ES2291857T3 - Uso de un virus que expresa un fragmento de union para medir analitos en una muestra. - Google Patents
Uso de un virus que expresa un fragmento de union para medir analitos en una muestra. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para determinar la cantidad de un analito en una muestra, dicho procedimiento comprendiendo poner en contacto dicha muestra con una superficie que tiene inmovilizado sobre ella un reactivo de unión que bien (a) se une a dicho analito, o (b) comprende dicho analito o un análogo del mismo, y un virus que ha sido transformado de moda que expresa y muestra un fragmento de unión que se enlaza a dicho reactivo de unión en competición con dicho analito, separar dicha superficie de la muestra, y llevar a cabo una reacción de la polimerasa en cadena cuantitativa para detectar la cantidad de secuencia de ácido nucleico presente en dicho virus sobre dicha superficie, donde al menos uno de los reactivos de unión o el fragmento de unión es específico para el analito.
Description
Uso de un virus que expresa un fragmento de
unión para medir analitos en una muestra.
La presente invención proporciona un nuevo
método de ensayo así como kits útiles en dicho ensayo.
La inmuno-PCR, que data de 1992,
utiliza anticuerpos etiquetados con ácido nucleico para
proporcionar un indicador muy sensible al ensayo. Generalmente, el
anticuerpo se etiqueta con estreptavidina y el ácido nucleico al
anticuerpo a través de la estreptavidina. El ADN biotinilado
normalmente se añade al final del inmunoensayo.
Los virus pueden comprender esencialmente ADN o
ARN, y atacar células hospedadoras, integrando sus ácidos nucleicos
en el sistema hospedador. En términos estructurales, los virus
generalmente expresan proteínas que forman un "recubrimiento"
alrededor de los ácidos nucleicos.
La visualización de fagos ("fage
display") es una técnica que se desarrolló para permitir la
selección de proteínas, como por ejemplo los anticuerpos, y su
producción in vitro. Se han constituido librerías de fagos
que contienen un gran número de proteínas diferentes, tales como los
scFv (fragmentos variables de cadena simple de anticuerpos). El
fago tiene insertado en su genoma el ADN para la proteína scFv y la
expresa como proteína de fusión para la proteína de cubierta,
generalmente unida a su cabeza.
La mejor proteína, tal como scFv, para un
propósito en particular se selecciona entre la mezcla de la
librería mediante cribado para dar con el fago que se enlaza con el
analito de interés bajo estrictas condiciones de selección. A
continuación el fago puede multiplicarse mediante el cultivo en su
bacteria hospedadora y el ADN puede escindirse e insertarse en un
vector de expresión. A continuación la proteína de unión puede
obtenerse como scFv o incorporada de nuevo en la estructura de un
anticuerpo para, por ejemplo, crear anticuerpos humanizados para
uso terapéutico.
Para la producción de anticuerpos in
vitro se utiliza la técnica de visualización de fagos como una
técnica intermedia. Sin embargo, los fagos en sí mismos nunca han
sido propuestos para su uso como reactivos de ensayo en un
inmunoensayo competitivo utilizando PCR cuantitativa. El documento
US 6.265.169 describe su uso en un inmunoensayo de tipo sándwich
utilizando PCR normal.
Los solicitantes han desarrollado un
procedimiento particular como se define en las reivindicaciones en
el que un virus, que expresa y muestra un fragmento de unión se
utiliza como fragmento detectable en un ensayo para la detección de
la presencia o para la medición de la concentración de un analito
en una muestra.
Tal como se usa en el presente documento, por la
expresión "fragmento detestable" se entiende que el propio
virus se detecta para proporcionar una señal indicativa de la
presencia o ausencia de un analito.
Además, la expresión "fragmento de unión"
se refiere a cualquier fragmento que se una a una diana,
especialmente a un polipéptido o proteína, que por ejemplo puede
ser un analito polipeptídico o proteico, pero que también puede ser
otro polipéptido o proteína, que se utiliza en un inmunoensayo como
parte del sistema de detección.
El ácido nucleico del virus actúa como marcador,
el cual puede detectarse utilizando cualquiera de los métodos
conocidos de detección de ácidos nucleicos, en particular mediante
el uso de reacciones de amplificación como la reacción de la
polimerasa en cadena. Sin embargo, la ventaja de utilizar un virus
en comparación con cualquier otra técnica de etiquetado es que se
puede incluir una amplia variedad de fragmentos de unión de manera
relativamente sencilla utilizando técnicas conocidas para, por
ejemplo, la producción de virus recombinantes, tales como librerías
de visualización de fagos, y sin la necesidad de etapas de unión
adicionales.
Tal como se describe a continuación, en el
contexto de la invención puede utilizarse cualquier tipo de virus,
de manera que puede ser un virus de ADN, y en particular un
bacteriófago (fago), que es un virus que ataca células bacterianas,
pero también se pueden emplear otros virus de ADN o virus de ARN.
Se transforma el virus para expresar y mostrar un fragmento de unión
tal como se describe en las reivindicaciones. Así, generalmente el
virus será un fago, y en particular un fago recombinante.
En particular, los virus comprenderán un fago
recombinante, que ha sido transformado para expresar y mostrar un
fragmento de unión específico como por ejemplo una inmunoglobulina,
un anticuerpo, o uno de sus fragmentos de unión. Sin embargo, el
virus puede ser transformado para expresar cualquier proteína que
pueda tener un uso en inmunoensayo, incluyendo analitos diana o un
análogo de los mismos, incluso cuando estos no son de la
superfamilia de las inmunoglobulinas.
Los formatos de ensayo, que pueden utilizar
estos reactivos, pueden ser cualquiera de los tipos de ensayos
competitivos convencionales.
Así, la invención proporciona un procedimiento
para determinar la cantidad de un analito en una muestra, dicho
procedimiento comprendiendo poner en contacto dicha muestra con una
superficie que tiene inmovilizado sobre ella un reactivo de unión
que, o bien (a) se une a dicho analito, o (b) comprende dicho
analito o un análogo del mismo, y un virus que ha sido transformado
de modo que expresa y muestra un fragmento de unión que se une a
dicho reactivo de unión en competición con el analito, separar dicha
superficie de la muestra, y llevar a cabo una reacción de la
polimerasa en cadena para detectar la cantidad de secuencia de
ácido nucleico presente en dicho virus sobre dicha superficie,
donde al menos uno de los reactivos de unión o el fragmento de
unión es específico para el analito.
Preferiblemente, el virus se incuba en presencia
de la superficie durante un periodo de tiempo suficiente para
asegurar que se une a sitios de unión disponibles en la superficie,
por ejemplo a cualquier reactivo de unión que no esté ocupado por
analito de la muestra. Por ejemplo, la incubación puede realizarse
durante un periodo de 5 a 60 minutos, a temperaturas apropiadas,
como por ejemplo de 25-40°C, por ejemplo a
aproximadamente 37°C.
Después de esta incubación, la superficie que
incluye cualquier complejo inmovilizado se separa de la suspensión
de virus, por ejemplo mediante la retirada de la suspensión de
virus y el lavado de la superficie.
A continuación, se detecta en la superficie,
utilizando la reacción de la polimerasa en cadena (PCR), una
secuencia de ácido nucleico, y en particular un ácido nucleico, que
puede ser ADN o ARN, que es característico del virus.
En un ensayo común de tipo competitivo se
inmoviliza en una superficie un reactivo de unión por un analito, o
el analito o un análogo del mismo.
Como se utiliza en el presente documento, la
expresión "análogo" se refiere a un fragmento que se unirá a
una pareja de unión que se une al analito, incluso aunque no tenga
exactamente la misma secuencia o estructura que el analito. Por
ejemplo, este puede comprender una región epitópica particular para
un analito, que se une mediante un anticuerpo monoclonal
específico, que actúa por lo tanto como pareja de unión. Así, un
análogo imitará un analito en el contexto de un inmunoensayo que
utiliza una pareja de unión común.
En una realización, se pone en contacto con la
superficie una muestra a la que se le añade un virus que expresa y
muestra un fragmento de unión para el analito o análogo. Cuando hay
analito presente en la muestra, competirá con el analito
inmovilizado o el análogo para unirse al virus. Así, se retendrán
menos virus en la superficie que si no hubiera analito en la
muestra. Según la invención, esta disminución en la cantidad de
virus retenidos puede detectarse mediante el análisis de la
presencia en la superficie de un ácido nucleico presente en el
virus.
En un ensayo alternativo de tipo competitivo se
inmoviliza en una superficie un reactivo de unión para un analito.
En este caso, el fragmento de unión que se visualiza en el virus es
una pareja de unión específica que se selecciona de manera que
compita con el analito por la unión con el reactivo de unión
inmovilizado. Cuanto menos ADN de virus se detecte en la superficie
después de retirarlo de la muestra, más analito habrá presente.
Ejemplos concretos de analitos de este tipo son las
inmunoglobulinas, como por ejemplo anticuerpos, que pueden ser
útiles en el diagnóstico de una enfermedad.
Sin embargo, en todos los casos, el ácido
nucleico del virus actúa como marcador detectable específico para
el fragmento de unión, y puede detectarse utilizando una reacción
en cadena de la polime rasa o reacción PCR, que puede ser
específica para un ácido nucleico concreto del virus. La
cuantificación del analito en la muestra se realiza utilizando
procedimientos PCR cuantitativos, conocidos en el estado de la
técnica.
En una realización de la invención, el reactivo
de unión inmovilizado es un análogo del analito, que imita al
analito de manera clue se une al fragmento de unión del virus en
competición con el analito. Así, el fragmento de unión se unirá
bien al analito o al reactivo de unión pero no a ambos. En este
caso, la muestra preferiblemente se incuba con el virus antes de
ponerla en contacto con la superficie. Durante esta etapa,
cualquier analito presente formará un complejo con el fragmento de
unión en el virus, bloqueando la unión del virus al reactivo de
unión inmovilizado en la superficie. Como resultado, el complejo no
quedará retenido en la superficie después del lavado y por lo tanto
disminuye la cantidad de ácido nucleico de virus detectable. En
ausencia del analito, el fragmento de unión del virus estará libre
para unirse al reactivo de unión, resultando en una señal intensa de
ácido nucleico de virus retenido sobre la superficie.
En algunos casos, el reactivo de unión
inmovilizado se une al analito, y también al fragmento de unión del
virus. En tales casos, en los que el analito está presente en la
muestra, tanto el analito como el fragmento de unión competirán por
los sitios disponibles en la superficie. Como resultado, la cantidad
de virus/fragmentos de unión inmovilizados en la superficie
disminuye en una cantidad relacionada con la concentración de
analito en la muestra. De nuevo, en este caso, la presencia de una
señal inferior a la esperada de ácido nucleico de virus es
suficiente para ser indicativa de la presencia de analito en la
muestra.
Este ensayo puede ser extremadamente sensible, y
pueden reducirse las señales de fondo asociadas a los métodos
convencionales de inmunoensayo. El análisis en sí es más fácilmente
controlable, de manera que el virus puede diseñarse para que
comprenda cualquier secuencia conveniente. La detección es
totalmente independiente de la naturaleza del analito.
Los analitos son generalmente proteínas o
polipéptidos. Ejemplos típicos son polipéptidos o proteínas que
están asociados con un organismo patógeno o parte de él, tal como
un virus, bacteria o espora bacteriana tal como ántrax o esporas de
ántrax, o una proteína que es indicativa de un estado patológico
particular o de la exposición a una enfermedad determinada, tal
como una inmunoglobulina, por ejemplo un anticuerpo.
Preferiblemente, el lugar donde el reactivo de
unión se une con el analito es específico para el analito diana.
Sin embargo, puede ser relativamente inespecífico, por ejemplo la
Proteína A, donde el analito diana se supone una inmunoglobulina
tal como IgG, suponiendo que el fragmento de unión fusionado al
virus es específico para el analito diana.
Los reactivos de unión específicos apropiados
incluyen anticuerpos o sus fragmentos de unión, así como lectinas.
Los anticuerpos pueden ser monoclonales o policlonales, aunque
preferiblemente monoclonales.
El reactivo de unión se inmoviliza sobre la
superficie utilizando métodos conocidos. Por ejemplo, la Proteína A
puede utilizarse para unir anticuerpos o fragmentos de unión que
incluyen su región Fc.
La superficie puede ser cualquier superficie
apropiada, tal como la superficie de un pocillo o placa de
reacción, por ejemplo una placa o pocillo ELISA, además de perlas
como por ejemplo perlas magnéticas, o membranas tales como
membranas de celulosa que, por ejemplo, se utilizan en pruebas de
ensayo con tiras reactivas, como se conoce en el estado de la
técnica. Donde sea apropiado, los lugares que no están ocupados con
el reactivo de unión pueden bloquearse, por ejemplo, con proteína,
como por ejemplo, albúmina de suero bovino o proteína de leche, o
con alcohol polivinílico o etanolamina, o sus mezclas, como es
conocico en el estado de la técnica.
En particular, el virus utilizado en el
procedimiento es un fago recombinante que expresa un fragmento de
unión para el analito o el reactivo de unión que, de manera
apropiada, es una pareja de unión específica. En particular, la
pareja de unión específica comprenderá un fragmento variable de
cadena sencilla de un anticuerpo (scFV).
Los fagos recombinantes que expresan fragmentos
de unión pueden prepararse utilizando métodos convencionales, como
es bien conocido en la producción de librerías de fagos para la
visualización de fagos (Fage Display) como se discute arriba (ver,
por ejemplo, Antibody Engineering, R. Konterman & S. Dubel
(eds) Springer Lab Manuals, Springer-Verlag, Berlin
Heidelberg, 2001). Sin embargo, pueden utilizarse técnicas similares
para producir otros tipos de virus recombinantes.
Los virus, como por ejemplo los fagos, pueden
añadirse por separado o como mezclas
multi-específicas, cuando se busca más de un
analito. En este último caso, la detección de las múltiples
secuencias de ácido nucleico, cada una característica de un virus
concreto, se realizan sucesivamente.
La secuencia de ácido nucleico del virus se
detecta utilizando una reacción de la polimerasa en cadena
cuantitativa (PCR). En este caso, los reactivos, incluyendo los
cebadores, polimerasas, nucleótidos, y tampones conocidos, se
añaden a la superficie, y a después se someten a los ciclos
térmicos convencionales, con el objetivo de amplificar cualquier
secuencia de ácido nucleico diana que esté presente.
A continuación, el producto de la amplificación
puede detectarse utilizando técnicas convencionales como por
ejemplo la electroforesis en gel, seguida de visualización mediante
colorantes.
Preferiblemente, la reacción de amplificación se
realiza de tal manera que el producto de amplificación genera una
señal detectable, y en particular una señal visible, por ejemplo
una señal fluorescente, a medida que ésta progresa. En el estado de
la técnica se conocen muchos formatos de ensayo que generan estas
señales. Éstos pueden utilizar reactivos como por ejemplo agentes
de unión a ADN, como por ejemplo colorantes intercalantes que
emiten radiación, en particular radiación fluorescente, con una
intensidad mayor cuando están intercalados en una cadena doble de
ADN, así como sondas y cebadores que incluyen marcas fluorescentes,
preparadas para experimentar una transferencia de energía de
fluorescencia (FET), y en particular una transferencia de energía
de fluorescencia par resonancia (FRET).
Existen dos tipos de sondas FET o FRET
utilizadas comúnmente, aquellas que separan el dador del aceptor
mediante la hidrólisis de sondas de ácido nucleico, y aquellas que
alteran la relación espacial de las moléculas dadoras y aceptoras
mediante la hibridación.
Las sondas de hidrólisis se comercializan con el
nombre de sondas TagMan^{TM}. Éstas consisten en oligonucleótidos
de ADN que están etiquetadas con moléculas aceptoras y dadoras. Las
sondas se diseñan para unirse a una región específica de una cadena
de un producto PCR. Después de la hibridación del cebador PCR a
esta cadena, el enzima Taq extiende el ADN con una actividad
polimerasa 5' a 3'. El enzima Taq también muestra actividad
exonucleasa 5' a 3'. Las sondas TagMan^{TM} están protegidas en su
extremo 3' mediante fosforilación para prevenir que ceben la
extensión Taq. Si la sonda TagMan^{TM} se hibrida a la cadena
producto, una molécula de extensión Taq también podrá hidrolizar la
sonda, utilizándose la liberación del dador y el aceptor como base
para la detección. En este caso la señal es acumulativa, la
concentración de las moléculas libres de aceptor y de dador se
incrementa con cada ciclo de la reacción de amplificación.
Las sondas de hibridación están disponibles en
varias formas. Las sondas fluorescibles son oligonucleótidos que
tienen secuencias complementarias 5' y 3' de manera que forman
horquillas. Las etiquetas fluorescentes terminales están próximas
para que se dé e efecto FRET cuando se forma la estructura de
horquilla. Después de la hibridación de sondas fluorescibles a una
secuencia complementaria, se separan los marcadores fluorescentes,
de manera que no se dé efecto FRET, y así se forme la base de la
detección.
También se pueden utilizar pares de
oligonucleótidos etiquetados. Estos se hibridan en proximidad con
un producto PCR que tiene unidas sus cadenas con moléculas
aceptoras y dadoras a la vez, de manera que puede darse FRET. El
FRET mejorado es la base de la detección. Las variantes de este
tipo incluyen el uso de un cebador de amplificación marcado con una
única sonda adyacente.
Sin embargo, se conocen otros procedimientos
para la detección del progreso de reacciones de amplificación, y
puede utilizarse cualquiera de ellos. Ejemplos particulares de
tales procedimientos se describen en los documentos WO 99/28500, la
patente británica No. 2.338.301, WO 99/28501 y WO 99/42611.
El documento WO 99/28500 describe un ensayo muy
exitoso para la detección de la presencia de una secuencia de ácido
nucleico diana en una muestra. En este procedimiento, se le añade a
la muestra un agente de unión de ADN bicatenario y una sonda
específica para dicha secuencia diana. La sonda comprende una
molécula reactiva capaz de absorber fluorescencia de dicho agente
de unión de ADN bicatenario o de donarle energía fluorescente. Esta
mezcla se somete a continuación a una reacción de amplificación en
la que se amplifica el ácido nucleico diana, y tanto durante como
después del procedimiento de amplificación se proporcionan las
condiciones en las que la sonda se hibrida a la secuencia diana. Se
monitoriza la fluorescencia de dicha muestra.
En una realización alternativa de este ensayo,
que utiliza un agente de unión de ADN bicatenario que puede
absorber energía fluorescente de la marca fluorescente de la sonda
pero que no emite luz visible, se describe en la solicitud de
patente británica n° 223563.8. Cualquiera de estos ensayos puede
utilizarse en el contexto del método de ensayo de la invención con
el objetivo de detectar la secuencia de ácido nucleico diana.
Como ya es conocido en el estado de la técnica,
estos ensayos se llevan a cabo de manera cuantitativa, por ejemplo
mediante la monitorización de la señal de la mezcla de
amplificación al menos una vez en cada ciclo de la reacción de
amplificación. Al llevar a cabo la reacción de esta manera, se
puede determinar la cantidad de virus presente en la superficie, y
esta puede relacionarse con la cantidad de analito presente en la
muestra original.
La secuencia concreta del virus detectada puede
ser cualquier secuencia característica que se encuentre en él.
Cuando se utilizan virus de especificidad única, esta puede ser
cualquier secuencia que se encuentre en el fago en sí, así como
también la secuencia que codifica la región determinante de
complementariedad (RDC) del scFv, el "scaffolding" del
RDC de cualquier virus recombinante, u otras secuencias que se
introducen en el virus recombinante durante su preparación como por
ejemplo genes de resistencia a antibióticos.
Si se desea, pueden incluirse en el virus
secuencias marcadoras específicas además de las que codifican el
fragmento de unión. Éstas pueden introducirse en el virus a la vez
que el fragmento de unión, por ejemplo fusionadas con la secuencia
que codifica el fragmento de unión, o pueden añadirse en una
operación de transformación a parte.
Cuando en el ensayo se utilizan mezclas
multi-específicas de virus, es necesario detectar
las secuencias que son características de cada virus en particular,
para determinar cuáles son los analitos específicos que están
presentes en la muestra. Por lo tanto, en este caso es necesario
detectar secuencias como por ejemplo las secuencias que codifican
el propio scFv, o una secuencia marcadora introducida
específicamente, tal como se describe arriba.
En este caso, también se pueden detectar las
secuencias comunes a virus o a virus recombinantes, tales como
fagos ADN o ARN, o genes de resistencia a antibióticos.
Generalmente, siempre hay cierta sobrecarga de ácido nucleico del
virus, que puede utilizarse como secuencias de referencia interna
asegurando que la reacción PCR se ha desarrollado
apropiadamente.
En este caso, pueden utilizarse reacciones PCR
múltiples usando diferentes reactivos o sistemas de señalización
con el fin de detectar las diferentes secuencias que se han
generado. Esto puede conseguirse, por ejemplo mediante sondas
marcadas o cebadores utilizados en la reacción de amplificación
usando diferentes marcas, por ejemplo, marcas que muestran
fluorescencia a distinta longitud de onda. A continuación se realiza
el examen de la señal de cada marca, por ejemplo a cada una de las
diferentes longitudes de onda, si es necesario con la resolución de
señal apropiada donde se solapan las longitudes de onda.
Alternativamente, el ensayo se ha diseñado de
tal manera que los amplicones producidos en las diferentes
reacciones de PCR se hibridan para formar híbridos o se
desestabilizan a diferentes temperaturas. El análisis del punto de
fusión es una técnica conocida, por ejemplo mediante la utilización
de colorantes intercalantes que muestren una fluorescencia mayor
cuando se unen a especies de ADN bicatenario. Añadiendo dicho
colorante al sistema de reacción, ya sea durante el transcurso del
ensayo o después, y monitorizando la fluorescencia con un cambio
controlado de temperatura, se puede determinar la temperatura a la
cual la estructura bicatenaria del amplicón se rompe o se
reestructura, y esto puede estar relacionado con la presencia del
amplicón en particular y por lo tanto el virus en particular al que
se ha unido.
El sistema de ensayo de la presente invención
proporciona así un procedimiento de ensayo útil y fiable.
Los kits para la utilización en el procedimiento
de ensayo descrito arriba son un aspecto adicional de la
invención.
En particular, la invención proporciona un kit
para la detección de la presencia de un analito en una muestra,
dicho kit comprende un cuerpo sólido que tiene inmovilizado en una
de sus superficies un reactivo de unión que o bien (a) se une al
analito, o (b) comprende dicho analito o un análogo del mismo; un
virus que ha sido transformado de manera que expresa un fragmento
de unión específico para dicho reactivo de unión en competición con
dicho analito, y reactivos capaces de realizar una reacción de la
polimerasa en cadena para amplificar y detectar un ácido nucleico de
dicho virus como se especifica en las reivindicaciones.
Por ejemplo, cuando la superficie tiene
inmovilizada un reactivo de unión que se une a dicho analito, el
virus expresa y muestra apropiadamente una pareja de unión que se
une a dicho reactivo de unión en competición con dicho analito.
Alternativamente, cuando la superficie tiene
inmovilizada un reactivo de unión que comprende bien el analito o
un análogo del mismo, el virus será apropiadamente uno que exprese
y muestre una pareja de unión para dicho analito.
Apropiadamente, el cuerpo sólido es un pocillo o
una placa, por ejemplo una placa de múltiples pocillos, pero
también pueden ser perlas como por ejemplo perlas magnéticas, o
membranas, por ejemplo membranas de celulosa como las utilizadas en
los ensayos convencionales con tiras reactivas.
El kit puede incluir más de un tipo de virus, en
particular fagos recombinantes, para su utilización en ensayos
multi-especificidad como se describe arriba.
Otros elementos adicionales del kit pueden
comprender reactivos apropiados para su uso en la detección de las
secuencias de ácido nucleico. En particular, el kit puede
comprender colorantes intercalantes, cebadores o sondas para el uso
en la detección de unas secuencias de ácidos nucleicos en
particular como se describe arriba. Por ejemplo, el kit puede
comprender cebadores que amplifican las secuencias, que codifican
secuencias scFv específicas, o secuencias marcadoras que se han
incorporado en el virus. Adicionalmente, o alternativamente en el
caso de los ensayos de especifidad sencillos, los kits pueden
incluir cebadores que son apropiados para la amplificación de
secuencias de virus, secuencias que codifican el "scaffolding"
de scFv o genes de resistencia a antibióticos que están presentes
en los virus recombinantes.
Los cebadores pueden estar etiquetados
apropiadamente de manera que la amplificación es detectable
directamente. Por ejemplo, pueden incluir marcas fluorescentes u
otras tales como las que se describen arriba.
El kit contiene sondas como se define en las
reivindicaciones.
Los kits también pueden incluir colorantes
intercalantes que ayuden al análisis del punto de fusión, cuando
éste sea necesario para resolver los resultados de los ensayos
multi-especificidad.
Los virus recombinantes y en particular los
fagos recombinantes, que se transforman de manera que expresan un
fragmento de unión y una secuencia marcadora, son nuevos y por sí
mismos ya forman un aspecto adicional de la invención.
La Figura 1 muestra en forma de diagrama un
ensayo competitivo incluyendo la invención;
La Figura 2 es una gráfica de fluorescencia
-d(F1)/dt versus la temperatura cuando se lleva a cabo una
reacción PCR de tipo TAQMAN®;
La Figura 3 es una gráfica de fluorescencia (F1)
frente el número de ciclos de series de muestras a diferentes
diluciones utilizando el ensayo de la invención; y
La Figura 4 muestra los resultados de un ensayo
ilustrativo descrito esporas de B. cereus incluyendo una PCR
para la detección de ADN de fago.
En la realización ilustrada en la Figura 1A, se
inmoviliza en la superficie (5) un analito o un análogo del mismo
(7) capaz de unirse a la pareja de unión (3) del fago (1). Una
muestra de ensayo a la que se le ha añadido el fago (1) se incuba
en presencia de esta superficie. El analito (4) de la muestra se
unirá a la pareja de unión (3) del fago (1). Cualquier fago que
haya realizado dicha unión es incapaz de unirse al análogo
inmovilizado del analito (7) (8), y por lo tanto será eliminado con
la muestra en el lavado durante la siguiente etapa de separación.
La detección del ADN del fago (2) en la superficie (5) que sigue
dicha etapa de lavado revelará niveles inferiores de los esperados
si no hubiera analito presente.
Como se desprende del estado de la técnica, se
pueden utilizar otros formatos de ensayo competitivo.
\newpage
Ilustración
1
Se añade una muestra (50 ml) que comprende una
suspensión de esporas de B. cereus (1 x 10^{8} por ml) en
agua destilada estéril a cada pocillo de una placa ELISA fija
(Placa Inmulon microtitre ELISA) y a continuación se colocó en un
horno a 37°C durante la noche para secar las esporas en las
placas.
A continuación las placas se lavaron tres veces
con una solución de lavado que comprendía 0,05% v/v de Tween 20 en
una solución salina tamponada con sulfato (PBS) o PBST.
A cada pocillo se añadió el tampón de fijación
(200 ml), que comprende 2% p/v de polvo de leche seca y 0,05% v/v
de Tween 20 PBS. A continuación se selló la placa y se incubó a
temperatura ambiente durante un mínimo de 1 hora. A continuación se
volvió a lavar de nuevo tres veces en PBST.
En el tampón de fijación PBST se preparó una
solución de un anticuerpo primario que expresa el fago M13 (1 x
10^{9} unidades de transformación por ml), donde el anticuerpo
primario en un fragmento monocatenario variable específico de B.
cereus (scFv), y se añadieron al menos 50 ml por pocillo. Como
control negativo, se añadió tampón de fijación PBST a uno de los
pocillos en vez del anticuerpo primario que expresa el fago.
La placa se incubó a 37°C durante 1 hora, a
continuación se lavó 5 veces en PBST. Después del secado, se
añadieron 50 ml de H_{2}O a cada pocillo. Para la PCR, la placa
se hirvió durante 30 segundos para liberar el fago. Después de
permitir que la placa se enfriara brevemente, y que los contenidos
de los pocillos se transfirieran a un tubo de PCR, junto con una
mezcla convencional de PCR (18 ml) incluyendo los cebadores
específicos para el fago M13 y SybrGreen, utilizados según las
instrucciones del fabricante.
La muestra se sometió a series de etapas de
ciclos térmicos en el Roche LightCycler de la siguiente manera:
94°C durante 0 segundos (fusión)
62°C durante 30 segundos (Fase de
hibridación)
72°C durante 30 segundos (Fase de
extensión).
Se realizaron 40 ciclos. La señal fluorescente
de las muestras se monitorizó una vez por ciclo al final de la fase
de extensión. El proceso se repitió con una muestra cada vez más
diluida y los resultados se muestran en la Figura 2.
Las muestras de control negativo sólo muestran
un pequeño incremento en la señal al final del proceso cíclico.
Mediante el análisis de la curva de fusión (Figura 3) se confirmó
que la señal del control negativo se debía a productos no
específicos tales como dímeros cebadores.
Sin embargo, los resultados muestran que
utilizando este método la presencia de esporas bacterianas en las
muestras fue detectable.
Ejemplo Ilustrativo
2
Para la utilización como ensayo de detección, se
añade una muestra a una placa ELISA cubierta con anticuerpo
bloqueado y se incuba a 37°C durante 5 a 60 minutos.
A continuación, la placa se lava de tres a cinco
veces con líquido de lavado.
A la placa se le añade una suspensión de fago
filamentoso que expresa un scFv específico para la diana del
ensayo, y se incuba durante 5-60 minutos. Después
de lavar de nuevo (3-5 veces), se añaden los
reactivos normales de PCR, junto con un sistema de señalización
apropiado tal como el colorante SybrGreen citado arriba. Sin
embargo, pueden utilizarse otros sistemas de señalización, por
ejemplo utilizando sondas de señalización fluorescentes, tales como
TAQMAN® u otras sondas para monitorización in situ. La
mezcla de reacción se somete a ciclos térmicos para provocar la
amplificación de la manera convencional.
Se identifica el número del ciclo de PCR en el
cual aparece el producto (umbral de cruce de fluorescencia) y se
relaciona con la concentración de analito de la muestra
original.
Es posible añadir más de un scFv con diferentes
especificidades a la vez para determinar varias dianas. En tales
casos, se pueden llevar a cabo perfiles de fusión para distinguir
cual de los scFv está presente y por tanto se ha enlazado al
analito. Si se desea, las secuencias de los fagos o las secuencias
de resistencia a antibióticos que se encuentran en el fago
transformado pueden utilizarse como referencia interna para la
PCR.
Ejemplo Ilustrativo
3
En esta realización, se pasa una muestra líquida
a través de un filtro de 0,2 o 0,45 micras, dependiendo de la
naturaleza de la diana ensayo, y a continuación se lava el filtro.
El analito diana, por ejemplo esporas bacterianas, quedan retenidas
en el filtro. A continuación también se pasa una suspensión de fago
filamentoso que expresa un scFv específico para la diana del ensayo
por el filtro, el cual se vuelve a lavar. A continuación, se puede
detectar mediante la PCR descrita arriba cualquier lago que se
enlace con la diana en el filtro.
Ejemplo Ilustrativo
4
50 ml de 107 esporas de B. cereus/ml se
diluyeron 10 veces en H_{2}O sobre una placa ELISA Immulon 2 y se
secaron en la placa a 37°C durante la noche. Así se inmovilizaron
las esporas en la placa de manera que mostraron la manera en que un
analito estaba unido a un anticuerpo inmovilizado, de la misma
manera que debería ocurrir en un ensayo con esporas.
A continuación, se lavó la placa en H_{2}O
tres veces. Después se fijó cada pocillo con la adición de 150 ml
de una solución salina tamponada al 1% de blotto/fosfato (PBS) y
posteriormente se incubó la placa a 37°C durante 1 hora. A
continuación, la placa se lavó tres veces en
PBS-Tween. Se añadieron 50 ml de suspensión de fago
en 1% de blotto/PBS en cada pocillo y a continuación se incubó la
placa a 37°C durante una hora, de manera que el fago se uniera a
las esporas de la placa. La placa se lavó 3 veces a continuación en
PSBTween, seguido de tres lavados en H_{2}O para eliminar el fago
no unido.
A continuación se añadieron 50 ml de H_{2}O a
cada pocillo y la placa se calentó en agua hirviendo durante 30
segundos para eluir el fago.
A continuación se ensayó mediante PCR empleando
2 ml de cada pocillo y utilizando cebadores dirigidos al fago,
amplificando el gen lacl encontrado en el fago derivado de M13. Se
realizó una PCR a tiempo real utilizando un Corbett RotorGene. Cada
reacción tamponada con tris contuvo 0,5 mM de cada uno de los
cebadores Lacl sentido y antisentido, 0,3 mM de la sonda TaqMan
específica para lacl, 4 mM MgCl_{2}. Los parámetros de ciclo
fueron 95° durante 5 segundos y 60°C durante 1 minuto en 50 ciclos.
Los cebadores, la sonda y la diana fueron los
siguientes:
siguientes:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados se muestran en la Figura 4. Los
resultados muestran que fueron detectables por encima del nivel
basal de 10^{6} a 10^{3} esporas por pocillo, a pesar de que en
este caso el nivel basal fue alto Esto probablemente fue resultado
de una contaminación cruzada. Entre los fagos derivados de M13 y
los vectores de clonación M13 empleados normalmente en el
laboratorio existen genes compartidos. La sensibilidad del ensayo
puede mejorarse fácilmente ajustando la reacción de PCR del fago en
un laboratorio libre de contaminación por M13 o seleccionando
cebadores específicos para los fagos que muestran los anticuerpos
de B. cereus.
\newpage
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma
parte del documento de la patente europea. A pesar del cuidado
tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden excluir
errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este
sentido.
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- \bullet WO 9928500 A
- \bullet GB 2338301 A
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- \bullet WO 9942611 A
- \bullet GB 223563 A
\bullet Antibody Engineering. Springer Lab
Manuals, Springer-Verlag, 2001.
Claims (20)
1. Procedimiento para determinar la cantidad de
un analito en una muestra, dicho procedimiento comprendiendo poner
en contacto dicha muestra con una superficie que tiene inmovilizado
sobre ella un reactivo de unión que bien (a) se une a dicho
analito, o (b) comprende dicho analito o un análogo del mismo, y un
virus que ha sido transformado de moda que expresa y muestra un
fragmento de unión que se enlaza a dicho reactivo de unión en
competición con dicho analito, separar dicha superficie de la
muestra, y llevar a cabo una reacción de la polimerasa en cadena
cuantitativa para detectar la cantidad de secuencia de ácido
nucleico presente en dicho virus sobre dicha superficie, donde al
menos uno de los reactivos de unión o el fragmento de unión es
específico para el analito.
2. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
que el reactivo de unión inmovilizado comprende el analito o un
análogo del mismo, de manera que el fragmento de unión se une al
analito o al reactivo de unión, y la presencia del analito en la
muestra bloquea la unión del fragmento de unión al reactivo de
unión, de manera que una disminución en la cantidad de virus capaz
de unirse al reactivo de unión es indicativa de la presencia del
analito en la muestra.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
que el reactivo de unión se une al analito, y también al fragmento
de unión del virus, de manera que el analito y el fragmento de
unión competirán por los sitios disponibles en la superficie, de
manera que una disminución en la cantidad de virus capaz de unirse
al reactivo de unión es indicativa de la presencia de analito en la
muestra.
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que la superficie es la
superficie de una placa o pocillo ELISA, una perla magnética o una
membrana.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que los sitios de la superficie
que no están ocupados con reactivo de unión están bloqueados.
6. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
que la pareja de unión específica del analito es un fragmento
monocatenario variable de un anticuerpo (scFV).
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones, anteriores en el que el virus comprende una
mezcla multi-específica.
8. Procedimiento según la reivindicación 7 en el
que se lleva a cabo la detección de múltiples secuencias de ácido
nucleico, cada una característica de un virus concreto.
9. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
que la reacción de la polimerasa en cadena se lleva a cabo de tal
manera que el producto de la amplificación genera una señal
detectable en el transcurso de la reacción, y la señal de la mezcla
de amplificación se monitoriza al menos una vez durante cada ciclo
de la reacción de amplificación de manera que se determina la
cantidad de virus presente en la superficie.
10. Procedimiento según la reivindicación 9 en
el que la señal es una señal visible.
11. Procedimiento según la reivindicación 9 0 la
reivindicación 10 en el que la reacción de la polimerasa en cadena
se lleva a cabo en presencia de un reactivo de unión a ADN, o de un
cebador o sonda que está marcado con un marcador fluorescente.
12. Procedimiento según la reivindicación 11 en
el que el reactivo de unión al ADN es un colorante
intercalante.
13. Procedimiento según la reivindicación 11 en
el que la reacción se lleva a cabo en presencia de una sonda que
comprende un oligonucleótido de ADN que está marcado con una
molécula dadora de energía fluorescente y una molécula aceptora de
energía fluorescente, y en el que la sonda unida a la secuencia
diana se hidroliza durante la amplificación para liberar las
moléculas dadoras y aceptoras.
14. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que el ácido nucleico del virus se
detecta mediante la amplificación de una secuencia de ácido
nucleico que es característica de un virus concreto utilizado en el
procedimiento.
15. Procedimiento según la reivindicación 14 en
el que el virus es un virus recombinante que ha sido transformado
con una secuencia marcadora, y esta secuencia es la secuencia que
se amplifica.
16. Procedimiento según la reivindicación 14 en
el que se detectan las secuencias características de más de un
virus.
17. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que se utiliza más de un virus en
el procedimiento, y a continuación se realiza un análisis de punto
de fusión para determinar qué virus se ha unido durante el
ensayo.
18. Kit para determinar la cantidad de un
analito en una muestra, dicho kit comprendiendo un cuerpo sólido
que tiene inmovilizado en una superficie del mismo un reactivo de
unión que (a) se une al analito, o bien (b) comprende dicho analito
o un análogo del mismo; un virus que ha sido transformado de manera
que expresa un fragmento de unión especifico para dicho reactivo de
unión en competición con dicho analito, y reactivos capaces de
realizar una reacción de la polimerasa en cadena para amplificar y
detectar un ácido nucleico de dicho virus, en donde los reactivos
capaces de llevar a cabo la reacción de la polimerasa en cadena
cuantitativa para amplificar y detectar un ácido nucleico de dicho
virus, incluyen una sonda de ADN que comprende una molécula dadora
de energía fluorescente y una molécula aceptora de energía
fluorescente.
19. Kit según la reivindicación 18 que comprende
más de un tipo de virus transformado.
20. Kit según la reivindicación 18 0 la
reivindicación 19 que comprende un colorante intercalante.
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