ES2281177T3 - Nuevos metodos y sustratos deficientes en interferon para la propagacion de virus. - Google Patents
Nuevos metodos y sustratos deficientes en interferon para la propagacion de virus. Download PDFInfo
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Abstract
Un método para la producción de vacunas que comprende: (a) propagar en un sustrato deficiente en interferón un virus de la gripe atenuado que tiene una mutación en el gen NS1 que disminuye o elimina la capacidad del producto del gen NS1 para antagonizar la respuesta a interferón celular; y (b) recoger el virus de la progenie, en el que el sustrato deficiente en interferón es un huevo embrionado inmaduro de seis a nueve días de edad con la condición de que dicho virus no sea virus de la gripe C.
Description
Nuevos métodos y sustratos deficientes en
interferón para la propagación de virus.
La invención se refiere a la producción de
vacunas de virus de la gripe atenuado, teniendo los virus
modificaciones del gen NS1 que disminuyen o eliminan la capacidad
del producto del gen NS1 para antagonizar la respuesta a IFN
celular, con la condición de que dichos virus no son virus de la
gripe C. Los virus mutantes replican in vivo, pero
demuestran patogenicidad reducida, y por lo tanto son muy adecuados
para su uso en vacunas de virus vivos, y formulaciones
farmacéuticas.
Las familias de virus que contienen ARN de
cadena sencilla envuelto, del genoma de sentido negativo se
clasifican en grupos que tienen genomas no segmentados
(Paramyxoviridae, Rhabdoviridae, Filoviridae y Virus de la
Enfermedad de Borna) o los que tienen genomas segmentados
(Orthomyxoviridae, Bunyaviridae y Arenaviridae). La
familia de Orthomyxoviridae, descrita con detalle a
continuación, y usada en los ejemplos en este documento, incluye
los virus de la gripe, tipos A, B y C, así como virus Thogoto y
Dhori y virus de la anemia de salmón infecciosos.
Los viriones de la gripe están constituidos por
un núcleo de ribonucleoproteína interna (una nucleocápsida
helicoidal) que contiene el genoma de ARN de cadena sencilla, y una
envuelta de lipoproteína externa forrada en el interior por una
matriz proteica (M1). El genoma segmentado del virus de la gripe A
está constituido por ocho moléculas (siete para gripe C) de ARN de
cadena sencilla de polaridad negativa, lineales que codifican diez
polipéptidos, incluyendo: las proteínas de ARN polimerasa
dependiente de ARN (PB2, PB1 y PA) y nucleoproteínas (NP) que
forman la nucleocápsida; las proteínas de membrana de la matriz (M1,
M2); dos glicoproteínas de superficie que se proyectan a partir de
la envuelta que contiene lípidos: hemaglutinina (HA) y neuraminidasa
(NA); la proteína no estructural (NS1) y la proteína de exportación
nuclear (NEP). La transcripción y la replicación del genoma tiene
lugar en el núcleo y el ensamblaje se produce mediante gemación de
la membrana plasmática. Los virus pueden reordenar genes durante
las infecciones mezcladas.
El virus de la gripe se adsorbe mediante HA a
sialiloligosacáridos en glicoproteínas y glicolípidos de la
membrana celular. Después de la endocitosis del virión, se produce
un cambio conformacional en la molécula de HA dentro del endosoma
celular que facilita la fusión de la membrana, desencadenando de
este modo el desrecubrimiento. La nucleocápsida migra hacia el
núcleo donde se transcribe el ARNm viral. El ARNm viral se
transcribe mediante un único mecanismo en el que la endonucleasa
viral escinde el extremo 5' con capucha de los ARNm heterólogos
celulares, que sirven después como cebadores para la transcripción
de plantillas de ARN viral por la transcriptasa viral. Los
transcritos terminan en sitios de 15 a 22 bases de los extremos de
sus plantillas, donde las secuencias oligo(U) actúan como
señales para la adición de tramos de poli(A). De las ocho
moléculas de ARN viral producidas de este modo, seis son mensajes
monocistrónicos que se traducen directamente en las proteínas que
representan HA, NA, NP y las proteínas de polimerasa viral, PB2,
PB1 y PA. Los otros dos transcritos experimentan corte y empalme
del ADN, produciendo cada uno dos ARNm que se traducen en diferentes
fases de lectura para producir M1, M2, NS1 y NEP. En otras
palabras, los ocho segmentos de ARN viral codifican diez proteínas:
nueve estructurales y una no estructural. Un resumen de los genes
del virus de la gripe y sus productos proteicos se muestra en la
Tabla 1.
El genoma del virus de la gripe A contiene ocho
segmentos de ARN de cadena sencilla de polaridad negativa, que
codifican una proteína no estructural y nueve estructurales. La
proteína no estructural NS1 es abundante en células infectadas con
virus de la gripe, pero no se ha detectado en viriones. NS1 es una
fosfoproteína descubierta en el núcleo en las etapas tempranas
durante la infección y también en el citoplasma en los últimos
momentos del ciclo viral (King et al., 1975, Virology 64:
378). Los estudios con mutantes de la gripe sensibles a la
temperatura (ts) que llevan lesiones en el gen NS sugirieron que la
proteína NS1 es un regulador transcripcional y
post-transcripcional de los mecanismos por los
cuales el virus es capaz de inhibir la expresión génica de la
célula hospedadora y de estimular la síntesis de proteínas virales.
Como muchas otras proteínas que regulan procesos
post-transcripcionales, la proteína NS1 interacciona
con secuencias y estructuras de ARN específicas. Se ha informado de
que la proteína NS1 se une a diferentes especies de ARN incluyendo:
ARNv, poli-A, ARNsn U6, región 5' no traducida como
la de ARNm virales y ARNdc (Qiu et al., 1995, ARN 1: 304; Qiu
et al., 1994, J. Virol. 68: 2425; Hatada Fukuda 1992, J Gen
Virol. 73: 3325-9. La expresión de la proteína NS1 a
partir de ADNc en células transfectadas se ha asociado con varios
efectos: inhibición de transporte
núcleo-citoplásmico de ARNm, inhibición del corte y
empalme previo de ARNm, inhibición de la poliadenilación de ARNm del
hospedador y estimulación de la traducción de ARNm viral (Fortes,
et al., 1994, EMBO J. 13: 704; Enami, et al, 1994, J.
Virol. 68: 1432; de la Luna, et al., 1995, J. Virol. 69:
2427; Lu, et al., 1994, Genes Dev. 8: 1817; Park, et
al., 1995, J. Biol Chem. 270, 28433; Nemeroff et al.,
1998, Mol. Cell. 1: 991; Chen, et al., 1994 EMBO J. 18:
2273-83).
Las vacunas de virus inactivados se preparan
"matando" el patógeno viral, por ejemplo, mediante tratamiento
con calor o formalina, de modo que no sea capaz de replicarse. Las
vacunas inactivadas tienen utilidad limitada puesto que no
proporcionan inmunidad a largo plazo y, por lo tanto, producen una
protección limitada. Un enfoque alternativo para producir vacunas
de virus implica el uso de vacunas de virus vivos atenuados. Los
virus atenuados son capaces de replicarse pero no son patogénicos,
y, por lo tanto proporcionan una inmunidad a más largo plazo y
producen una mayor protección. Sin embargo, los métodos
convencionales para producir virus atenuados implican la
posibilidad de aislamiento de mutantes en el intervalo de
hospedadores, muchos de los cuales son sensibles a temperatura; por
ejemplo, el virus se pasa a través de hospedadores no naturales, y
se seleccionan virus de la progenie que son inmunogénicos, aunque
ya no patogénicos.
Un sustrato convencional para aislar y cultivar
virus de la gripe para fines de vacuna son huevos de gallina
embrionados. Los virus de la gripe se cultivan típicamente durante
2-4 días a 37ºC en huevos de 10-11
días de edad. Aunque la mayoría de los aislados primarios humanos
de virus de la gripe A y B crecen mejor en el saco amniótico de los
embriones, después de 2 a 3 pasajes los virus se vuelven adaptados
al crecimiento en las células de la cavidad alantoica, que es
accesible desde el exterior del huevo (Murphy, B.R., y R.G. Webster,
1996. Orthomyxoviruses p. 1397-1445. En Fields
Virology. Lippincott-Raven P.A.)
La tecnología de ADN recombinante y las técnicas
de manipulación genética, en teoría, producirían un enfoque
superior para producir un virus atenuado puesto que pueden
introducirse de forma deliberada mutaciones específicas en el
genoma viral. Sin embargo, las alteraciones genéticas requeridas
para la atenuación de virus no se conocen o no son predecibles. En
general, los intentos de usar tecnología de ADN recombinante para
producir vacunas virales se han dirigido principalmente hacia la
producción de vacunas de subunidad que contienen solamente las
subunidades de proteína del patógeno implicado en la respuesta
inmune, expresadas en vectores virales recombinantes tales como
virus vaccinia o baculovirus. Más recientemente, se han utilizado
técnicas de ADN recombinante en un intento de producir mutantes de
deleción de herpesvirus o poliovirus que imitan virus atenuados
encontrados en la naturaleza o mutantes del intervalo de
hospedadores conocidos. Hasta 1990, los virus de ARN de cadena
negativa no eran en absoluto susceptibles a la manipulación
específica de sitio, y por lo tanto no podían manipularse
genéticamente.
Los virus de la gripe vivos atenuados producidos
de este modo pueden no ser capaces de suprimir la respuesta a
interferón en el hospedador en el que se replican. Por lo tanto,
aunque estos virus son beneficiosos porque son inmunogénicos y no
patogénicos, son difíciles de propagar en sustratos convencionales
para los fines de preparar vacunas.
Además, los virus atenuados pueden poseer
características de virulencia que son tan leves que no permiten que
el hospedador monte una respuesta inmune suficiente para satisfacer
estimulaciones posteriores.
El documento WO 97/08292 describe un método para
la producción potenciada de virus atenuados en cultivo celular,
proporcionando cultivos celulares animales en los que la expresión
de genes de interferón disminuye desde el nivel normal de
expresión. El documento WO 97/08292 describe el uso de cultivos
celulares en los que el nivel de actividad proteica antiviral
mediada por interferón, particularmente por la quinasa dependiente
de ARN doble cadena (PKR) y 2'-5' oligoadenilato
sintetasa se reducen significativamente.
Egorov et al. (1998, J. Virol. 72 (8):
6437-41) describen el cultivo eficaz de virus de la
gripe A con largas deleciones en la proteína NS1 en células Vero en
contraste con células MDCK. Especulan que este comportamiento en
cultivo diferencial podría deberse al hecho de que las células Vero
son deficientes en la expresión de interferón funcional.
La presente invención se refiere a la producción
de vacunas de virus de la gripe atenuados teniendo los virus una
mutación en el gen NS1 que disminuye o elimina la capacidad del
producto del gen NS1 para antagonizar la respuesta a IFN celular,
con la condición de que dichos virus no sean virus de la gripe
C.
Los virus mutantes con una actividad antagonista
de IFN alterada son atenuados, son infecciosos, pueden replicarse
in vivo para proporcionar niveles de infección subclínicos, y
no son patogénicos. Por lo tanto, son candidatos ideales para
vacunas de virus vivos. Además, los virus atenuados pueden inducir
una respuesta a IFN robusta que tiene otras consecuencias
biológicas in vivo, produciendo protección contra posteriores
enfermedades infecciosas y/o induciendo respuestas antitumorales.
Por lo tanto, los virus atenuados pueden usarse farmacéuticamente
para la prevención o tratamiento de otras enfermedades infecciosas,
cáncer en individuos de alto riesgo, y/o enfermedades tratables con
IFN. Los virus usados en la invención pueden seleccionarse entre
cepas de origen natural, variantes o mutantes; virus mutagenizados
(por ejemplo, generados mediante exposición a mutágenos, pasajes
repetidos y/o pasajes en hospedadores no permisivos); reordenantes
(en el caso de genomas virales segmentados); y/o virus manipulados
genéticamente (por ejemplo, usando las técnicas de
"genética inverna") que tienen el fenotipo deseado, es decir,
una capacidad alterada de antagonizar la respuesta celular a IFN.
Los virus mutantes o manipulados genéticamente pueden seleccionarse
en base al crecimiento diferencial en sistemas deficientes en IFN
frente a sistemas competentes en IFN. Por ejemplo, pueden
seleccionarse los virus que crecen en un sistema deficiente en IFN,
pero no en un sistema competente en IFN (o que crecen menos bien en
un sistema competente en IFN).
Los virus atenuados seleccionados de este modo
pueden usarse ellos mismos como el ingrediente activo en vacunas o
formulaciones farmacéuticas. Como alternativa, los virus atenuados
pueden usarse como el vector o "estructura" de vacunas
producidas de forma recombinante. Con este fin, puede usarse la
técnica "genética inversa" para producir mutaciones o
introducir epítopos extraños en el virus atenuado, que podrían
servir como la cepa "parental". De esta manera, pueden
diseñarse vacunas para inmunización contra variantes de cepas, o
como alternativa, contra agentes infecciosos completamente
diferentes o antígenos de enfermedad. Por ejemplo, el virus atenuado
puede manipularse para expresar epítopos neutralizantes de otras
cepas preseleccionadas. Como alternativa, pueden construirse
epítopos de virus diferentes de los virus de ARN de cadena negativa
en el virus mutante atenuado (por ejemplo, gp 160, gp 120 o
gp 41 de VIH). Como alternativa, pueden introducirse en el virus
epítopos de patógenos infecciosos no virales (por ejemplo,
parásitos, bacterias, hongos). En otra alternativa más, pueden
prepararse vacunas del cáncer, por ejemplo, introduciendo
antígenos tumorales en la estructura viral atenuada.
En una realización particular que implica virus
de la gripe, con la condición de que dichos virus no sean virus de
la gripe C, pueden usarse técnicas de reordenación para transferir
el fenotipo atenuado desde una cepa de virus parental (un mutante
natural, un virus mutagenizado, o un virus manipulado genéticamente)
a una cepa de virus diferente (un virus de tipo silvestre, un
mutante natural, un virus mutagenizado, o un virus manipulado
genéticamente).
Los virus atenuados, que inducen respuestas a
IFN robustas en hospedadores, también pueden usarse en formulaciones
farmacéuticas para la profilaxis o tratamiento de otras infecciones
víricas, o enfermedades tratables con IFN, tales como cáncer. A
este respecto, el tropismo de los virus atenuados puede alterarse
para dirigir el virus a un órgano, tejido o células diana deseadas
in vivo o ex vivo. Usando este enfoque, la respuesta a
IFN puede inducirse de forma local, en el sitio diana, evitando o
minimizando de este modo los efectos secundarios de tratamientos
con IFN sistémico. Con este fin, el virus atenuado puede manipularse
para expresar un ligando específico para un receptor del órgano,
tejido, o células diana.
La invención se basa, en parte, en el
descubrimiento de los solicitantes de que el NS1 del virus de la
gripe de tipo silvestre funciona como un antagonista de IFN, en el
sentido de que NS1 inhibe la respuesta mediada por IFN de células
hospedadoras infectadas con el virus. Se descubrió que los mutantes
virales deficientes para actividad NS1, eran potentes inductores de
la respuesta a IFN celular, y demostraron un fenotipo atenuado
in vivo, es decir, los virus mutantes se replican in
vivo, pero tienen efectos patogénicos reducidos. Sin pretender
limitarse a ninguna teoría o explicación para la que los inventores
trabajan, las características atenuadas de los virus de la
invención se deben presumiblemente a su capacidad para inducir una
respuesta a IFN celular robusta, y su capacidad alterada para
antagonizar la respuesta a IFN del hospedador. Sin embargo, las
características beneficiosas de los virus atenuados de la invención
pueden no ser solamente atribuibles a los efectos de la respuesta a
interferón celular. De hecho, las alteraciones de otras actividades
asociadas con NS1 pueden contribuir al fenotipo atenuado
deseado.
Los virus de la gripe mutantes con actividad
antagonista de IFN alterada demostraron replicar in vivo
generando títulos que son suficientes para inducir respuestas
inmunológicas y respuestas a citoquina. Por ejemplo, la vacunación
con virus de la gripe atenuados redujo el título viral en animales
que se estimulaban posteriormente con virus de la gripe de tipo
silvestre. Los virus de la gripe atenuados también demostraron
actividad antiviral y antitumoral. La preinfección con virus de la
gripe atenuado inhibió la replicación de otras cepas de virus de la
gripe de tipo silvestre, y otros virus (tales como virus Sendai)
superinfectados en huevos embrionados. La inoculación de la gripe
atenuada en animales inyectados con células tumorales, redujo la
cantidad de focos formados. Puesto que se sabe que el virus de la
gripe induce una respuesta CTL (linfocito T citotóxico), el virus
atenuado es un candidato muy atractivo para vacunas del cáncer.
Para formulaciones de vacuna, se prefieren las
mutaciones que disminuyen pero no suprimen la actividad antagonista
a IFN del virus, dichos virus pueden seleccionarse para el cultivo
en sustratos convencionales y no convencionales, y para virulencia
intermedia. En particular, los solicitantes han demostrado que un
mutante de truncamiento C-terminal de NS1 se
replica a títulos altos en sustratos deficientes en IFN, tales como
huevos de gallina embrionados de 6 y 7 días de edad, así como en la
membrana alantoica de huevos de gallina embrionados de 10 días de
edad, el sustrato convencional para virus de la gripe que no permite
el crecimiento de mutantes de virus de la gripe en los que todo el
gen NS1 se deleciona (también denominados en este documento mutantes
"knockout"). Sin embargo, la replicación del mutante de
truncamiento C-terminal de NS1 disminuye en huevos
embrionados de 12 días de edad. Este enfoque permite, por primera
vez, la generación e identificación de virus de ARN de cadena
negativa atenuados vivos que tienen alterada, pero no suprimida, la
actividad antagonista de IFN, y que son capaces de crecer en
sustratos adecuados para la preparación de vacunas. Este enfoque
también permite por primera vez, un eficaz sistema de
identificación y selección para gripe u otros virus que contienen
mutaciones que confieren actividad antagonista de interferón
alterada, pero no suprimida.
La invención también se refiere al uso de
sistemas deficientes en IFN para propagar los virus atenuados que
no pueden cultivarse en sistemas convencionales usados actualmente
para la producción de vacunas. La expresión "sistemas deficientes
en IFN" como se usa en este documento, se refiere a huevos
embrionados inmaduros de seis a nueve días de edad o a una línea
celular deficiente en interferón, con la condición de que dicha
línea celular no sean células Vero y no sea líneas celulares STAT
(-), que no producen IFN o producen niveles bajos de IFN, no
responden o responden menos eficazmente a IFN, y/o son deficientes
en la actividad de genes antivirales inducidos por IFN. Dichos
huevos embrionados o líneas celulares pueden pretratarse con
compuestos que inhiben el sistema de IFN (incluyendo fármacos,
anticuerpos, antisentido, ribozimas, etc.).
La invención también se refiere a métodos para
propagar virus en los sistemas deficientes en IFN de la invención.
En una realización, un método para propagar virus comprende (a)
cultivar el virus en huevos embrionados inmaduros de seis a nueve
días de edad; y (b) recoger virus de la progenie, con la condición
de que dicho virus no sea virus de la gripe C. En otra realización,
un método para propagar virus comprende (a) cultivar el virus en
una línea celular deficiente en interferón; y (b) recoger virus de
la progenie, con la condición de que dicho virus no sea virus de la
gripe C y la línea celular deficiente en interferón no sea células
Vero y no sean líneas celulares STAT (-).
Fig. 1. El virus delNS1 inhibe la replicación
del virus de la gripe A de tipo silvestre en huevos. Se inocularon
huevos de gallina embrionados de diez días de edad con el pfu
indicado del virus delNS1. Ocho horas después, los huevos se
infectaron con 10^{3} pfu de virus WSN. Después de dos días de
incubación a 37ºC, se recogió el líquido alantoico y se
determinaron los títulos del virus WSN mediante ensayo en placas en
células MDBK. Los resultados son la media de dos huevos.
Fig. 2. Inducción de una respuesta antiviral en
huevos embrionados mediante virus delNS1. Se inocularon huevos de
gallina embrionados de diez días de edad con PBS (sin tratar) o con
2x10^{4} pfu de virus delNS1 (tratados con delNS1). Ocho horas
después, los huevos se infectaron en ese momento con 10^{3} pfu de
virus de la gripe A/WSN/33 (H1N1), virus de la gripe A/PR8/34
(H+N1), virus de la gripe A/X-31 (H3N2), virus de la
gripe B/Lee/40, o virus Sendai. Después de dos días de incubación,
el líquido alantoico se recogió y los títulos del virus se
determinaron mediante un ensayo de hemaglutinación. Los resultados
son la media de dos huevos.
Fig. 3. Se transfectaron células CV1 con un
plásmido que expresaba IRF-3 fusionado con la
proteína verde fluorescente (GFP). Esto permitió determinar la
situación de IRF-3 dentro de las células mediante
microscopía de fluorescencia. En algunos casos, se
co-transfectó un plásmido de expresión de NS1 con el
plásmido de expresión de IRF-3 a las proporciones
indicadas. 24 horas después de la transfección, las células se
infectaron a alta moi (multiplicidad de infección) con virus
PR8(WT) o con virus delNS1 según fuera indicado. 10 horas
después de la infección, se analizaron las células en un
microscopio de fluorescencia para detectar la situación de
IRF-3-GFP. Se indican los
porcentajes de células que mostraban situación citoplasmática
exclusiva (CIT) y situaciones citoplasmática y nuclear de
IRF-3 (Nuc+Cit).
La invención se refiere a la producción de
vacunas de virus de la gripe atenuados, teniendo los virus una
mutación en el gen NS1 que disminuye o elimina la capacidad de los
productos del gen NS1 para antagonizar la respuesta a IFN celular,
con la condición de que dichos virus no sean virus de la gripe
C.
Los virus pueden seleccionarse entre cepas de
origen natural, variantes o mutantes; virus mutagenizados (por
ejemplo, mediante exposición a irradiación UV, mutágenos y/o
pases en medio de cultivo); reordenantes; y/o virus manipulados
genéticamente. Por ejemplo, los virus mutantes pueden generarse
mediante variación natural, exposición a irradiación UV, exposición
a mutágenos químicos, mediante pasaje en hospedadores no permisivos,
mediante reordenación (es decir, mediante
co-infección de un virus atenuado con otra cepa que
tiene los antígenos deseados), y/o mediante manipulación genética
(por ejemplo, usando "genética inversa"). Los virus
seleccionados para su uso en la invención tienen actividad
antagonista de IFN defectuosa y están atenuados; es decir,
son infecciosos y pueden replicarse in vivo, pero generan
solamente títulos bajos dando como resultado niveles de infección
subclínicos que no son patogénicos. Dichos virus atenuados son
candidatos ideales para vacunas vivas.
Los virus atenuados seleccionados para su uso en
la invención deben ser capaces de inducir una respuesta a IFN
robusta en el hospedador, una característica que contribuye a la
generación de una respuesta inmune fuerte cuando se usan como
vacuna, y que tiene otras consecuencias biológicas que hacen útiles
a los virus como agentes farmacéuticos para la prevención y/o
tratamiento de las infecciones víricas, o formación de tumores en
individuos de alto riesgo, u otras enfermedades que se tratan con
IFN.
La invención se basa, en parte, en varios
descubrimientos y observaciones realizados por los solicitantes
cuando trabajaban con mutantes de virus de la gripe. En primer
lugar, la respuesta a IFN es importante para contener la infección
viral in vivo. Los Solicitantes descubrieron que el cultivo
de virus de la gripe A/WSN/33 de tipo silvestre en ratones
deficientes en IFN (ratones STAT1 -/-) dio como resultado una
infección pan-orgánica; es decir, la
infección viral no estaba limitada a los pulmones como lo estaba en
ratones de tipo silvestre que generan una respuesta a IFN
(Garcia-Sastre, et al., 1998, J. Virol. 72:
8550). En segundo lugar, los solicitantes establecieron que el NS1
del virus de la gripe funciona como un antagonista de IFN. Los
solicitantes descubrieron que un mutante del virus de la gripe con
todo el gen NS1 delecionado (es decir un "knockout" para
NS1) no era capaz de crecer a títulos altos en las células
hospedadoras competentes en IFN, y sólo podía propagarse en
hospedadores deficientes en IFN. El virus knockout para NS1 demostró
un fenotipo atenuado (es decir, era letal en ratones STAT1
-/- deficientes en IFN, pero no en ratones de tipo silvestre) y se
descubrió que era un inductor potente de respuestas a IFN en
células hospedadoras. (Garcia-Sastre, et al.,
1998, Virology 252: 324-330.). La preinfección con
el virus mutante knockout para NS1 redujo los títulos de virus de la
gripe de tipo silvestre y otros virus (por ejemplo, Sendai)
superinfectados en huevos embrionados. En otro experimento, la
infección con el virus de la gripe mutante knockout para NS1 redujo
la formación de focos en animales inoculados con células tumorales.
Por tanto, el virus de la gripe knockout para NS1 demostró
propiedades biológicas interesantes. Sin embargo, los virus
mutantes knockout para NS1 no pudieron propagarse en sistemas
convencionales para la producción de vacunas. Para superar este
problema, los solicitantes usaron y desarrollaron sistemas
deficientes en IFN que permiten la producción de rendimientos
razonables de virus atenuado.
Además, los solicitantes diseñaron mutantes de
deleción de NS1, que no delecionaban todo el gen. Curiosamente, se
descubrió que estos mutantes de NS1 mostraban un fenotipo
"intermedio", el virus puede cultivarse en hospedadores
convencionales usados para propagar virus de la gripe (aunque el
cultivo es mejor en el sistema deficiente en IFN que produce
títulos más altos). Lo más importante, los mutantes de deleción eran
atenuados in vivo, e inducen una respuesta a IFN robusta. La
vacunación con los mutantes truncados para NS1 del virus de la gripe
dio como resultado títulos bajos de virus en animales estimulados
posteriormente con virus de tipo silvestre, y produjo protección
contra la enfermedad.
La presente invención también se refiere a los
sustratos diseñados para el aislamiento, identificación y cultivo
de virus para fines de vacuna. En particular, se describen sustratos
deficientes en interferón para cultivar de forma eficaz mutantes
del virus de la gripe. De acuerdo con la presente invención, un
sustrato deficiente en interferón es uno que es deficiente en su
capacidad para producir o responder al interferón.
Los virus atenuados pueden usarse como vacunas
contra un amplio intervalo de virus y/o antígenos, incluyendo
aunque sin limitación antígenos de variantes de cepas, virus
diferentes u otros patógenos infecciosos (por ejemplo,
bacterias, parásitos, hongos), o antígenos tumorales específicos.
Los virus atenuados, que inhiben la replicación viral y la
formación tumoral, pueden usarse para la profilaxis o tratamiento de
infección (patógenos virales o no virales) o la formación tumoral o
el tratamiento de enfermedades para las cuales IFN es de beneficio
terapéutico. Pueden usarse muchos métodos para introducir las
formulaciones de virus atenuados vivos a un sujeto humano o animal
para inducir una respuesta inmune o a citoquinas apropiada. Estos
incluyen, aunque sin limitación, vías intranasal, intratraqueal,
oral, intradérmica, intramuscular, intraperitoneal, intravenosa y
subcutánea. Los virus atenuados de la presente invención podrían
formularse para suministro por vía intranasal.
Pueden seleccionarse mutantes o variantes del
virus de la gripe de origen natural, o mutantes espontáneos que
tengan una capacidad alterada para antagonizar la respuesta a IFN
celular. Pueden generarse virus de la gripe mutantes exponiendo el
virus a mutágenos, tales como irradiación ultravioleta o mutágenos
químicos, o mediante pasajes múltiples y/o pasaje en hospedadores
no permisivos. Puede usarse la selección en un sistema de cultivo
diferencial para seleccionar los mutantes que tengan una función
antagonista de IFN alterada. El fenotipo atenuado puede
transferirse a otra cepa que tenga un antígeno deseado mediante
reordenación (es decir, mediante coinfección del virus
atenuado y la cepa deseada, y la selección de reordenantes que
muestren ambos fenotipos).
Pueden introducirse mutaciones en un virus de la
gripe, usando enfoques de "genética inversa". De esta manera,
pueden introducirse mutaciones naturales o de otro tipo que
confieren el fenotipo atenuado a las cepas de vacuna. Por ejemplo,
pueden introducirse deleciones, inserciones o sustituciones de la
región codificante del gen responsable de la actividad antagonista
de IFN (el NS1 de la gripe). También se contemplan deleciones,
sustituciones o inserciones en la región no codificante del gen
responsable de la actividad antagonista de IFN. Con este fin,
pueden introducirse mutaciones en las señales responsables de la
transcripción, replicación, poliadenilación y/o presentación del
gen responsable de la actividad antagonista de IFN. Por ejemplo, en
virus de la gripe, dichas modificaciones pueden incluir aunque sin
limitación: sustitución de las regiones no codificantes de un gen
del virus de la gripe A por las regiones no codificantes de un gen
del virus de la gripe B (Muster, et al., 1991, Proc. Natl.
Acad. Sci. USA, 88: 5177), intercambios de pares de bases en las
regiones no codificantes de un gen del virus de la gripe (Fodor,
et al., 1998, J Virol. 72: 6283), mutaciones en la región
promotora de un gen del virus de la gripe (Piccone, et al.,
1993, Virus Res. 28: 99; Li, et al., 1992, J Virol. 66:
4331), sustituciones y deleciones en el tramo de restos de uridina
en el extremo 5' de un gen de un virus de la gripe que afecta a la
poliadenilación (Luo, et al., 1991, J Virol. 65: 2861; Li,
et al., J Virol. 1994, 68: 1245). Dichas mutaciones, por
ejemplo en el promotor, pueden regular negativamente la expresión
del gen responsable de la actividad antagonista de IFN. Las
mutaciones en genes virales que pueden regular la expresión del gen
responsable de la actividad antagonista de IFN también están dentro
del alcance de virus que pueden usarse de acuerdo con la
invención.
La técnica genética inversa implica la
preparación de ARN virales recombinantes sintéticos que contienen
las regiones no codificantes del ARN del virus que son esenciales
para el reconocimiento por polimerasas virales y para presentar
señales necesarias para generar un virión maduro. Los ARN
recombinantes se sintetizan a partir de una plantilla de ADN
recombinante y se reconstituyen in vitro con complejo de
polimerasa viral purificada para formar ribonucleoproteínas (RNP)
recombinantes que pueden usarse para transfectar células. Se
consigue una transfección más eficaz si las proteínas de polimerasa
viral están presentes durante la transcripción del ARN sintético ya
sea in vitro o in vivo. Las RNP recombinantes
sintéticas pueden rescatarse en partículas de virus infecciosas.
Las técnicas anteriores se describen en la Patente de Estados Unidos
Nº 5.166.057 expedida el 24 de noviembre de 1992; en la Patente de
Estados Unidos Nº 5.854.037 expedida el 29 de diciembre de 1998; en
la Publicación de Patente Europea EP 0702085A1, publicada el 20 de
febrero de 1996; en la Solicitud de Patente de Estados Unidos Nº de
Serie 09/152.845; en las Publicaciones de Patente Internacional PCT
WO 97/12032 publicada el 3 de abril de 1997; WO96/34625 publicada
el 7 de noviembre de 1996; en la Publicación de Patente Europea
EP-A780475; WO 99/02657 publicada el 21 de enero de
1999; WO 98/53078 publicada el 26 de noviembre de 1998; WO 98/02530
publicada el 22 de enero de 1998; WO 99/15672 publicada el 1 de
abril de 1999, WO 98/13501 publicada el 2 de abril de 1998; WO
97/06270 publicada el 20 de febrero de 1997 y EPO 780 475A1
publicada el 25 de junio de 1997.
Pueden usarse virus atenuados generados mediante
el enfoque de genética inversa en la vacuna y formulaciones
farmacéuticas descritas en este documento. También pueden usarse
técnicas de genética inversa para introducir mutaciones adicionales
a otros genes virales importantes para la producción de vacunas
es decir, los epítopos de variantes de cepas de vacuna
útiles pueden introducirse en el virus atenuado. Como alternativa,
pueden introducirse epítopos completamente extraños, incluyendo
antígenos obtenidos de otros patógenos virales o no virales, en la
cepa atenuada. Por ejemplo, pueden introducirse antígenos de virus
no relacionados tales como VIH (gp 160, gp 120, gp 41), antígenos
de parásitos (por ejemplo, malaria) antígenos bacterianos o
de hongos o antígenos tumorales en la cepa atenuada. Como
alternativa, pueden introducirse epítopos que alteran el tropismo
de los virus in vivo en los virus atenuados quiméricos de la
invención.
Puede usarse una combinación de técnicas de
genética inversa y técnicas reordenantes para diseñar virus
atenuados que tengan los epítopos deseados en virus de ARN
segmentado. Por ejemplo, un virus atenuado (generado mediante
selección natural, mutagénesis o mediante técnicas de genética
inversa) y una cepa que lleve el epítopo de vacuna deseado
(generado mediante selección natural, mutagénesis o mediante
técnicas de genética inversa) pueden coinfectarse en hospedadores
que permitan la reordenación de los genomas segmentados. Después
pueden seleccionarse los reordenantes que muestren el fenotipo
atenuado y el epítopo deseado.
En una realización preferida, la presente
invención incluye el uso de virus de la gripe manipulados
genéticamente que contienen deleciones y/o truncamientos del
producto del gen NS1, con la condición de que dichos virus no sean
virus de la gripe C. Se prefieren particularmente los mutantes de
NS1 del virus de la gripe A y B. En un enfoque, se conservan
porciones de la región amino terminal del producto del gen NS1
mientras que se delecionan porciones de la región
C-terminal del producto del gen de NS1. Las
mutaciones específicas deseadas pueden introducirse mediante
inserción de ácidos nucleicos, deleción, o mutación en el codón
apropiado. En particular, las proteínas de NS1 truncadas tienen de
1-60 aminoácidos, 1-70 aminoácidos,
1-80 aminoácidos, 1-90 aminoácidos
(el aminoácido N-terminal es 1), y preferiblemente
90 aminoácidos; de 1-100 aminoácidos, y
preferiblemente 99 aminoácidos; de 1-110
aminoácidos; de 1-120 aminoácidos; o de
1-130 aminoácidos, y preferiblemente 124
aminoácidos del producto del gen NS1 de tipo silvestre.
La presente invención también incluye el uso de
cualquier virus de la gripe manipulado genéticamente que no sea
virus de la gripe C, en el que el producto del gen NS1 se ha
modificado mediante truncamiento o modificación de la proteína NS1
que confiere a los virus mutantes los siguientes fenotipos: la
capacidad de los virus para crecer a títulos altos en sustratos no
convencionales, tales como huevos de gallina de 6-7
días de edad, o la capacidad de los virus para inducir una
respuesta a interferón en el hospedador. Para virus de la gripe A,
estos incluyen, aunque sin limitación: virus que tienen
truncamientos de NS1.
La presente invención incluye el uso de virus de
la gripe mutante A o B mutantes de origen natural, que tienen el
fenotipo atenuado, así como cepas de virus de la gripe manipuladas
para contener las mutaciones responsables del fenotipo atenuado.
Para virus de la gripe A, estos incluyen, aunque sin limitación:
virus que tienen un NS1 de 124 aminoácidos (Norton et al.,
1987, Virology 156: 204-213). Para virus de la gripe
B, estos incluyen, aunque sin limitación: virus que tienen un
mutante de truncamiento de NS1 que comprende 127 aminoácidos
obtenido del extremo N (B/201) (Norton et al., 1987,
Virology 156: 204-213), y virus que tienen un
mutante de truncamiento de NS1 que comprende 90 aminoácidos
obtenido del extremo N (B/AWBY-234) (Tobita et
al., 1990, Virology 174: 314-19). La presente
invención abarca el uso de mutantes de origen natural análogos a
NS1/38, NS1/80, NS1/124 (Egorov, et al., 1998, J. Virol.
72(8): 6437-41) así como los mutantes de
origen natural, A/Turkey/ORE/71, B/201 o
B/AWBY-234.
El virus de la gripe atenuado puede manipularse
adicionalmente para expresar antígenos de otras cepas de vacuna
(por ejemplo usando genética inversa o reordenación). Como
alternativa, los virus de la gripe atenuados pueden manipularse
usando genética inversa o reordenación con virus manipulados
genéticamente, para expresar epítopos completamente extraños,
por ejemplo, antígenos de otros patógenos infecciosos,
antígenos tumorales, o antígenos de fijación de objetivos. Puesto
que el segmento de ARN de NS es el más corto entre los ocho ARN
virales, es posible que el ARN de NS tolere inserciones más largas
de secuencias heterólogas que otros genes virales. Además, el
segmento de ARN de NS dirige la síntesis de altos niveles de
proteína en células infectadas, lo que sugiere que sería un
segmento ideal para inserciones de antígenos extraños. Sin embargo,
de acuerdo con la presente invención, puede usarse uno cualquiera
de los ocho segmentos de virus de la gripe para la inserción de
secuencias heterólogas. Por ejemplo, donde se desea la presentación
de antígenos en superficie, pueden usarse segmentos que codifican
proteínas estructurales por ejemplo, HA o NA.
Pueden usarse métodos para seleccionar virus de
la gripe que tengan el fenotipo deseado, es decir, virus que
tengan actividad baja o ninguna actividad antagonista de IFN, ya se
obtengan de variantes naturales, variantes espontáneas (es
decir, variantes que se desarrollan durante la propagación del
virus), variantes naturales mutagenizadas, virus reordenantes y/o
manipulados genéticamente. Dichos virus pueden seleccionarse mejor
en ensayos de cultivo diferencial que comparan el crecimiento en
sistemas hospedadores deficientes en IFN frente a sistemas
hospedadores competentes en IFN. Se seleccionan los virus que
demuestran un crecimiento mejor en los sistemas deficientes en IFN
frente a sistemas competentes en IFN; preferiblemente, se
seleccionan virus que crecen hasta títulos al menos mayores en un
log en sistemas deficientes en IFN en comparación con un sistema
competente en IFN.
Como alternativa, los virus pueden seleccionarse
usando sistemas de ensayo de IFN por ejemplo, sistemas de
ensayo basados en la transcripción en los que la expresión de un gen
informador se controla mediante un promotor sensible a IFN. Puede
medirse la expresión del gen informador en células infectadas frente
a células no infectadas para identificar virus que inducen de forma
eficaz una respuesta a IFN, pero que no son capaces de antagonizar
la respuesta a IFN.
Pueden usarse ensayos de crecimiento diferencial
para seleccionar virus que tengan el fenotipo deseado, puesto que
el sistema hospedador usado (competente en IFN frente a deficiente
en IFN) aplica la presión de selección apropiada.
Por ejemplo, puede compararse el crecimiento de
virus (según lo medido mediante títulos) en diversas células,
líneas celulares, o sistemas de modelos animales que expresen IFN y
los componentes de la respuesta a IFN, frente a células, líneas
celulares, o sistemas de modelos animales deficientes en IFN o
componentes de la respuesta a IFN. Con este fin, puede compararse
el crecimiento de virus en líneas celulares tales como células VERO
(que son deficientes en IFN) frente a células MDCK (que son
competentes en IFN). Como alternativa, pueden obtenerse y
establecerse líneas celulares deficientes en IFN a partir de
animales criados o manipulados genéticamente para ser deficientes
en el sistema de IFN (por ejemplo, ratones mutantes STAT1 -/). Puede
medirse el crecimiento de virus en dichas líneas celulares, en
comparación con células competentes en IFN obtenidas, por ejemplo,
de animales de tipo silvestre (por ejemplo, ratones de tipo
silvestre).
Pueden manipularse líneas celulares que son
competentes en IFN y que se sabe que soportan el crecimiento de
virus de tipo silvestre para que sean deficientes en IFN (por
ejemplo, eliminando completamente STAT1, IRF3, PKR, etc.).
Pueden usarse técnicas que se conocen bien en la técnica para la
propagación de virus (véase, por ejemplo, los ejemplos de trabajo
infra). Puede compararse el crecimiento de virus en la línea
celular competente en IFN convencional frente a la línea celular
manipulada genéticamente deficiente en IFN.
También pueden usarse sistemas animales. Por
ejemplo, para la gripe, el crecimiento en huevos jóvenes,
embrionados deficientes en IFN, por ejemplo, de
aproximadamente 6 a aproximadamente 8 días de edad, puede compararse
con el crecimiento en huevos competentes en IFN más viejos, por
ejemplo, de aproximadamente 10 a 12 días de edad. Con este fin,
pueden usarse técnicas bien conocidas en la técnica para la
infección y propagación en huevos (por ejemplo, véase los
ejemplos de trabajo, infra). Como alternativa, el crecimiento
en ratones STAT1 -/- deficientes en IFN puede compararse con
ratones de tipo silvestre competentes en IFN. En otra alternativa
más, el crecimiento en huevos embrionados deficientes en IFN
producidos por, por ejemplo, aves de corral transgénicas STAT1 -/,
puede compararse con el crecimiento en huevos competentes en IFN
producidos por aves de corral de tipo silvestre.
Para fines de selección, sin embargo, pueden
usarse sistemas deficientes en IFN transitorios en lugar de sistemas
manipulados genéticamente. Por ejemplo, el sistema hospedador puede
tratarse con compuestos que inhiban la producción de IFN y/o
componentes de la respuesta a IFN (por ejemplo, fármacos,
anticuerpos contra IFN, anticuerpos contra el receptor de IFN,
inhibidores de PKR, moléculas antisentido y ribozimas, etc.). El
crecimiento de virus puede compararse en controles no tratados
competentes en IFN frente a sistemas tratados deficientes en IFN.
Por ejemplo, huevos más viejos que son competentes en IFN pueden
tratarse previamente con dichos fármacos antes de la infección con
el virus a seleccionar. El crecimiento se compara con el alcanzado
en huevos de control no tratados de la misma edad.
Los métodos de selección proporcionan una
selección simple y fácil para identificar virus mutantes con
actividad antagonista de IFN suprimida mediante la incapacidad del
virus mutante para crecer en entornos sensibles a IFN, en
comparación a la capacidad del virus mutante para crecer en entornos
deficientes en IFN. Los métodos de selección también pueden usarse
para identificar virus mutantes con actividad antagonista de IFN
alterada, aunque no suprimida, midiendo la capacidad del virus
mutante para crecer en entornos sensibles a IFN, por
ejemplo, huevos embrionados de 10 días de edad o células MDCK y
en entornos deficientes en IFN, por ejemplo, huevos
embrionados de 6 a 7 días de edad o células Vero. Por ejemplo, los
virus de la gripe que muestren títulos al menos un log inferiores
en huevos de 10 días de edad frente a huevos de 6-7
días de edad, se considerarán alterados en su capacidad para
inhibir la respuesta a IFN. En otro ejemplo, los virus de la gripe
que muestren un título al menos un log inferior en huevos de 12
días de edad (que montan una alta respuesta a IFN) frente a huevos
de 10 días de edad (que montan una respuesta a IFN moderada), se
consideran parcialmente alterados en su capacidad para antagonizar
la respuesta a IFN, y se consideran candidatos para vacuna
atractivos.
Los métodos de selección también abarcan
identificar los virus mutantes que inducen respuestas a IFN. De
acuerdo con los métodos de selección, la inducción de respuestas a
IFN puede medirse ensayando los niveles de expresión de IFN o
expresión de genes diana o genes informadores inducidos por IFN
después de la infección con el virus mutante o de la activación de
transactivadores implicados en la expresión de IFN y/o la respuesta
a IFN.
La inducción de respuestas a IFN puede
determinarse midiendo el estado fosforilado de componentes de la vía
de IFN después de la infección con el virus mutante de ensayo,
por ejemplo¸IRF-3, que se fosforila en
respuesta al ARN de doble cadena. En respuesta al IFN de tipo I,
Jak1 quinasa y TyK2 quinasa, subunidades del receptor de IFN,
STAT1, y STAT2 se fosforilan en tirosina rápidamente. De este modo,
para determinar si el virus mutante induce respuestas a IFN, se
infectan células, tales como células 293, con el virus mutante de
ensayo y después de la infección, las células se lisan. Los
componentes de la vía de IFN, tales como Jak1 quinasa o TyK2
quinasa, inmunoprecipitan a partir de los lisados de células
infectadas, usando sueros o anticuerpos policlonales específicos, y
el estado fosforilado en tirosina de la quinasa se determina
mediante ensayos de inmunotransferencia con un anticuerpo
anti-fosfotirosina (por ejemplo, véase
Krishnan et al. 1997, Eur. J. Biochem. 247:
298-305). Un estado fosforilado potenciado de
cualquiera de los componentes de la vía de IFN después de la
infección el virus mutante, podría indicar inducción de las
respuestas a IFN por el virus mutante.
Los sistemas de selección pueden abarcar medir
la capacidad para unir secuencias de ADN específicas o la
translocación de factores de transcripción inducida en respuesta a
infección vírica, por ejemplo, IRF3, STAT1, STAT2, etc. En
particular, STAT1 y STAT2 se fosforilan y se translocan desde el
citoplasma al núcleo en respuesta a IFN de tipo I. La capacidad
para unirse a secuencias de ADN específicas o la translocación de
factores de transcripción puede medirse mediante técnicas conocidas
por los especialistas en la técnica, por ejemplo, ensayos de
desplazamiento en gel de electromovilidad, tinción celular,
etc.
La inducción de respuestas a IFN puede
determinarse midiendo la activación transcripcional dependiente de
IFN después de la infección con el virus mutante de ensayo. En esta
realización, la expresión de genes que se sabe son inducidos por
IFN, por ejemplo, Mx, PKR,
2-5-oligoadenilatosintetasa,
complejo principal de histocompatibilidad (MHC) de clase I, etc.,
puede analizarse mediante técnicas conocidas por los especialistas
en la técnica (por ejemplo, transferencias de northern,
transferencias de western, PCR, etc.). Como alternativa, se
manipulan células de ensayo tales como células de riñón embrionario
humano o células de sarcoma osteogénicas humanas, para expresar de
forma transitoria o constitutiva genes informadores tales como el
gen informador de la luciferasa o gen informador de la
cloranfenicol transferasa (CAT) bajo el control de un elemento de
respuesta estimulado por interferón, tal como el promotor
estimulado por IFN del gen ISG-54K (Bluyssen et
al., 1994, Eur. J. Biochem. 220: 395-402). Las
células se infectan con el virus mutante de ensayo y se compara el
nivel de expresión del gen informador con el de células no
infectadas o células infectadas con el virus de tipo silvestre. Un
aumento en el nivel de expresión del gen informador después de la
infección con el virus de ensayo indicaría que el
\hbox{virus mutante de ensayo está induciendo una respuesta a IFN.}
Los sistemas de selección pueden abarcar medir
la inducción de IFN determinando si un extracto de la célula o
huevo infectado con el virus mutante de ensayo es capaz de conferir
actividad protectora contra infección vírica. Más específicamente,
se infectan grupos de huevos de gallina embrionados de 10 días de
edad con el virus mutante de ensayo o el virus de tipo silvestre.
Aproximadamente de 15 a 20 horas después de la infección, se recoge
el líquido alantoico y se ensaya la actividad de IFN determinando la
dilución más alta con actividad protectora frente a la infección
por VSV en células de cultivo tisular, tales como células CEF.
La presente invención se refiere a nuevos
métodos y sustratos para la propagación de virus de la gripe. La
invención se refiere a sustratos deficientes en IFN y métodos para
propagar 5 veces virus en estos sustratos. En particular, la
invención se refiere a métodos para propagar virus en huevos
embrionados inmaduros, de seis a nueve días de edad, que no se usan
normalmente para cultivar virus debido a su estado frágil y su
cavidad alantoica más pequeña. De acuerdo con la presente
invención, huevos embrionados inmaduros abarca huevos de seis a
nueve días de edad.
De acuerdo con los métodos de la presente
invención, los virus que pueden cultivarse en huevos embrionados
inmaduros se seleccionan a partir de cepas de origen natural,
variantes o mutantes, virus mutagenizados, virus reordenantes y/o
manipulados genéticamente. Los métodos de la presente invención
abarcan cultivar los virus en huevos de seis a nueve días de edad,
usando preferiblemente condiciones de cultivo apropiadas (véase,
por ejemplo, las condiciones de cultivo que se muestran en
la Sección 6 a continuación) y recoger los virus de la progenie.
Abarcando los métodos de la invención, el cultivo de virus en huevos
embrionados inmaduros de seis a nueve días de edad, y siendo
particularmente atractivos para cultivar virus adecuados para su uso
en formulaciones de vacuna.
La invención también abarca métodos y sustratos
deficientes en IFN para el cultivo y aislamiento de virus de origen
natural o mutantes manipulados genéticamente que tienen actividad
antagonista de IFN alterada. Los sustratos deficientes en IFN que
pueden usarse para soportar el crecimiento de los virus mutantes
atenuados son líneas celulares o huevos embrionados inmaduros de
seis a nueve días de edad que son deficientes en IFN, con la
condición de que dichas líneas celulares no sean células Vero y no
sean líneas celulares STAT (-), por ejemplo, células
recombinantes o líneas celulares que se manipulan para ser
deficientes en IFN, o huevos embrionados obtenidos de aves
deficientes en IFN, especialmente aves de corral (por
ejemplo, pollos, patos, pavos) incluyendo bandadas que se crían
para que sean deficientes en IFN o aves transgénicas (por
ejemplo, knockout para STAT1). Dichas líneas celulares o huevos
pueden manipularse genéticamente para expresar transgenes que
codifican inhibidores del sistema de IFN, por ejemplo,
mutantes negativos dominantes, ARN antisentido, ribozimas,
inhibidores de la producción de IFN, inhibidores de la señalización
de IFN, y/o inhibidores de genes antivirales inducidos por IFN.
Como alternativa, pueden tratarse dichas líneas celulares o huevos
con un compuesto que inhibe la producción de IFN y/o la vía de IFN,
por ejemplo, fármacos, anticuerpos, moléculas antisentido,
moléculas de ribozima que se dirigen al gen STAT1, y/o genes
antivirales inducidos por IFN.
De acuerdo con la presente invención, huevos de
gallina embrionados inmaduros abarca huevos que son de seis a nueve
días de edad de forma natural.
En una realización, la presente invención se
refiere a cultivar virus mutantes de la gripe, de origen natural y
manipulados genéticamente, en sustratos no convencionales, tales
como huevos embrionados inmaduros que no han desarrollado todavía
un sistema de IFN. Normalmente no se usan huevos embrionados
inmaduros para cultivar virus debido a su estado frágil y a su
volumen alantoico más pequeño. La presente invención abarca cultivar
virus mutantes en huevos embrionados de seis a nueve días de edad;
preferiblemente cultivar virus mutados en huevos embrionados de -
días de edad y más preferiblemente, en huevos de 6 a 8 días de
edad.
La presente invención también abarca métodos
para cultivar y aislar virus de la gripe mutados que tengan
actividad antagonista de IFN alterada en células y líneas celulares
que no tengan de forma natural una vía de IFN o que tengan una vía
de IFN deficiente o que tengan una deficiencia en el sistema de IFN,
por ejemplo, niveles bajos de expresión de IFN en
comparación con células de tipo silvestre.
La presente invención se refiere a métodos para
cultivar y aislar virus de la gripe mutados que tengan actividad
antagonista de IFN alterada, en un sustrato deficiente en IFN
manipulado genéticamente. En otra realización más, pueden
manipularse genéticamente líneas celulares para que sean deficientes
en IFN. La presente abarca líneas celulares en las cuales se muta
un gen esencial para la síntesis de IFN, la vía de IFN, y/o un gen
o genes antiviral o antivirales inducidos por IFN.
La invención proporciona líneas celulares
recombinantes, en las cuales uno o más genes esenciales para la vía
de IFN, por ejemplo, receptor de interferón, etc., se han
alterado, es decir, es un "knockout". Dicha línea
celular puede generarse mediante cualquier método conocido en la
técnica para alterar un gen en el cromosoma de una célula o animal.
Dichas técnicas incluyen, aunque sin limitación microinyección
pronuclear (Hoppe & Wagner, 1989, Patente de Estados Unidos Nº
4.873.191); transferencia génica mediada por retrovirus en líneas
germinales (Van der Putten et al., 1985, Proc. Natl. Acad.
Sci., USA 82: 6148-6152); fijación de objetivos
génicos en células madre embrionarias (Thompson et al., 1989,
Cell 56: 313); electroporación de embriones (Lo, 1983, Mol Cell.
Biol. 3: 1803); y transferencia génica mediada por espermatozoides
(Lavitrano et al., 1989, Cell 57: 717); etc. Para una
revisión de dichas técnicas, véase Gordon, 1989, Transgenic Animals,
Intl. Rev. Cytol. 115: 171 los método de recombinación homóloga
para alterar genes en el genoma de ratón se describen, por ejemplo,
en Capecchi (1989, Science 244: 1288) y Mansour et al. (1988,
Nature 336: 348-352).
Las líneas celulares, o huevos pueden tratarse
previamente con compuestos que inhiben el sistema de IFN. De
acuerdo con la presente invención, los compuestos que inhiben la
síntesis de IFN, o la actividad o la expresión de los componentes
del sistema de IFN pueden usarse para pretratar hospedadores, por
ejemplo, compuestos que inhiben la síntesis de IFN, la
actividad de IFN, el receptor de IFN, otras dianas en la vía de
transducción de señales de IFN, o que inhiben la actividad de genes
antivirales inducidos por IFN. Los ejemplos de compuestos que
pueden usarse de acuerdo con la presente invención, incluyen, aunque
sin limitación, moléculas de ácido nucleico, anticuerpos, péptidos,
antagonistas del receptor de IFN, inhibidores de la vía de STAT1,
inhibidores de PKR, etc. De acuerdo con la presente invención,
moléculas de ácido nucleico incluyen moléculas antisentido,
ribozimas y moléculas de triple hélice que tienen como objetivo
genes que codifican componentes esenciales del sistema de IFN, por
ejemplo, STAT1. Las moléculas de ácido nucleico también abarcan
nucleótidos que codifican mutantes negativos dominantes de
componentes del sistema de IFN; por ejemplo, antes de la
infección con el mutante viral, las células pueden transfectarse
con un ADN que codifica un mutante de señalización truncado
incompetente del receptor de
IFN.
IFN.
Los mutantes negativos dominantes que pueden
usarse de acuerdo con la presente invención para inhibir la vía de
IFN incluyen versiones deficientes en quinasa de Jak1, TyK2 o
factores de transcripción que carecen de dominios de unión a ADN
STAT1, y STAT2 (véase por ejemplo, Krishnan et al.,
1997, Eur. J. Biochem. 247: 298-305)
6.
Ejemplo
El virus de la gripe A/PR/8/34 (PR8) se propagó
en huevos de gallina embrionados de 10 días de edad a 37ºC. El
virus de la gripe A 25A-1, un virus reordenante que
contenía el segmento NS de la cepa adaptada al frío
A/Leningrad/
134/47/57 y los genes restantes del virus PR8 (Egorov et al., 1994, Vopr. Virusol. 39: 201-205; Shaw et al., 1996, en Options of the control of influenza III, eds. Brown, Hampson Webster (Elsevier Science) págs. 433-436) se cultivó en células Vero a 34ºC. El virus 25A-1 es sensible a la temperatura en células de mamífero, y se usó como un virus ayudante para el rescate del virus transfectante NS1/99. Se usaron células Vero y células MDCK mantenidas en medio mínimo esencial (MEM) que contenía 1 \mug/ml de tripsina (Difco Laboratories, Detroid, Michigan) para el cultivo de virus de la gripe. Las células Vero también se usaron para la selección, purificación en placa y titulación del virus NS1/99. Las células MDCK se mantuvieron en DMEM (medio mínimo esencial de Dulbecco) que contenían suero fetal de ternero inactivado con calor al 10%. Las células Vero se cultivaron en medio AIM-V (Life Technologies, Grand Island, NY).
134/47/57 y los genes restantes del virus PR8 (Egorov et al., 1994, Vopr. Virusol. 39: 201-205; Shaw et al., 1996, en Options of the control of influenza III, eds. Brown, Hampson Webster (Elsevier Science) págs. 433-436) se cultivó en células Vero a 34ºC. El virus 25A-1 es sensible a la temperatura en células de mamífero, y se usó como un virus ayudante para el rescate del virus transfectante NS1/99. Se usaron células Vero y células MDCK mantenidas en medio mínimo esencial (MEM) que contenía 1 \mug/ml de tripsina (Difco Laboratories, Detroid, Michigan) para el cultivo de virus de la gripe. Las células Vero también se usaron para la selección, purificación en placa y titulación del virus NS1/99. Las células MDCK se mantuvieron en DMEM (medio mínimo esencial de Dulbecco) que contenían suero fetal de ternero inactivado con calor al 10%. Las células Vero se cultivaron en medio AIM-V (Life Technologies, Grand Island, NY).
El plásmido pT3NS1/99, que contiene un extremo
C-terminal de 99 aminoácidos truncado a partir de
NS1, se preparó de la siguiente manera. En primer lugar, se
amplificó pPUC19-T3/NS PR8, que contenía el gen NS
completo del virus PR8 flanqueado por el promotor de ARN polimerasa
T3 y el sitio de restricción BpuAI mediante PCR inversa
(Ochman et al., 1988, Genetics 120: 621-623)
usando los cebadores apropiados. El ADNc obtenido que de este modo
contenía el gen NS truncado se fosforiló, se trató con fragmentos de
Klenow, se auto-ligó y se propagó en la cepa de
E.coli TG1. La construcción obtenida después de la
purificación se nombró como pT3NS1/99 y se verificó mediante
secuenciación. Los plásmidos para la expresión de proteínas NP, PB1,
PB2 y PA del virus PR8 (pHMG-NP,
pHMG-PB1, pHMG-PB2 y
pHMG-PA) se describieron anteriormente (Pleschka
et al., 1996, J. Virol. 70: 4188-4192).
pPOLI-NS-RB se preparó sustituyendo
la fase de lectura abierta CAT de
pPOLI-CAT-RT (Pleschka et
al., 1996, J. Virol. 70: 4188-4192) dentro del
producto de RT-PCR obtenido a partir de la región
codificante del gen NS del virus de la gripe A/WSN/33 (WSN). Este
plásmido expresa el segmento de ARN viral específico de NS del
virus WSN bajo el control de un promotor de la polimerasa I humana
truncado.
La generación del virus NS1/99 se realizó
mediante transfección de ribonucleoproteína (RNP) (Luytjes et
al., 1989, Cell 59: 1107-1113). Las RNP se
formaron mediante transcripción de ARN polimerasa T3 a partir de
pT3NS1/99 linealizado con BpuAI en presencia de
nucleoproteía purificada y polimerasa del virus de la gripe
25A-1 (Enami, et al., 1991, J. Virol. 65:
2711-2713). Los complejos de RNP se transfectaron en
células Vero que se habían infectado previamente con virus
25A-1. Las células transfectadas se incubaron
durante 18 horas a 37ºC, y el sobrenadante se pasó dos veces en
células Vero a 40ºC y se purificó en placas tres veces en células
Vero recubiertas con una capa superpuesta de medios de agar a 37ºC.
El virus NS1/99 aislado se analizó mediante RT-PCR
usando cebadores específicos. El virus transfectante de tipo
silvestre se generó de la siguiente manera: se transfectaron
células Vero en placas de 35 mm con plásmidos
pHMG-NP, pHMG.PB1, pHMG-PB2,
pHMG-PA y
pPOLI-NS-RB, como se ha descrito
anteriormente (Pleschka et al., 1996, J. Virol. 70:
4188-4192). Dos días después de la transfección,
las células se infectaron con 5 x 10^{4} pfu de virus delNS1 y se
incubaron dos días más a 37ºC. El sobrenadante celular se pasó una
vez en células MDCK y dos veces en huevos embrionados de gallina.
Los virus transfectantes se clonaron mediante dilución limitante en
huevos. El ARN genómico del virus transfectante NS1/99 purificado
se analizó mediante electroforesis en gel de poliacrilamida, como se
ha descrito anteriormente (Zheng et al., 1996, Virology 217:
242-251). La expresión de una proteína NS1 truncada
por el virus NS1/99 se verificó mediante inmunoprecipitado de
extractos celulares infectados marcados usando un antisuero
policlonal de conejo contra
NS1.
NS1.
La cavidad alantoica de los huevos de gallina
embrionados, de 6, 10 y 14 días de edad, se inoculó con
aproximadamente 10^{3} pfu de virus PR8, NS1/99, o delNS1 (en el
cual todo el gen NS1 se deleciona), se incubaron a 37ºC durante dos
días, y los virus presentes en el líquido alantoico se titularon
mediante ensayos de hemaglutinación
(HA).
(HA).
Se inocularon por vía intranasal grupos de 5
ratones BALB/c (Taconic Farms) con 5 x 10^{6} pfu, 1,5 x 10^{5}
pfu, o 5 x 10^{3} pfu de virus A/PR/8/34 (PR8) o NS1/99 de tipo
silvestre. Las inoculaciones se realizaron con anestesia usando 50
\mul de MEM que contenía la cantidad apropiada de unidades
formadoras de placas del virus apropiado. Los animales se
controlaron diariamente, y se sacrificaron cuando se observó que
estaban a punto de morir. En un experimento posterior, todos los
ratones supervivientes se estimularon durante cuatro semanas
después con una dosis de 100DL_{50} de virus PR8 de tipo
silvestre. Todos los procedimientos estaban de acuerdo con las
directrices de NIH de cuidado y uso de animales de laboratorio.
Los solicitantes han demostrado previamente que
un virus de la gripe A en el cual se delecionó el gen NS1 (virus
delNS1) es capaz de crecer hasta títulos de aproximadamente 10^{7}
pfu/ml en células deficientes en la producción de interferón (IFN)
del tipo I, tales como células Vero. Sin embargo, este virus estaba
alterado en su capacidad para replicar y causar enfermedad en
ratones (Garcia-Sastre et al., 1998, Virology
252: 324). Por el contrario, el virus delNS1 era capaz de crecer en
y matar ratones STAT1 -/-. Estos resultados demostraron que la
proteína NS1 del virus de la gripe A es un factor de virulencia
implicado en la inhibición de las respuestas antivirales del
hospedador mediadas por IFN de tipo I. Se realizaron los siguientes
experimentos para determinar si se podía generar virus de la gripe
con características de virulencia intermedias entre virus de tipo
silvestre y virus delNS1 delecionando porciones del gen NS1, y si
algunos de estos virus podía tener características óptimas para
usarse con vacunas atenuadas vivas contra virus de la gripe, es
decir, estabilidad y un equilibrio apropiado entre atenuación,
inmunogenicidad y crecimiento en sustratos adecuados para la
preparación de vacuna, tales como huevos de gallina
embrionados.
embrionados.
Para ensayar esta hipótesis, se generó un virus
de la gripe A/PR/8/34 (PR8) en el cual el gen NS1 se ha modificado
para dirigir la expresión de una proteína de NS1 truncada que
contenía sólo 99 aminoácidos en el extremo amino terminal en común
con los 230 aminoácidos de la proteína NS1 de tipo silvestre. Este
virus (NS1/99) se obtuvo mediante transfección de RNP de un gen NS
manipulado artificialmente usando virus ayudante
25A-1, como se ha descrito anteriormente
(Garcia-Sastre et al., 1998, Virology 252:
324). El análisis de la expresión de NS1 en células infectadas con
el virus mostró la naturaleza truncada de la proteína NS1 del virus
NS1-99.
Se analizó la capacidad de delNS1,
NS1-99 y PR8 de tipo silvestre para crecer en huevos
de gallina embrionados de diferentes edades. El fundamento para
este experimento viene del hecho de que la capacidad de huevos
embrionados para sintetizar y para responder al IFN de tipo I bajo
estímulos apropiados depende de la edad. De hecho, tanto la
inductibilidad como la sensibilidad a IFN comienzan a una edad de
aproximadamente 10 días, y después aumentan exponencialmente con la
edad (Sekellick et al., 1990, In Vitro Cell. Dev.
Biol. 26: 997; Sekellick & Marcus, 1985, J. Interferón Res. 5:
657). De este modo, el uso de huevos de diferentes edades representa
un sistema único para ensayar la capacidad de diferentes virus para
inhibir respuestas a IFN. Se inocularon huevos de 6, 10 y 14 días
de edad con aproximadamente 10^{3} pfu de virus PR8,
NS1-99 o delNS1, se incubaron a 37ºC durante 2
días, y los virus presentes en el líquido alantoico se titularon
mediante ensayo de hemaglutinación (HA). Como se muestra en la
Tabla 3, mientras que el virus de tipo silvestre creció a títulos de
HA similares en huevos embrionados de 6, 10 y 14 días de edad,
delNS1 se replicó solamente hasta un título de HA detectable en
huevos de 6 días de edad. Por el contrario, el virus
NS1-99 mostró un comportamiento intermedio entre
delNS1 y los virus de tipo silvestre, y fue capaz de crecer a
títulos HA similares a los del virus de tipo silvestre en huevos de
10 días de edad, pero no en huevos de 14 días de
edad.
edad.
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Las características de atenuación del virus
NS1-99 se determinaron después en ratones. Para este
fin, se infectaron por vía intranasal grupos de 5 ratones BALB/c
con 5 x 10^{6} pfu, 1,5 x 10^{5} o 1,5 x 10^{3} pfu de virus
PR8 o NS1-99 de tipo silvestre. Después se controló
la supervivencia de los ratones durante 3 semanas. Los resultados
se dan en la Tabla 4. El virus NS1-99 tenía una
DL50 al menos tres log más alta que la del virus de tipo
silvestre.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
7.
Ejemplo
Los detalles experimentales son similares a los
de la Sección 6.1. Se obtuvieron dos virus de la gripe B mutantes,
B/610B5B/201 (B/201) y B/AWBY-234, de 127
aminoácidos y 90 aminoácidos de longitud (proteínas NS1 truncadas
en el extremo C), respectivamente (Norton et al., 1987
Virology 156: 204; Tobita et al., 1990 Virology 174: 314) a
partir de experimentos de coinfección en cultivo tisular que
implicaba virus B/Yamagata/1/73 (B/Yam) y A/Aichi/2/68 en presencia
de anticuerpo antivirus-A (H3N2). El crecimiento de
los virus de la gripe mutados en huevos embrionados de diversas
edades se comparó con el del virus parental B/Yam, que posee una
proteína NS1 de 281 aminoácidos de tipo silvestre. Se inocularon
huevos de 6, 10 y 14 días de edad con aproximadamente 10^{3} pfu
de virus B/Yam, B/201 o B/AWBY-234, se incubaron a
35ºC durante 2 días, y los virus presentes en el líquido alantoico
se titularon mediante un ensayo de HA.
Además, se determinaron las características de
atenuación de virus B/201 y B/ABWY-234 en ratones.
Se infectaron por vía intranasal grupos de tres ratones BALB/c con
3 x 10^{5} pfu de virus B/Yam, B/201 de tipo silvestre o
B/AWBY-234 mutantes, y se determinó la capacidad de
estos virus para replicar midiendo títulos virales en los pulmones
en el día 3 después de la infección, puesto que el B/Yam de tipo
silvestre no induce signos aparentes de enfermedad en ratones.
Los resultados del cultivo de virus de la gripe
B mutante de tipo silvestre en huevos de gallina embrionados, que
se muestran en la Tabla 5, demuestran que, como en el caso de los
virus de la gripe A, un truncamiento
carboxi-terminal del NS1 del virus de la gripe B es
responsable de un rendimiento de replicación inferior en huevos de
gallina embrionarios más viejos que montan una respuesta a IFN
eficaz. Este descubrimiento indica que el NS1 del virus de la gripe
B también está implicado en la inhibición de las respuestas a IFN
del hospedador, y que las deleciones del gen NS1 del virus de la
gripe B dan como resultado un fenotipo atenuado.
Los resultados de los experimentos de
replicación en ratones se dan en la Tabla 6. Los títulos de virus
B/201 y B/AWBY-234 eran aproximadamente de tres log
de magnitud inferiores que los títulos de B/Yam, lo que indicaba
que los truncamientos del dominio carboxi-terminal
del NS1 del virus de la gripe B son responsables de un fenotipo
atenuado en ratones.
\vskip1.000000\baselineskip
Para determinar si los ratones inmunizados con
virus de la gripe A y B atenuados que contenían proteínas NS1
truncadas estaban protegidos contra la estimulación con sus virus de
tipo silvestre respectivos, se realizó el siguiente experimento. Se
inmunizaron por vía intranasal ratones BALB/c con virus
A/NS1-99 y tres semanas después se infectaron con
100 DL_{50} de virus de la gripe A/PR/8/34 de tipo silvestre. Los
animales inmunizados estaban protegidos contra la muerte, mientras
que todos los ratones sin tratamiento previo de control murieron
después de la estimulación (véase Tabla 7). En un segundo
experimento, se inmunizaron por vía intranasal ratones BALB/c con
los virus de la gripe B B/201 o B/AWBY-234, que
expresaban proteínas de NS1 truncadas. Tres semanas después los
ratones se estimularon con 3 x 10^{5} pfu de virus de la gripe
B/Yam/1/73 de tipo silvestre. Puesto que esta cepa de virus de la
gripe B no induce síntomas de enfermedad en ratones, el grado de
protección se determinó midiendo los títulos de virus en los
pulmones en el día 3 después de la estimulación. Mientras que los
animales de control sin tratamiento previo tenían títulos de
aproximadamente 10^{4} pfu/pulmón, no se detectaron virus en
pulmones de animales inmunizados (véase Tabla 8). Estos
descubrimientos sugieren que el virus de la gripe A así como el de
la gripe B que contenían genes NS1 modificados son capaces de
inducir una respuesta inmune en ratones que es completamente
protectora contra una posterior estimulación con virus de tipo
silvestre.
9.
Ejemplo
A continuación se determinó la capacidad del
virus delNS1, un virus de la gripe A que carece del gen NS1, para
inducir la secreción de IFN de tipo I en huevos de gallina
embrionados. Para este fin, se infectaron grupos de dos huevos de
gallina de 10 días de edad con 5 x 10^{3} pfu de virus delNS1 o
PR8 de tipo silvestre. Dieciocho horas después de la incubación a
37ºC, se recogió el líquido alantoico y se dializó frente a un pH
ácido durante una noche, para inactivar los virus infecciosos.
Después del tratamiento con pH ácido, se dializaron muestras frente
a PBS, y después se ensayó su actividad de IFN determinando la
dilución más alta con actividad protectora contra infección por VSV
(aproximadamente 200 pfu) en células CEF. Los resultados que se
muestran en la Tabla 9 indican que en ausencia de NS1, los virus de
la gripe A son mayores inductores de IFN.
10.
Ejemplo
La eliminación del gen antagonista de IFN (NS1)
del virus de la gripe A puede dar como resultado un virus con la
capacidad para inducir altos niveles de IFN. Si este es el caso, el
virus delNS1 "interferirá" con la replicación de virus
sensibles a IFN. Para ensayar esta posibilidad, los solicitantes
investigaron la capacidad del virus delNS1 para inhibir la
replicación del virus de la gripe A/WSN/33 (WSN), una cepa de
laboratorio de virus de la gripe usada comúnmente, en huevos. Como
puede observarse en la Figura 1, el tratamiento con solamente 2 pfu
de virus delNS1 fue capaz de reducir los títulos finales de virus
WSN en el líquido alantoico en un log. Además, el tratamiento con 2
x 10^{4} pfu de virus delNS1 dio como resultado prácticamente la
completa supresión de la replicación de WSN en huevos. El virus
delNS1 también fue capaz de interferir con la replicación en huevos
de otras cepas de virus de la gripe A (H1N1 y H3N2), virus de la
gripe B y un virus diferente tal como virus Sendai (Figura 2).
Estimulados por estos resultados, los
solicitantes determinaron a continuación la capacidad del virus
delNS1 para interferir con la replicación del virus de la gripe de
tipo silvestre en ratones. Aunque el tratamiento con IFN de tipo I
en cultivo tisular previene la replicación del virus de la gripe A
in vitro, el tratamiento de ratones con IFN no es capaz de
inhibir la replicación de virus de la gripe (Haller, 1981, Current
top Microbiol Immunol 92: 25-52). Esto es cierto
para la mayoría de las cepas criadas con endogamia de ratones,
excepto para los ratones A2G. Los ratones A2G, así como una
proporción significativa de ratones de tipo silvestre
(aproximadamente el 75%), contienen al menos un alelo Mx1 intacto,
mientras que la mayoría de las cepas de laboratorio son Mx1-/-
(Haller, 1986, Current Top Microbiol Immunol 127:
331-337). La proteína Mx1, que es un homólogo de la
proteína MxA humana (Aebi, 1989, Mol. Cell. Biol. 11: 5062), es un
potente inhibidor de la replicación del virus de la gripe (Haller,
1980, Nature 283: 660). Esta proteína no se expresa de forma
constitutiva, pero su expresión se induce de forma transcripcional
por IFN de tipo I. Por tanto, pueden usarse ratones A2G para
ensayar la capacidad de inductores de IFN para estimular una
respuesta antiviral contra virus de la gripe A (Haller, 1981,
Current Top Microbiol Immunol 92: 25-52).
Los Solicitantes infectaron por vía intranasal
ocho ratones A2G de 4 semanas de edad con 5 x 10^{6} pfu de un
aislado de virus de la gripe A/PR/8/34 altamente patogénico (Haller,
1981, Current Top Microbiol Immunol 92: 25-52). La
mitad de los ratones recibió un tratamiento intranasal con 5 x
10^{6} pfu de delNS1, 24 horas antes con respecto a la infección
por PR8. Los otros cuatro ratones se trataron con PBS. Se
controlaron los cambios de peso corporal y la supervivencia. Estos
resultados demuestran que el tratamiento con delNS1 fue capaz de
proteger ratones A2G contra la muerte inducida por virus de la gripe
y contra la pérdida de peso corporal. El mismo tratamiento no fue
eficaz en ratones Mx1 -/-, lo que indicaba que el mecanismo de
protección estaba mediado por Mx1, es decir por IFN.
11.
Ejemplo
Dado que el IFN de tipo I y/o los inductores del
IFN de tipo I han demostrado tener actividades antitumorales
(Belardelli y Gresser, 1996 Immunology Today 17:
369-372; Qin et al., 1998, Proc. Natl. Acad.
Sci. 95: 14411-14416), es posible que el
tratamiento de tumores con virus delNS1 pudiera mediar en la
regresión tumoral. Como alternativa, el virus delNS1 podría tener
propiedades oncolíticas, es decir, puede ser capaz de crecer
específicamente en y matar células tumorales, muchas de las cuales
se sabe que tienen deficiencias en el sistema de IFN. Para ensayar
la actividad antitumoral del virus delNS1, se realizó el siguiente
experimento usando la línea celular de carcinoma de ratón CT26.WT
en un modelo tumoral de ratón para metástasis pulmonar (Restifo
et al., 1998 Virology 249: 89-97). Se
inyectaron 5 x 10^{5} células CT26.WT por vía intravenosa en
ratones BALB/c de 6 semanas de edad. La mitad de los ratones se
trataron por vía intranasal con 10^{6} pfu de virus delNS1 cada
24 horas en los días 1, 2 y 3 después de la inoculación. Doce días
después de la inyección del tumor, se sacrificaron los ratones y se
contaron las metástasis pulmonares. Como se muestra en la Tabla 10,
el tratamiento con delNS1 medió una regresión significativa de la
metástasis pulmonar de ratones.
12.
Ejemplo
Los resultados descritos en este documento
sugieren que la proteína NS1 del virus de la gripe es responsable
de la inhibición de la respuesta a IFN de tipo I contra el virus, y
que las mutaciones/deleciones en esta proteína dan como resultado
virus atenuados debido a una respuesta a IFN potenciada durante la
infección. Se sabe que la síntesis de IFN de tipo I durante la
infección vírica puede desencadenarse mediante ARN de doble cadena
(ARNdc). El IRF-3 es un factor de transcripción que
se encuentra normalmente en forma inactiva en el citoplasma de
células de mamífero. El ARN de doble cadena induce la fosforilación
(activación) del factor de transcripción IRF-3,
dando como resultado su translocación al núcleo, donde induce la
transcripción de genes específicos, incluyendo genes que codifican
el IFN de tipo I (Weaver et al., 1998, Mol. Cell. Biol. 18:
1359). Para determinar si el NS1 de la gripe actúa sobre
IRF-3, se controló la situación de
IRF-3 en células CV1 infectadas con PR8 de tipo
silvestre o con virus de la gripe A delNS1. La Figura 3 muestra que
la translocación de IRF-3 es mínima en células
infectadas con PR8 (en menos del 10% de las células). Por el
contrario, aproximadamente el 90% de las células infectadas con
delNS1 mostraba situación nuclear de IRF-3.
Sorprendentemente, fue posible inhibir parcialmente la
translocación de IRF-3 en células infectadas con
delNS1, expresando NS1 a partir de un plásmido en dirección trans.
Los resultados demuestran que el NS1 de virus de la gripe A es capaz
de inhibir la translocación de IRF-3 en células
infectadas con el virus. Es probable que el NS1 del virus de la
gripe prevenga la activación mediada por ARNdc de
IRF-3 secuestrando el ARNdc generado durante la
infección vírica, dando como resultado de este modo una inhibición
de la síntesis de IFN.
Claims (58)
1. Un método para la producción de
vacunas que comprende:
(a) propagar en un sustrato deficiente en
interferón un virus de la gripe atenuado que tiene una mutación en
el gen NS1 que disminuye o elimina la capacidad del producto del gen
NS1 para antagonizar la respuesta a interferón celular; y
(b) recoger el virus de la progenie,
en el que el sustrato deficiente en
interferón es un huevo embrionado inmaduro de seis a nueve días de
edad con la condición de que dicho virus no sea virus de la gripe
C.
2. El método de la reivindicación 1, en
el que el sustrato deficiente en interferón es la cavidad alantoica
de un huevo embrionado inmaduro.
3. El método de la reivindicación 1 ó 2,
en el que el virus de la gripe atenuado está manipulado
genéticamente.
4. El método de la reivindicación 1, 2 ó
3, en el que la mutación en el gen NS1 es una deleción en el
extremo C-terminal de NS1.
5. El método de la reivindicación 4, en
el que el gen NS1 codifica proteínas NS1 truncadas constituidas por
restos de aminoácidos 1-60, restos de aminoácido
1-70, restos de aminoácido 1-90,
restos de aminoácido 1-99, restos de aminoácido
1-100, restos de aminoácido 1-110,
restos de aminoácido 1-120, restos de aminoácido
1-124, o restos de aminoácidos 1-130
del NS1 de tipo silvestre.
6. El método de la reivindicación 1, en
el que el virus de la gripe atenuado es un virus de la gripe A en
el que el gen NS1 esta delecionado.
7. El método de la reivindicación 1, 2 ó
3, en el que el huevo es un huevo de gallina de seis a ocho días de
edad.
8. El método de la reivindicación 1, 2 ó
3, en el que el huevo es un huevo de gallina de seis a siete días
de edad.
9. El método de la reivindicación 1, 2 ó
3, en el que el huevo es un huevo de gallina de seis días de
edad.
10. El método de la reivindicación 1, 2 ó
3, en el que el huevo es un huevo de gallina de siete días de
edad.
11. El método de la reivindicación 1, 2 ó
3, en el que el huevo es un huevo de gallina de ocho días de
edad.
12. El método de la reivindicación 2, en
el que el sustrato deficiente en interferón es la cavidad alantoica
de un huevo embrionado inmaduro de seis días de edad.
13. El método de la reivindicación 1, 2 ó
3, en el que el virus de la gripe atenuado es virus de la gripe A o
B.
14. El método de la reivindicación 1, 2 ó
3, en el que la mutación en el gen NS1 es responsable del fenotipo
atenuado del virus de la gripe.
15. El método de la reivindicación 1, 2 ó
3, en el que el genoma del virus comprende al menos un segmento
obtenido de un virus diferente.
16. El método de la reivindicación 1, 2 ó
3, en el que el virus de la gripe atenuado está manipulado para
codificar un antígeno extraño.
17. El método de la reivindicación 1, 2 ó
3, en el que el virus de la gripe atenuado está manipulado para
codificar un antígeno tumoral.
18. El método de la reivindicación 1, 2 ó
3, en el que el virus de la gripe atenuado está manipulado para
codificar un epítopo obtenido de otro virus.
19. Un método para la producción de vacunas
que comprende:
(a) propagar en un sustrato deficiente en
interferón un virus de la gripe atenuado que tiene una mutación en
el gen NS1 que disminuye o elimina la capacidad del producto del gen
NS1 de antagonizar la respuesta a interferón celular; y
(b) recoger el virus de la progenie,
en el que el sustrato deficiente en
interferón es una línea celular deficiente en interferón con la
condición de que dicho virus no sea virus de la gripe C y la línea
celular deficiente en interferón no sean células Vero y no sean las
líneas celulares
STAT(-).
20. El método de la reivindicación 19, en
el que el virus de la gripe atenuado está manipulado
genéticamente.
21. El método de la reivindicación 19 ó 20,
en el que la mutación en el gen NS1 es una deleción en el extremo C
de NS1.
22. El método de la reivindicación 21, en
el que el gen NS1 codifica proteínas NS1 truncadas constituidas por
restos de aminoácidos 1-60, restos de aminoácido
1-70, restos de aminoácido 1-90,
restos de aminoácido 1-99, restos de aminoácido
1-100, restos de aminoácido 1-110,
restos de aminoácido 1-120, restos de aminoácido
1-124, o restos de aminoácidos 1-130
del NS1 de tipo silvestre.
23. El método de la reivindicación 19, en
el que el virus de la gripe atenuado es un virus de la gripe A en
el que el gen NS1 está delecionado.
24. El método de la reivindicación 19 ó 20,
en el que el virus de la gripe atenuado es virus de la gripe A o
B.
25. El método de la reivindicación 19 ó 20,
en el que la mutación en el gen NS1 es responsable del fenotipo
atenuado del virus de la gripe.
26. El método de la reivindicación 19 ó 20,
en el que el genoma del virus comprende al menos un segmento
obtenido de un virus diferente.
27. El método de la reivindicación 19 ó 20,
en el que el virus de la gripe atenuado está manipulado para
codificar un antígeno extraño
28. El método de la reivindicación 19 ó 20,
en el que el virus de la gripe atenuado está manipulado para
codificar un antígeno tumoral.
29. El método de la reivindicación 19 ó 20,
en el que el virus de la gripe atenuado está manipulado para
codificar un epítopo obtenido de otro virus.
30. Un huevo embrionado de seis a nueve
días de edad que contiene un virus de la gripe atenuado que tiene
una mutación en el gen NS1 que disminuye o elimina la capacidad del
producto del gen NS1 para antagonizar la respuesta a interferón
celular, en el que dicho virus no es virus de la gripe C.
31. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, en el que el virus de la gripe atenuado está
contenido en la cavidad alantoica.
32. El huevo embrionado de la
reivindicación 30 ó 31, en el que el virus de la gripe atenuado está
manipulado genéticamente.
33. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, en el que el virus de la gripe atenuado es un
virus de la gripe A en el que el gen NS1 está delecionado.
34. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, 31, 32 ó 33 en el que el huevo es un huevo de
gallina.
35. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, 31 ó 32, en el que el genoma del virus comprende
al menos un segmento obtenido de un virus diferente.
36. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, 31 ó 32, en el que la mutación en el gen NS1 es
una deleción en el extremo C de NS1.
37. El huevo embrionado de la
reivindicación 36, en el que el gen NS1 codifica proteínas truncadas
de NS1 constituidas por restos de aminoácidos 1-60,
restos de aminoácidos 1-70, restos de aminoácido
1-90, restos de aminoácido 1-99,
restos de aminoácido 1-100, restos de aminoácido
1-110, restos de aminoácido 1-120,
restos de aminoácido 1-124, o restos de aminoácidos
1-130 del NS1 de tipo silvestre.
38. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, 31, 32 ó 33, en el que el virus de la gripe es
virus de la gripe A o B.
39. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, 31 ó 32, en el que la mutación en el gen NS1 es
responsable del fenotipo atenuado del virus de la gripe.
40. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, 31, 32 ó 33, en el que el huevo es de seis a ocho
días de edad.
41. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, 31, 32 ó 33, en el que el huevo es de seis a
siete días de edad.
42. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, 31, 32 ó 33, en el que el huevo es de seis días
de edad.
43. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, 31, 32 ó 33, en el que el huevo es de siete días
de edad.
44. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, 31, 32 ó 33, en el que el huevo es de ocho días
de edad.
45. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, 31, 32 ó 33, en el que el virus de la gripe
atenuado está manipulado para codificar un antígeno extraño.
46. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, 31, 32 ó 33, en el que el virus de la gripe
atenuado está manipulado para codificar un antígeno tumoral.
47. El huevo embrionado de la
reivindicación 30, 31, 32 ó 33, en el que el virus de la gripe
atenuado está manipulado para codificar un epítopo obtenido de otro
virus.
48. Una línea celular deficiente en
interferón que contiene un virus de la gripe atenuado que tiene una
mutación en el gen NS1 que disminuye o elimina la capacidad del
producto del gen NS1 para antagonizar la respuesta a interferón
celular, en el que dicho virus no es virus de la gripe C y la línea
celular deficiente en interferón no son células Vero y no son
líneas celulares STAT1 (-).
49. La línea celular deficiente en
interferón de la reivindicación 48, en la que el virus de la gripe
atenuado es un virus de la gripe A en el que el gen NS1 está
delecionado.
50. La línea celular deficiente en
interferón de la reivindicación 48, en la que el virus de la gripe
atenuado está manipulado genéticamente.
51. La línea celular deficiente en
interferón de la reivindicación 48, en la que la mutación en el gen
NS1 es una deleción en el extremo C de NS1.
52. La línea celular deficiente en
interferón de la reivindicación 51, en la que el gen NS1 codifica
proteínas de NS1 truncadas constituidas por restos de aminoácidos
1-60, restos de aminoácidos 1-70,
restos de aminoácido 1-90, restos de aminoácido
1-99, restos de aminoácido 1-100,
restos de aminoácido 1-110, restos de aminoácido
1-120, restos de aminoácido 1-124, o
restos de aminoácidos 1-130 del NS1 de tipo
silvestre.
53. La línea celular deficiente en
interferón de la reivindicación 48, 49 ó 50, en la que el virus de
la gripe es virus de la gripe A o B.
54. La línea celular deficiente en
interferón de la reivindicación 48 ó 50, en la que la mutación en
el gen NS1 es responsable del fenotipo atenuado del virus de la
gripe.
55. La línea celular deficiente en
interferón de la reivindicación 48, 49 ó 50, en la que el genoma del
virus comprende al menos un segmento obtenido de un virus
diferente.
56. La línea celular deficiente en
interferón de la reivindicación 48, 49, ó 50, en la que el virus de
la gripe atenuado está manipulado para codificar un antígeno
extraño.
57. La línea celular deficiente en
interferón de la reivindicación 48, 49 ó 50, en la que el virus de
la gripe atenuado está manipulado para codificar un antígeno
tumoral.
58. La línea celular deficiente en
interferón de la reivindicación 48, 49 ó 50, en la que el virus de
la gripe atenuado está manipulado para codificar un epítopo obtenido
de otro virus.
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