como soluciones o suspensiones para la utilización parenteral, intranasal, intramuscular o intravascular. De acuerdo con la invención, la vacuna puede utilizarse en combinación con un diluyente farmacéuticamente aceptable, en forma de composición de vacuna, útil en la inmunización de un paciente frente a la infección por un organismo seleccionado o virus o con respecto a un tumor, etc. Inmunizar a un paciente significa proporcionar al paciente por lo menos algún grado de inmunidad terapéutica o profiláctica frente a patógenos seleccionados, células cancerosas, etc.
Las vacunas de la invención preparadas con los vectores de la invención encuentran utilidad en procedimientos para inducir o reforzar una respuesta de células T ayudantes o células T citotóxicas frente a un agente seleccionado, por ejemplo un organismo patogénico, tumor, etc., en un vertebrado, incluyendo dichos procedimientos la administración de una cantidad eficaz de la vacuna de Listeria. Las vacunas de la invención preparadas con los vectores de la invención encuentran utilidad en procedimientos para inducir en un vertebrado una respuesta inmunológica innata que incrementa la respuesta inmunológica específica de antígeno. Además, las vacunas de la presente invención pueden utilizarse para el tratamiento posterior a la exposición o posterior al diagnóstico. En general, un experto en la materia conocerá la utilización de vacunas para el tratamiento posterior a la exposición para el tratamiento, por ejemplo, de la rabia y el tétanos. La misma vacuna de la presente invención puede utilizarse, por ejemplo, para la inmunización y para reforzar la inmunidad tras la exposición. Alternativamente, puede utilizarse una vacuna diferente de la presente invención para el tratamiento posterior a la exposición, por ejemplo, una que resulte específica para antígenos expresados en etapas posteriores de la exposición. Como tales, las vacunas de la invención preparadas con los vectores de la invención encuentran utilidad como vacunas tanto profilácticas como terapéuticas para inducir respuestas inmunológicas que son específicas para antígenos que son relevantes en diversas condiciones de enfermedad.
El paciente puede ser cualquier animal humano o no humano susceptible de infección por el organismo seleccionado. Las vacunas de la invención encuentran particular utilización en vertebrados, tales como el ser humano, y en animales domésticos. Entre los animales domésticos se incluyen aves de corral, vacas, cerdos, ovejas, caballos cabras, Leporidate (tales como conejos) u otros animales que pueden mantenerse en cautividad.
En general, los vectores y procedimientos de la invención encuentran utilidad en la producción de vacunas, tal como se describe en la patente US nº 5.830.702, así como la publicación de patente PCT nº WO 99/25376.
Los vectores de la invención también encuentran utilidad en la producción de vehículos de administración Listerial para la administración de macromoléculas en células diana, por ejemplo tal como se describe en: publicación de patente PCT nº WO 00/09733, y Dietrich et al., Nature Biotechnology 16:181-185, 1998. Puede administrarse una diversidad de tipos diferentes de macromoléculas, incluyendo, aunque sin limitarse a ellas: ácidos nucleicos, polipéptidos/proteínas, etc., tal como se describe en estas publicaciones.
Kits y sistemas
También se proporcionan kits y sistemas que encuentran utilidad en la preparación de vectores de la invención y/o la preparación de células de Listeria recombinantes utilizando los vectores y procedimientos de la invención, tal como se ha descrito anteriormente. Por ejemplo, los kits y sistemas para producir los vectores de la invención pueden incluir uno o más de entre: un vector inicial con un sitio de clonación múltiple, una endonucleasa de restricción para cortar un sitio en el sitio de clonación múltiple, un vector que incluye un casete de expresión de interés que debe insertarse en el sitio de clonación múltiple, etc. En el caso de que los kits y sistemas se diseñen para la producción de las células de Listeria recombinantes, los kits y sistemas pueden incluir vectores o componentes para preparar los mismos, tal como se ha descrito anteriormente, células de Listeria diana, células huésped no Listeria y similares. Los kits de la invención además pueden incluir otros componentes que encuentren utilidad en los procedimientos de la invención, por ejemplo tampones de reacción, medios de cultivo, etc.
Los diversos componentes reactivos de los kits pueden encontrarse presentes en recipientes separados, o todos ellos pueden precombinarse en una mezcla de reactivos para la combinación con el ADN de molde.
Además de los componentes anteriormente indicados, los kits de invención pueden incluir además instrucciones para poner en práctica los procedimientos de la invención. Estas instrucciones pueden encontrarse presentes en los kits de la invención en una diversidad de formas, una o más de las cuales puede encontrarse presente en el kit. Una forma en la que estas instrucciones puede encontrarse presentes es en forma de información impresa en un medio o sustrato adecuado, por ejemplo un trozo o trozos de papel sobre el que se ha impreso la información, en el envoltorio del kit, en un impreso dentro del paquete, etc. Todavía otros medios serían un medio legible por ordenador, por ejemplo disquete, CD, etc. en el que se ha registrado la información. Otros medios que pueden encontrarse presentes es una dirección de un sitio de internet que puede utilizarse a través de internet para acceder a la información desde un sitio alejado. Pueden encontrarse presentes otros medios convenientes en los kits.
Los ejemplos siguientes se ofrecen a título de ilustrativo y no en modo limitativo.
Experimental I. Materiales y métodos A. Construcción del vector de integración pPL1
Se utilizaron técnicas moleculares estándares en la construcción del vector de integración de 6.101 pb pPL1 (fig. 1A). Se proporciona la secuencia completa del vector pPL1 en SEC ID nº 25. pPL1 es un plásmido de bajo número de copia que se replica autónomamente en E. coli y que se integra de manera sitio-específica en L. monocytogenes, y que se ensambla partir de 6 fuentes de ADN independientes de la manera siguiente. Los sitios de restricción en los cebadores de PCR utilizados para la construcción se encuentran subrayados. Todas las reacciones de PCR utilizadas en las etapas de clonación utilizaron ADN polimerasa Vent (New England Biolabs).
El sitio de clonación múltiple (MCS) procedente de pBluescript KS- (Alting-Mees, M.A. y J.M. Short, pBluescript II: gene mapping vectores, Nucleic Acids Res. 17:9494, 1989) (pb 1 a 171) se clonó mediante PCR con los cebadores 5'-GGACGTCATTAACCCTCACTAAAGG-3' y 5'-GGACGTCAATACGACTCACTATAGG-3' (SEC ID nº 01 y nº 02). El origen de replicación Gram-negativo de bajo número de copia y el gen de la cloranfenicol acetiltransferasa (CAT) de pACYC184 (Chang, A.C. y S.N. Cohen, Construction and characterization of amplifiable multicopy DNA cloning vehicles derived from the P15A cryptic miniplasmid, J. Bacteriol. 134:1141-1156, 1978) (pb 172 a 2253) se clonaron mediante PCR con los cebadores 5'-GGACGTCGCTATTTAACGACCCTGC-3' y 5'-GAGCT GCAGGAGAATTACAACTTATATCGTATGGGG-3' (SEC ID nº 03 y nº 04). Para la conjugación directa de E. coli a L. monocytogenes, el origen de transferencia de RP4 (oriT) (Pansegrau, W., E. Lanka, P.T. Barth, D.H. Figurski, D.G. Guiney, D. Haas, D.R. Helinski, H. Schwab, V.A. Stanisich y C.M. Thomas, Complete nucleotide sequence of Birmingham IncP alpha plasmids. Compilation and comparative analysis, J. Mol. Biol. 239:623-663, 1994) (pb 2254 a 2624) se clonó a partir del plásmido pCTC3 (Williams, D.R., D.I. Young y M. Young, Conjugative plasmid transfer from Escherichia coli to Clostridium acetobutylicum, J. Gen. Microbiol. 136:819-826, 1990) tras PCR con los cebadores 5'-GCACTGCAGCCGCTTGCCCTCATCTGTACGCC-3' y 5'-CATGCATGCCTCTCGCCTGTCCCCTCAGTT
CAG-3' (SEC ID nº 05 y nº 06). El gen de integrasa del listeriófago U153 y el sitio de unión (attPP') (A. Nolte, P. Lauer y R. Calendar, no publicado, pb 2629 a 4127) (SEC ID nº 25 incluye las secuencias de estos sitios) que dirigen la integración sitio-específica del plásmido se clonaron tras PCR con los cebadores 5'-GTAGATCTTAACTTTCCATGCAG
AGGAG-3' y 5'-GGGCATGCGATAAAAAGCAATCTATAGAAAAACAGG-3' (SEC ID nº 07 y nº 08). Para la expresión del gen de integrasa de U153, el promotor p60 de L. monocytogenes (Lauer, P., J.A. Theriot, J. Skoble, M.D. Welch y D.A. Portnoy, Systematic mutational analysis of the amino-terminal domain of the Listeria monocytogenes ActA protein reveals novel functions in actin-based motility, Mol. Microbiol. 42:1163-1177, 2001) se amplificó por PCR con los cebadores 5'-CCTAAGCTTTCGATCATCATAATTCTGTC-3' y 5'-GGGCATGCAGATCTTTTTTTCA
GAAAATCCCAGTACG-3' (SEC ID nº 09 y nº 10) y se clonó corriente arriba del gen de integrasa. Los pares de bases 4570 a 6101 son un fragmento de restricción HindIII-AatII subclonado a partir de pUC18-Cat (cortesía de Nanci Freitag), y contienen el gen CAT Gram-positivo inducible procede de pC194 (Horinouchi, S. y B. Weisblum, Nucleotide sequence and functional map of pC194, a plasmid that specifies inducible chloramphenicol resistance, J. Bacteriol. 150:815-825, 1982) (pb 4788 a 5850).
B. Clonación de los genes hly y actA en pPL1
Se subclonó el gen hly a partir del plásmido pDP-906 (Jones, S. y D.A. Portnoy, Characterization of Listeria monocytogenes pathogenesis in a strain expressing perfringolysin O in place of listeriolysin O. Infect. Immun. 62(12):5608-5613, 1994) mediante digestión de restricción con BamHI y XbaI, purificando en gel un fragmento de 2,9 kb y ligándolo en pPL1 cortado con BamHI y SpeI. El plásmido resultante se denominó pPL24 (fig. 1A). El gen actA se amplificó por PCR a partir de ADN genómico 10403S con los cebadores 5'-GGTCTAGATCAAGCACATACCTAG-3' y 5'-CGGGATCCTGAAGCTTGGAAGCAG-3' (SEC ID nº 11 y nº 12). El producto PCR de 2220 pb se purificó en gel con BamHI y XbaI, y se clonó en pPL1 cortado con BamHI y SpeI. El plásmido resultante se denominó pPL25 (fig. 1A).
C. Curado de fagos, conjugación y confirmación molecular de la integración en plásmido
Se consiguió el curado de los fagos adaptando metodologías históricas (Cohen, D., A Variant of Phage P2 Originating in Escherichia coli, strain B, Virology 7:112-126, 1959; Six, E., Prophage substitution and curing in lysogenic cells superinfected with hetero-immune phage, J. Bacteriol. 80:728-729, 1960). Se cultivaron derivados de L. monocytogenes 10403S que portaban un profago en comK-attBB' (integrado en el ORF comK tal como ha sido descrito (Loessner, M.J., R.B. Inman, P. Lauer y R. Calendar, Complete nucleotide sequence, molecular analysis and genome structure of bacteriophage A118 of Listeria monocytogenes: implications or phage evolution, Mol. Microbiol. 35(2):324-340, 2000)) en BHI a 37ºC hasta 10^{8} CFU/ml y se infectaron con listeriófago U153 (Hodgson, D.A., Generalized transduction of serotype 1/2 and serotype 4b strains of Listeria monocytogenes, Mol. Microbiol. 35(2):312-323, 2000) a una multiplicidad de infección de 20:1 en presencia de CaCl_{2} 5 mM. Los cultivos se incubaron mediante agitación a 37ºC durante 75 minutos y se realizó un seguimiento de la inhibición del crecimiento mediante comparación de la DO_{600} del cultivo infectado con un cultivo de control no infectado. El cultivo infectado se diluyó 10^{-2} y 10^{-4} en BHI, y ambas diluciones se cultivaron a 37ºC hasta que la dilución 10^{-2} había incrementado su densidad óptica en 100 veces. A continuación, la dilución 10^{-4} se diluyó 10^{-2}, y se sembraron 3 \mul en placa de BHI. Se sometieron a ensayo cincuenta colonias para la liberación de fagos inicialmente mediante la extracción individual de colonias a 0,25 ml de caldo LB y replicación en placa a 30ºC en un cultivo confluyente de Mack-4R (DP-L862), una cepa rugosa no lisogénica de L. monocytogenes particularmente susceptible a la formación de placas. Los candidatos que no formaron placas seguidamente se sometieron a ensayo mediante cultivo de puntos de 10 \mul de cultivo en un cultivo confluyente de Mack-4R para detectar la formación de placas. Si este segundo ensayo era negativo, el candidato se ensayaba para comprobar si podía soportar la formación de placas por parte del fago de la cepa parental 10403S (\Phi10403, Hodgson, D.A., Generalized transduction of serotype 1/2 and serotype 4b strains of Listeria monocytogenes, Mol. Microbiol. 35(2):312-323, 2000). Se confirmó el curado molecularmente mediante PCR con el par de cebadores PL60/PL61 específico de comK-attBB' (secuencias a continuación) para la ausencia de un fago en comK-attBB'. Se curó aproximadamente el 10% de las colonias utilizando este procedimiento.
Se convirtieron en resistentes a la estreptomicina cepas receptoras de L. monocytogenes (SLCC-5764, DP-L1169 y DP-L1172) para la contraselección en experimentos de selección mediante selección de placas en BHI suplementado con 200 \mug/ml de antibiótico.
Se electroporaron constructos de plásmido pPL1 en la cepa SM10 de E. coli (Simon, R., U. Priefer y A. Pühler, A broad host range mobilization system for in vitro genetic engineering: transposon mutagenesis in Gram negative bacteria, Bio/Technology 1:784-791, 1983) utilizando técnicas estándar (Sambrook, J., T. Maniatis y E.F. Fritsch, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2a edición, ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1989). Se cultivaron cepas bacterianas hasta la fase semilogarítmica (DO_{600} \sim 0,55) bajo agitación a 30ºC. Las cepas donantes de E. coli se cultivaron en LB que contenía 25 \mug/ml de cloranfenicol, las cepas receptoras de L. monocytogenes se cultivaron en BHI. Se mezclaron 2,5 ml de cultivo donante con 1,5 ml de cultivo receptor y se filtraron sobre filtros de tipo HA de 0,45 \mum de 47 mm prelavados (Millipore). El filtro se lavó una vez con 10 ml de BHI, se transfirió a una placa de BHI sin antibióticos y se incubó durante 2 horas a 30ºC. Las células bacterianas se resuspendieron suavemente en 2,5 ml de BHI y se sembraron en placa alícuotas de 25 \mul y de 50 \mul en 3 ml de top ágar LB en placas de BHI suplementadas con 7,5 \mug/ml de cloranfenicol y 200 \mug/ml de estreptomicina. Las placas se incubaron a 30ºC durante la noche y se trasladaron a 37ºC durante 2 a 3 días. Se recogieron colonias individuales y se cribaron mediante PCR para la integración en el sitio de unión de fago utilizando los cebadores PL14 (5'-CTCATGAACTAGAAAAATGTGG-3') (SEC ID nº 13), PL60 (5'-TGAAGTAAACCCGCACACGATG-3') (SEC ID nº 14) y PL61 (5'-TGTAACATGGAGGTTCTGGCAATC-3') (SEC ID nº 15). Se llevaron a cabo reacciones de PCR en partes reducidas de colonias bacterianas individuales recogidas con puntas de pipeta P200 estériles a partir de las placas de BHI e introducidas directamente en 20 \mul para reacción de PCR. El par de cebadores PL14/PL61 amplifica específicamente attBP' en una reacción de PCR, resultando en un producto de 743 pb en las cepas integradas (derivadas tanto de profago como de pPL1). El par de cebadores PL60/PL61 amplifica específicamente comK-attBB' en una reacción de PCR, resultando en un producto de 417 pb sólo en cepas no lisogénicas (es decir, DP-L4056). Se llevaron a cabo ensayos de PCR en un termociclador Hybaid Omn-E con una temperatura de hibridación de 55ºC durante 30 ciclos. Surgieron integrantes a una frecuencia de aproximadamente 2 x 10^{-4} por célula donante.
D. Hemólisis en placas de ágar sangre y ensayo de actividad hemolítica
Se puntuó la hemólisis en placas de ágar sangre utilizando placas de ágar de soja tríptica suplementada con 5% de sangre de oveja desfibrinada (HemoStat, Davis, CA). Los ensayos hemolíticos se llevaron a cabo tal como ha sido descrito con anterioridad (Portnoy, D.A., P.S. Jacks, y D.J. Hinrichs, Role of hemolysin for the intracellular growth of Listeria monocytogenes, J. Exp. Med. 167(4):1459-1471, 1988). La actividad hemolítica se expresa como el recíproco de la dilución del sobrenadante de cultivo requerida para lisar el 50% de los eritrocitos de oveja.
E. Formación de placas en células L2
Se determinaron los tamaños de las placas tal como ha sido descrito con anterioridad (Lauer, P., J.A. Theriot, J. Skoble, M.D. Welch y D.A. Portnoy, Systematic mutational analysis of the amino-terminal domain of the Listeria monocytogenes ActA protein reveals novel functions in actin-based motility, Mol. Microbiol. 42(5):1163-1177). Se sembró cada cepa en 6 a 8 experimentos independientes y se comparó con 10403S en cada experimento.
F. SDS-PAGE de ActA expresada en superficie
Se preparó proteína ActA expresada en superficie a partir de cultivos bacterianos en fase logarítmica tardía cultivados en caldo LB (D0600 \sim 0,7) mediante la resuspensión de cantidades equivalentes en tampón de SDS-PAGE y mediante ebullición durante 5 minutos, lo que extrae las proteínas expresadas en superficie pero no altera la pared celular. Se cargaron cantidades equivalentes en SDS-PAGE al 7% y se visualizaron con azul de Coomassie.
G. Ensayos de motilidad de extractos celulares de Xenopus laevis
Se preparó extracto citoplasmático de huevos de X. laevis tal como ha sido descrito con anterioridad (Theriot, J.A., J. Rosenblatt, D.A. Portnoy, P.J. Goldschmidt-Clermont y T.J. Mitchison, Involvement of profilin in the actin-based motility of L. monocytogenes in cells and in cell-free extracts, Cell 76(3):505-517, 1994) y se suplementó con actina marcada con tetrametilrodamina yodoacetamida (Theriot, J.A. y D.C. Fung, Listeria monocytogenes-based assays for actin assembly factors, Methods Enzymol. 298:114-122, 1998). Se cultivaron cepas derivadas de SLCC-5764 cultivadas durante la noche hasta la fase estacionaria, se lavaron 1X, se añadieron a extractos celulares y se incubaron durante 45 minutos previamente a la observación microscópica.
H. Determinaciones de LD_{50}
Se llevaron a cabo determinaciones limitadas de LD_{50} en ratones BALB/c tal como ha sido descrito con anterioridad (Portnoy, D.A., P.S. Jacks y D.J. Hinrichs, Role of hemolysin for the intracellular growth of Listeria monocytogenes, J. Exp. Med. 167(4):1459-1471, 1988). Se llevaron a cabo experimentos animales en el laboratorio de Archie Bouwer en el Oregon Health Sciences Center, Portland, OR.
I. Identificación del sitio de unión de PSA y construcción de pPL2.
Se obtuvo la secuencia de ADN del sitio de unión de PSA (ARNt^{Arg}-attBB') mediante una combinación de PCR inversa y paseo genómico. Se llevó a cabo PCR inversa en ADN de DP-L4061 (WSLC 1042 lisogénico para PSA) digerido con Sau3 Al (SEC ID nº 26 es la secuencia de 2.072 pb circundante a WSLC 1042 ARNt^{Arg}-attBB') utilizando los cebadores divergentes PL95 (5'-ACATAATCAGTCCAAAGTAGATGC) (SEC ID nº 16) y PL97 (5'-ACGAATG
TAAATATTGAGCGG) (SEC ID nº 17) que hibridan dentro del gen int de PSA. La secuencia de ADN resultante se utilizó para diseñar oligonucleótidos adicionales y estos se utilizaron con el kit Genome Walker (Clontech) siguiendo las recomendaciones del fabricante. Se realizó el análisis de secuencia de ADN y del ARNt utilizando MacVector
(Accelrys), DNAsis (Hitachi), algoritmo BLAST (2) y tRNAscan-SE (Lowe, T.M. y S.R. Eddy, tRNAscan-SE: a program for improved detection of transfer RNA genes in genomic sequence, Nucleic Acids Res. 25(5):955-964, 1997).
Se modificó pPL1 para utilizar un sitio de unión diferente en el cromosoma de L. monocytogenes mediante la sustitución del gen de integrasa de U153 y el sitio de unión en el plásmido. El int y attPP' de PSA se amplificaron por PCR a partir del ADN genómico de PSA con los cebadores PL100 (5'-GAAGATCTCCAAAAATAAACAGGTGGTGG) (SEC ID nº 18) y PL101 (5'-CATGCATGCGTGGAGGGAAAGAAGAACGC) (SEC ID nº 19) con ADN polimerasa Vent, se digirió con BgI II y SphI, y se ligó en pPL1 que había sido digerido con los mismos enzimas. El plásmido resultante se denominó pPL2 (fig. 1B). Se proporciona la secuencia de pPL2 como SEC ID nº 28.
La secuencia de ADN del ARNt^{Arg}-attBB' de PSA de cepas de L. monocytogenes de serotipo ½ se obtuvo mediante una estrategia de plásmido-trampa. Se digirió ADN genómico de DP-L4211 (pPL2 integrado en 10403S) con NsiI y NheI, que no cortan dentro del vector, y se ligó bajo condiciones diluidas para estimular la autoligación. Las ligaciones se transformaron en XL1-blue y se seleccionaron las colonias resistentes al cloranfenicol. Los plásmidos obtenidos se secuenciaron con los cebadores convergentes PL94 (5'-GGAGGGAAAGAAGAACGC) (SEC ID nº 20) y PL95 (secuencia proporcionada anteriormente) para attPB' y attBP', respectivamente, que flanquean attPP' en la secuencia genómica de ADN de PSA. Además, debido a la divergencia entre las secuencias más abajo del gen ARNt^{Arg} entre serotipos, se desarrolló un ensayo de PCR específico de serotipo 1/2 a través de ARNt^{Arg}-attBB' a partir de la secuencia de ADN de 10403S y se utilizó para determinar el estatus de profago de diversas cepas de L. monocytogenes. Los cebadores PL102 (5'-TATCAGACCTAACCCAAACCTTCC) (SEC ID nº 21) y PL103 (5'-AATCGCAAAATAAAAATCTTCTCG) (SEC ID nº 22) amplifican específicamente un producto de PCR de 533 pb en cepas de serotipo 1/2 no lisogénicas. El par de cebadores NC16 (5'-GTCAAAACATACGCTCTTATC) (SEC ID nº 23) y PL95 amplifican específicamente un producto de PCR de 499 pb en cepas que son lisogénicas o que contienen un vector de integración en ARNt^{Arg}-attBB' (SEC ID nº 27 proporciona las 643 pb circundantes a ARNt^{Arg}-attBB' de 10403S).
II. Resultados y comentario A. pPL1 forma integrantes estables de copia única en diversas cepas de L. monocytogenes
pPL1 es el primer vector lanzadera que construyeron los presentes inventores para facilitar la construcción de cepas en L. monocytogenes. Con el fin de someter a ensayo el vector pPL1, resultaba necesaria una cepa de L. monocytogenes que no presentase un fago en el sitio de unión bacteriano comK. Se adaptaron procedimientos históricos para curar cepas de L. monocytogenes de sus profagos y se descubrió que, tras la superinfección con fago U153, que presenta el mismo sitio de unión que el profago endógeno 10403S, resultaba posible aislar cepas libres de profago (ver Materiales y procedimientos). La cepa 10403S curada de profago se denominó DP-L4056 y se utilizó en experimentos posteriores.
Se seleccionó la conjugación como procedimiento para introducir el vector en las células diana, debido a que muchas especies de Listeria se transforman con eficiencia reducida. La conjugación de pPL1 de E. coli en L. monocytogenes tuvo éxito. Surgieron transconjugantes resistentes a fármaco a una frecuencia reproducible de \sim2 x 10^{-4} por célula donante de E. coli, aproximadamente tres veces menos que en la conjugación con plásmidos de replicación autónoma, indicando una eficiencia de integración del \sim30% para las cepas que reciben el plásmido por conjugación. Toda las colonias resistentes al cloranfenicol resultaron positivas en el ensayo de PCR con los cebadores PL14 y PL61, y negativas al utilizar un ensayo de PCR a través de attPP' en pPL1 (PL14 apareado con un cebador en el oriT de RP4) indicando que eran integrantes verdaderos y que el complemento genético completo del plásmido pPL1 se había integrado en el cromosoma de Listeria. Además, este experimento demostró que pPL1 no se mantiene en forma de plásmido episómico y que el vector no se integra como concatámero.
Los presentes inventores sometieron a ensayo la estabilidad de los integrantes bajo condiciones de cultivo no selectivas. Se subcultivaron en medio BH durante 100 generaciones tres cepas integrantes, DP-L4074 y las cepas merodiploides DP-L4076 y DP-L4078 (descritas en las secciones siguientes) y se sembraron para obtener colonias individuales. A continuación, se expusieron noventa y seis colonias a 0,1 \mug/ml de cloranfenicol (para inducir la expresión del gen CAT) y se sembraron en parche en placas que contenían 7,5 \mug/ml de antibiótico. Todas las colonias conservaron la resistencia a fármaco. Se sometieron a ensayo treinta colonias de cada experimento de cultivo no selectivo mediante ensayo de PCR PL14/PL61 y todas las reacciones de PCR resultaron en el producto de 743 pb, indicando que todos los transconjugantes conservaban integrado el plásmido.
Además, los presentes inventores investigaron si el vector de integración resultaría útil de manera general para cualquier cepa de L. monocytogenes con un sitio de unión disponible. Se han aislado más de 320 listeriófagos, y muchos presentan rangos de huésped restringidos. No resultaba claro si existía una barrera biológica a la función del gen de integrasa U153 en cepas huésped que no soportan la infección por U153. Por lo tanto, se seleccionaron tres cepas que no contenían un profago en el sitio de unión comK; dos aislados clínicos de serotipo 4b y SLCC-5764, una cepa de serotipo 1/2a que expresa constitutivamente los factores de virulencia conocidos de una manera no regulada y ha resultado útil para estudiar estos factores de virulencia in vitro. En primer lugar, cada una de estas cepas se hizo resistente a la estreptomicina para la contraselección en experimentos de conjugación (tal como se describe en Materiales y métodos). Los derivados resistentes a la estreptomicina se seleccionaron si presentaban la misma tasa de crecimiento que la cepa parental para evitar complicaciones experimentales relacionadas con la viabilidad. Las cepas resultantes, DP-L4088, DP-L4089 y DP-L4082, todas resultaron receptores adecuados para la integración de pPL1 a una frecuencia similar a DP-L4056.
Finalmente, los presentes inventores llevaron a cabo un estudio de los aislados de L. monocytogenes para identificar las cepas adecuadas que no portaban un profago en el sitio de unión comK, utilizando los ensayos de PCR a través de comK-attBB'(cebadores PL60/PL61) y attPB' híbrido (cebadores PL14/PL61). Los resultados de estos experimentos (Tabla 2) indicaron que muchas de las cepas utilizadas con frecuencia para estudiar la biología y la patogénesis de L. monocytogenes, incluyendo 10403S, L028 y EGDe, presentaban un profago en comK.
TABLA 2 Estatus de profago de diversas cepas
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B. El estatus de comK no afectó a la virulencia de L. monocytogenes
A continuación, los presentes inventores compararon DP-L4056 y DP-L4074 con 10403S de tipo salvaje en ensayos de virulencia estándar para determinar si la presencia de un profago en comK, la falta de profago, o el vector de integración alteraba los fenotipos de virulencia. Estas tres cepas se sometieron a ensayo para la actividad de LLO, la capacidad para formar placas en monocapas de células L2, y para virulencia en el ensayo de LD_{50} de ratón (Tabla 3). Ninguno podía distinguirse de los demás, sugiriendo fuertemente que la integridad del ORF comK y la presencia de pPL1 no presentó ningún impacto medible sobre la virulencia.
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TABLA 3 Complementación de actA y hly
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C. Complementación completa de hly en el sitio de unión de fago
La listeriolisina-O (LLO), el producto génico de hly, es una citolisina secretada formadora de poro que es responsable de la fuga de la vacuola unida a membrana cuando L. monocytogenes entra por primera vez en una célula huésped. LLO resulta absolutamente necesaria para el ciclo celular intracelular de L. monocytogenes y la virulencia. Puede medirse la actividad de LLO mediante la actividad hemolítica en los glóbulos rojos. Los mutantes hly no consiguen formar placas en monocapas de células L2 y son 5 logaritmos menos virulentas en el ensayo de LD_{50} de ratón.
Los presentes inventores clonaron el gen estructural hly en pPL1 y conjugaron este plásmido de E. coli en L. monocytogenes derivados de tipo salvaje curado de fago y \Deltahly, resultando en DP-L4076 (un merodiploide para hly) y DP-L4075 (hly únicamente en el sitio comK-att de fago). Estas cepas se sometieron a ensayo para actividad hemolítica en placas de ágar sangre para la cantidad relativa de unidades hemolíticas segregadas, la capacidad deformar una placa en una monocapa de células L2, y virulencia en el ensayo de LD_{50} de ratón (Tabla 3). La complementación cuantitativa de hly en el fondo de la cepa de deleción y el doblado de las unidades hemolíticas producidas en la cepa merodiploide indica dos cosas. En primer lugar, la expresión génica no resulta afectada de facto por la expresión ectópica en la posición cromosómica comK. En segundo lugar, el promotor de hly es autocontenido. Además, un incremento de dos veces en la cantidad de LLO no perjudica la virulencia ni el ciclo vital intracelular de L. monocytogenes, por lo menos según se mide mediante ensayo de formación de placas.
D. La complementación de actA en el sitio de unión de fago aproxima la expresión de tipo salvaje
ActA, un segundo factor de virulencia importante de L. monocytogenes, es responsable de regular la actina-factores citoesqueléticos de la célula huésped utilizadas para la motilidad bacteriana intracelular. ActA también resulta absolutamente necesaria para la patogénesis bacteriana debido a que los mutantes en actA son incapaces de extenderse de célula a célula y formar una placa en una monocapa celular y son 3 logaritmos menos virulentas que el tipo salvaje. Además, la expresión de actA aparentemente resulta más compleja que la de LLO: existen dos promotores que regulan la expresión de actA. Uno se encuentra inmediatamente corriente arriba del ORF de actA y el segundo se encuentra delante del gen mpI corriente arriba de actA.
Los presentes inventores construyeron varias cepas para evaluar la complementación de actA en el sitio de unión de fago. En el primer grupo se incluía la preparación de una cepa complementada en un segundo sitio (DP-L4077) y una cepa merodiploide (DP-L4078) en un fondo de 10403S. Estas cepas se sometieron a ensayo para formación de placas en una monocapa de L2 (Tabla 3). El actA integrado no complementó totalmente en este ensayo (tamaño de placa del 86%) y la cepa merodiploide formó una placa incluso más pequeña (72% del tipo salvaje). Estos resultados se interpretan como indicativos de que podía existir una pequeña contribución del segundo promotor corriente arriba del gen mpI para la expresión óptima de actA. Además, aparentemente existe una concentración crítica de actA en la superficie de la bacterias intracelulares debido a que dos copias de actA (con 3 promotores reguladores de la expresión) reducen adicionalmente la capacidad de extenderse de célula a célula, presumiblemente porque existe un exceso de ActA en la superficie bacteriana para una motilidad óptima.
Los presentes inventores ensayaron además la complementación de ActA en la cepa SLCC-5764 sobreexpresante del gen de la virulencia. ActA se expresa efectivamente en esta cepa desde el sitio comK-attBB' (fig. 3A, carril 9). Considerando los datos de formación de placas de cepas actA complementadas por 10403S, podría predecirse que la cepa merodiploide DP-L4085 produciría más ActA que la cepa parental. Sin embargo, esto no se observó: la cepa parental, la cepa complementada y la cepa merodiploide expresaron niveles similares de ActA (fig. 3A, carriles 5, 8 y 9). Esta observación probablemente se debe a la completa falta de regulación y al elevado nivel de expresión constitutiva de ActA en SLCC-5764. Además, DP-L4087 soporta la nucleación de la actina en la superficie bacteriana, la formación de colas de actina y la motilidad bacteriana en extractos celulares (fig. 3B). Los resultados de estos experimentos en extractos celulares indican que el sistema de vector de integración para la complementación resultaría útil en estudios in vitro de motilidad de L. monocytogenes, facilitando la construcción de cepas y la introducción de diversos constructos moleculares en diferentes cepas huésped para el estudio en un conjunto deseado de ensayos. En particular, varios alelos de actA que presentan fenotipos de motilidad no habituales han sido transferidos a la cepa SLCC-5764 \DeltaActA utilizando pPL1 y en la actualidad se están evaluando en extractos celulares. El estudio de estos mutantes en el sistema simplificado de extracto celular probablemente llevará a un conocimiento más profundo de las actividades de regiones poco comprendidas de la proteína ActA.
Las cepas indicadas anteriormente se proporcionan en la Tabla 1 a continuación.
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E. El fago PSA se integra en un gen ARNt^{Arg} y construcción de pPL2
La integración de pPL1 en cepas de L. monocytogenes que portan un profago en el sitio de unión comK se ve dificultada por la obligación de curar en primer lugar el profago de la cepa huésped. Con el fin de evitar la necesidad de la etapa de curado de fago, se modificó la especificidad de la integración de pPL1 a la del profago PSA. PSA (Phage from ScottA) es el profago de L. monocytogenes cepa ScottA, una cepa de serotipo 4b que se aisló durante una epidemia de listeriosis humana. Utilizando la secuencia de ADN genómico de PSA, los presentes inventores identificaron una ORF similar a integrasa con una secuencia no codificante contigua que los presentes inventores predijeron que contenía las secuencias attPP'. A continuación, se utilizó la secuencia de integrasa de PSA para obtener la secuencia de ADN de PSA-attBB' de la cepa lisogénica para PSA DP-L4061 (ver Materiales y Métodos). Se descubrió que PSA se integraba en un gen ARNt^{Arg} que es idéntico al 88% a un gen ARNt^{Arg} (trnSL-ARG2) de B. subtilis. El anticodón del gen ARNt^{Arg} es 5'UCU, el anticodón de arginina utilizado más frecuentemente en L. monocytogenes. Los sitios de unión de PSA y bacteriano comparten 17 pb de identidad de ADN, y el ARN_{t}^{Arg}-attBB' contiene una corta secuencia de nucleótidos que completa la secuencia de ARN_{t}^{Arg} que resulta interrumpida por la integración de PSA (fig. 4). El sitio de unión gen ARN_{t}^{Arg} se encuentra presente únicamente una vez en el genoma de L. monocytogenes cepa EGDe y aparentemente sólo una vez en el serotipo 4b. Esto indica que no sólo es único el sitio de integración de PSA, sino que también la reconstitución precisa del gen tras la integración (o excisión) probablemente resulta necesario para la supervivencia de la célula.
Se construyó pPL2 sustituyendo el gen de integrasa del listeriofago U153 y sitio de unión en pPL1 con el gen de integrasa del listeriófago PSA y el sitio de unión. Se transformó pPL2 en SM10 y la cepa resultante se cruzó en 10403S, EGDe (que porta una mutación de resistencia a la estreptomicina) y la cepa DP-L4088 de serotipo 4b. Surgieron transconjugantes resistente al cloranfenicol de cada uno de estos cruzamientos a una frecuencia de aproximadamente 2 x 10^{-4} por célula donante, la misma tasa que la integración de pPL1. Se sembraron nuevamente dos recombinantes de cada cruzamiento bajo selección farmacológica y se sometieron a ensayo mediante PCR para la presencia de PSA-attBP' utilizando los cebadores NC16 y PL95. Se obtuvo el producto PCR de 499 pb esperado en cada una de las colonias sometidas a ensayo, indicando que pPL2 se integra en ARN_{t}^{Arg}-attBB' en las cepas tanto de serotipo 1/2 como 4b. Los presentes inventores sometieron a ensayo la estabilidad del pPL2 integrado en las cepas tanto EGDe como DP-L4088 con el mismo experimento no selectivo de 100 generaciones descrito para pPL1. Se sometieron a ensayo cuarenta y nueve colonias de cada uno de los cultivos amplificados para resistencia al cloranfenicol. Las cepas derivadas de EGDe conservaron colonias 100% resistentes a fármaco, indicando estabilidad completa de los integrantes. En el caso del integrante DP-L4088, dos de las 49 colonias eran sensibles al cloranfenicol, indicando que puede existir un nivel reducido de excisión en esta cepa de serotipo 4b. Con el fin de someter a ensayo si se había producido excisión exacta, los presentes inventores amplificaron por PCR a través de ARNt^{Arg}-attBB' y secuenciaron los productos de PCR. Se obtuvo la secuencia de ADN de tipo salvaje, indicando que se había producido un suceso de excisión exacta.
Durante el curso de los experimentos de PCR de los presentes inventores, se observó una divergencia entre los sitios ARN_{t}^{Arg}-attPB' de serotipo 4b y de serotipo 1/2 de L. monocytogenes. Con el fin de determinar la naturaleza de esta divergencia, los presentes inventores aislaron y secuenciaron el sitio ARN_{t}^{Arg}-attBB' de 10403S (tal como se describe en Materiales y Métodos). Los presentes inventores descubrieron que la secuencia de attPB' en 10403S (3' del gen ARN_{t}^{Arg}) no se encuentra relacionada con la de la cepa WSLC 1042 de serotipo 4b. Por el contrario, la secuencia de attBP' (5' del gen ARN_{t}^{Arg}) en 10403S es idéntica al 96%-97% a las regiones correspondientes en L. monocytogenes serotipo 4b cepa WSLC 1042, la cepa de serotipo 4b secuenciada por TIGR, y la cepa EGDe de serotipo 1/2a secuenciada por el European Listeria Consortium. De esta manera, las secuencias bacterianas de attBB' reconocidas por la integrasa PSA probablemente abarcan más de la secuencia de ADN de attB que la secuencia de ADN de attB'. Además, los presentes inventores sometieron ensayo la disponibilidad de ARN_{t}^{Arg}-attBB' en las cepas de laboratorio comunes de L. monocytogenes con un ensayo de PCR utilizando los cebadores PL102 y PL103. Los presentes inventores descubrieron que el sitio de unión de ARN_{t}^{Arg} se encontraba disponible en las cepas 10403S, EGEe y L028, indicando que pPL2 podría ser fácilmente utilizado en estos contextos para la construcción de cepas, complementación y estudios genéticos sin curar previamente de profagos endógenos.
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F. Expresión de GFP de Aquoria victoria
Una secuencia codificante de GFP tal como se describe en la patente estadounidense nº 5.777.079 se clona en el plásmido pPL1 y se transfiere al genoma de L. monocytogenes. La secuencia codificante de GFP se amplifica mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y el fragmento de PCR se clona en el sitio de clonación múltiple de pPL1. Se clonan un promotor adecuado, que contiene elementos transcripcionales apropiados y una secuencia líder traduccional para expresar la GFP en L. monocytogenes, en el extremo 5' de la secuencia codificante de GFP, de manera que inducen la expresión de la proteína GFP. Los constructos de plásmido pPL1 modificado se electroporan en E. coli cepa SM10 utilizando técnicas estándar, y el constructo de plásmido pPL1 modificado se conjuga en L. monocytogenes tal como se ha descrito anteriormente. Los L. monocytogenes recombinantes se seleccionan en placas de BHI suplementadas con 7,5 \mug/ml de cloranfenicol y 200 \mug/ml de estreptomicina. Se recogen colonias individuales y se criban mediante PCR para la integración en el sitio de unión de fago utilizando los cebadores PL14 (5'-CTCAT
GAACTAGAAAAATGTGG-3') (SEC ID nº 13), PL60 (5'-TGAAGTAAACCCGCACACGATG-3') (SEC ID nº 14) y PL61 (5'-TGTAACATGGAGGTTCTGGCAATC-3') (SEC ID nº 15). Se cultivaron cultivos de L. monocytogenes recombinante, se prepararon y se cribaron para GFP.
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III. Utilidad de pPL1 y pPL2
La construcción y caracterización de los primeros vectores de integración sitio-específicos en una etapa en L. monocytogenes supone un avance en las herramientas genéticas disponibles para el estudio de este patógeno. Estos vectores permiten una construcción más fácil de cepas que los procedimientos históricos y resultan ampliamente útiles en diversas cepas utilizadas para estudiar el ciclo vital intracelular de L. monocytogenes. Además, pueden construirse cepas merodiploides estables, permitiendo estudios refinados de número de copia y estudios de interacciones dentro de una proteína a través de multimerización y ensayo de la naturaleza dominante o recesiva de diferentes alelos de un gen en la misma cepa bacteriana.
pPL1 y pPL2 también resultan útiles para el desarrollo de vacunas, por ejemplo para por lo menos mejorar, incluyendo tanto inducir como reforzar, una respuesta inmunológica contra una o más células diana, por ejemplo un patógeno foráneo, etc. Se han utilizado varios sistemas de L. monocytogenes recombinante para inducir respuestas inmunológicas mediadas por células en ratones (Frankel, F.R., S. Hegde, J. Lieberman y Y. Paterson, Induction of cell-mediated immune responses to human immunodeficiency virus type 1 Gag protein by using Listeria monocytogenes as a live vaccine vector, J. Immunol. 155(10):4775-4782, 1995; Goossens, P.L., G. Milon, P. Cossart y M.F. Saron, Attenuated Listeria monocytogenes as a live vector for induction of CD8+ T cells in vivo: a study with the nucleoprotein of the lymphocytic choriomeningitis virus, Int. Immunol. 7(5):797-805, 1995; Ikonomidis, G., Y. Paterson, F.J. Kos y D.A. Portnoy, Delivery of a viral antigen to the class I processing and presentation pathway by Listeria monocytoenes, J. Exp. Med. 180(6):2209-2218, 1994; Shen, H., M.K. Slifka, M. Matloubian, E.R. Jensen, R. Ahmed y J.F. Miller, Recombinant Listeria monocytogenes as a live vaccine vehicle for the induction of protective anti-viral cell-mediated immunity, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92(9):3987-3991), 1995). Una limitación de la expresión basada en plásmidos de proteínas recombinantes en L. monocytogenes es la estabilidad de los plásmidos in vivo (es decir, en el animal huésped) sin selección. Además, la construcción cromosómica de cepas que expresan antígenos foráneos resulta laboriosa. pPL1 y pPL2 resuelven ambas cuestiones.
Resulta evidente a partir de los resultados y comentario anteriores que la invención proporciona varias ventajas. La construcción y caracterización de los primeros vectores de integración sitio-específicos en una etapa para la utilización en L. monocytogenes tal como se describe en la presente invención supone un avance para las herramientas genéticas disponibles para el estudio de este patógeno. Por ejemplo, los vectores y procedimientos de la invención permiten una construcción más fácil de las cepas que los procedimientos históricos y resultan ampliamente útiles en diversas cepas utilizadas para estudiar el ciclo vital intracelular de L. monocytogenes. Además, la invención proporciona importantes nuevas herramientas para la producción de preparaciones de vacuna. Una limitación de la expresión basada en plásmidos de proteínas recombinantes en L. monocytogenes es la estabilidad de los plásmidos in vivo (es decir, en el animal huésped) sin selección. Además, la construcción cromosómica de cepas que expresan antígenos foráneos resulta laboriosa. Los vectores de la invención y los procedimientos de utilización resuelven ambas cuestiones. Como tal, la presente invención representa una contribución significativa a la técnica.
La citación de cualquier publicación es por su exposición previa a la fecha de presentación y no debe interpretarse como una admisión de que la presente invención no presenta derecho de prioridad sobre dicha publicación en virtud de que es invención de fecha prioritaria.
<110> The Regents of the University of California
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<120> VECTORES SITIO-ESPECÍFICOS DE INTEGRACIÓN EN LISTERIA Y PROCEDIMIENTOS PARA LA UTILIZACIÓN DE LOS MISMOS
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<130> BERK-017WO
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<150> 10/136.860
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<151> 2002-04-30
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<160> 28
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<170> FastSEQ para Windows versión 4.0
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<210> 1
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<211> 25
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<212> ADN
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<213> Secuencia artificial
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<223> oligonucleótido
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<211> 36
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 4
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gagctgcagg agaattacaa cttatatcgt atgggg
\hfill
36
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 33
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 5
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gcactgcagc cgcttgccct catctgttac gcc
\hfill
36
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 6
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 33
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 6
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
catgcatgcc tctcgcctgt cccctcagtt cag
\hfill
33
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 7
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 7
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gtagatctta actttccatg cgagaggag
\hfill
29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 8
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 36
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 8
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gggcatgcga taaaaagcaa tctatagaaa aacagg
\hfill
36
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 9
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
cctaagcttt cgatcatcat aattctgtc
\hfill
29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 10
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 37
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
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<400> 10
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gggcatgcag atctttttt cagaaaatcc cagtacg
\hfill
37
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 11
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 24
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 11
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
ggtctagatcaagcacatac ctag
\hfill
29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 12
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 25
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
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<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 12
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
cgggatcctg aagcttggga agcag
\hfill
25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 13
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 22
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 13
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
ctcatgaact agaaaaatgt gg
\hfill
22
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 14
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 22
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 14
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
tgaagtaaac ccgcacacga tg
\hfill
22
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 15
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 24
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 15
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
tgtaacatgg aggttctggc aatc
\hfill
24
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 16
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 24
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<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 16
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
acataatcag tccaaagtag atgc
\hfill
24
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 17
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 17
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
acgaatgtaa atattgagcg g
\hfill
21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 18
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 18
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gaagatctcc aaaaataaac aggtggtgg
\hfill
29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 19
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 19
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
catgcatgcg tggagggaaa gaagaacgc
\hfill
29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 18
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
ggagggaaag aagaacgc
\hfill
18
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 24
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
tatcagacct aacccaaacc ttcc
\hfill
24
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 22
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 24
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 22
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
aatcgcaaaa taaaaatctt ctcg
\hfill
24
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 23
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> oligonucleótido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 23
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gtcaaaacat acgctcttat c
\hfill
21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 24
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 6101
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Vector lanzadera de integración pPL1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_feature
\vskip0.400000\baselineskip
<222> 3676
\vskip0.400000\baselineskip
<223> n=A, T, C o G
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 24
8
9
10
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 25
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 3897
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Bacteriófago U153
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_feature
\vskip0.400000\baselineskip
<222> 695
\vskip0.400000\baselineskip
<223> n=A, T, C o G
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 25
11
12
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 26
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 2702
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Listeria monocytogenes
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 26
13
130
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 643
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Listeria monocytogenes
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 27
14
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 28
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 6123
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Vector lanzadera de integración pPL2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 28
15
16
17

Claims (17)

1. Vector de integración capaz de integración sitio-específica del genoma de Listeria mediada por integrasa de listeriófago, comprendiendo dicho vector un sitio de unión de listeriófago.
2. Vector de integración según la reivindicación 1, en el que dicho vector de integración es un plásmido.
3. Vector de integración según la reivindicación 2, en que dicho vector de integración comprende un gen de integrasa de listeriófago.
4. Vector de integración según la reivindicación 3, en el que dicho listeriófago es una integrasa U153 o una integrasa de PSA.
5. Vector de integración según la reivindicación 1, en el que dicho sitio de unión permite la integración de un sitio de integración seleccionado de entre el grupo que consiste de: el sitio de integración comK y el sitio de integración de ARN_{t}^{Arg}.
6. Vector de integración según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho vector de integración incluye además una secuencia codificante.
7. Vector de integración según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho vector de integración es pPL1 que presenta la secuencia de SEC ID nº 24.
8. Vector de integración según las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho vector de integración es pPL2 que presenta la secuencia de SEC ID nº 28.
9. Procedimiento de transformación de una Listeria, comprendiendo dicho procedimiento:
poner en contacto dicha Listeria con un vector de integración según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 bajo condiciones suficiente para que dicho vector de integración se integre en dicho genoma de Listeria.
10. Listeria transformada con un vector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
11. Células de Listeria según la reivindicación 10 para la utilización en un procedimiento de inducción o refuerzo de una respuesta inmunológica celular frente a un antígeno en un sujeto.
12. Vacuna que comprende una cepa de células de Listeria según la reivindicación 10, en la que dichas células de Listeria expresan un antígeno heterólogo.
13. Cultivo recombinante de células de Listeria según la reivindicación 10.
14. Kit que comprende:
un vector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8; y
por lo menos una nucleasa que corta dicho vector en un sitio de clonación.
15. Kit según la reivindicación 14, en el que dicho kit comprende además una célula huésped.
16. Vector de integración según la reivindicación 7, en el que dicho vector de integración permite la integración en un sitio de integración comK.
17. Vector de integración según la reivindicación 8, en el que dicho vector de integración permite la integración en un sitio de integración de ARN_{t}^{Arg}.
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