ES2300375T3 - Composiciones y metodos para la deteccion del virus de la inmunodeficiencia humana 2 (hiv-2). - Google Patents

Composiciones y metodos para la deteccion del virus de la inmunodeficiencia humana 2 (hiv-2). Download PDF

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    • C12Q1/70Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving virus or bacteriophage
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    • C12Q1/702Specific hybridization probes for retroviruses
    • C12Q1/703Viruses associated with AIDS

Abstract

Un kit para la detección de ácidos nucleicos del HIV-2, el cual comprende (a) un primer oligonucleótido de amplificación que contiene la SEQ ID NO:10 y opcionalmente contiene una secuencia de promotor 5¿ no complementaria al ácido nucleico del HIV-2; y (b) un segundo oligonucleótido de amplificación que contiene una secuencia de 19-40 bases contiguas de la secuencia SEQ ID NO:1, teniendo dicho segundo oligonucleótido de amplificación una longitud de hasta 100 nucleótidos.

Description

Composiciones y métodos para la detección del virus de la inmunodeficiencia humana 2 (HIV-2).
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de la biotecnología. Más específicamente, la invención se refiere a los ensayos de diagnóstico para la detección de las secuencias de los ácidos nucleicos del HIV-2.
Antecedentes de la invención
Aunque el HIV/SIDA pandémico es debido principalmente a la infección por HIV-1, ha aparecido un retrovirus diferente como otra causa del SIDA. El llamado virus "HIV-2" se aisló primeramente de pacientes de SIDA en el Oeste de África en 1986, y más tarde se detectó como un agente infeccioso por primera vez en Estados Unidos al año siguiente. Menos de 100 casos de HIV-2 fueron informados en los Estados Unidos al final de 1994. A pesar de este aparente bajo número, el HIV-2 ha sido identificado como el agente etiológico en número creciente en enfermedades inmunosupresoras que son clínicamente indistinguibles de los casos de SIDA que resultan de la infección por HIV-1 (Kanki et al., Science 232:238 (1986); Kanki et al Science 236:827 (1987); Clavel et al., Science 233:343 (1986); Clavel et al., N. Engl. J. Med. 316: 1180 (1987)). Aunque el HIV-2 es afín al HIV-1 por su morfología y tropismo para las células CD4^{+}, es claramente un virus distinto y no simplemente una variante envolvente del HIV-1.
Efectivamente, dado que el HIV-2 se diferencia solamente del HIV-1, en que conserva aproximadamente el 50% de los aminoácidos de las proteínas gag y pol, y menos del 30% de los productos del gen env, su presencia no se detecta eficazmente con los ensayos serológicos empleados en la detección de la infección por HIV-1 (Constantine NT, AIDS 7:1 (1993); Markovitz DM, Ann. Intern. Med. 118:211 (1993)). En consecuencia, se han realizado tentativas para desarrollar sondas de ácido nucleico que puedan emplearse para detectar específicamente los ácidos nucleicos víricos del HIV-2.
Es interesante que los genomas de ambos HIV-1 y HIV-2 muestren una substancial heterogeneidad de secuencias entre los diferentes aislados. Como consecuencia de esta heterogeneidad, ha sido imposible encontrar substancialmente, regiones de conservación absoluta de las secuencias entre todos los aislados del HIV-1 ó todos los aislados del HIV-2 (ver la solicitud de patente europea publicada EP 0 887 427).
En efecto, numerosos aislados víricos con secuencias de polinucleótidos únicos han sido identificadas para cada uno de estos virus, un factor que además complica la construcción de sondas para un ensayo fiable y efectivo de un ácido nucleico.
Puesto que, como sucede con el HIV-1, el HIV-2 es también transmisible a través de un intercambio de fluidos corporales, incluyendo sangre y plasma, es importante ser capaces de detectar los fluidos corporales infectados antes de que los anticuerpos contra el virus sean detectables o los síntomas sean evidentes en un individuo infectado. Para la protección de los pacientes que de otra manera podrían recibir un fluido corporal infectado por HIV-2 (p. ej., sangre o plasma enteros durante una transfusión), o productos derivados de la sangre o plasma de donantes, es particularmente importante detectar la presencia del virus en el fluido corporal donado para impedir su empleo en dichos procedimientos o productos. Es también importante que los procedimientos y reactivos empleados para la detección del HIV-2 sean capaces de detectar un número relativamente bajo de copias virales que puedan estar presentes en un individuo infectado, que puede ser un donante, durante los primeros estadios de la infección.
Los ensayos y reactivos para la detección del HIV-2 han sido previamente descritos por ejemplo en las patentes U.S. n^{os} 6.020.123, 5.688.637, 5.545.726 y 5.319.651; patentes europeas n^{os} EP 0404625 B1 y EP 0239425 B1; y solicitudes de patentes europeas publicadas n^{os} EP 1026236 A2, EP 0887427 A2.
Resumen de la invención
Un primer aspecto de la invención se refiere a un kit para la detección de una secuencia de ácido nucleico del HIV-2. El kit incluye un primer oligonucleótido de amplificación que contiene la SEQ ID NO:10 y opcionalmente contiene una secuencia de promotor 5' no complementaria al ácido nucleico del HIV-2. Está también incluido en el kit un segundo oligonucleótido de amplificación que tiene una longitud de hasta 100 nucleótidos. Este segundo oligonucleótido de amplificación incluye una secuencia de 19-40 bases contiguas de la secuencia SEQ ID NO:1. En una versión preferida de la invención, la longitud del segundo oligonucleótido de amplificación es de 19-40 nucleótidos. Un primer oligonucleótido de amplificación que tiene una longitud de 25 nucleótidos viene dado por SEQ ID NO:10. En otra versión preferida, cuando la longitud del segundo oligonucleótido de amplificación está en el margen de 19-40 nucleótidos, la longitud del primer oligonucleótido de amplificación es de hasta 60 nucleótidos e incluye una secuencia de un promotor.
De acuerdo con otra versión preferida de la invención, la longitud del segundo oligonucleótido de amplificación está en el margen de 19-21 nucleótidos. En otra versión todavía más preferida, cuando el primer oligonucleótido de amplificación tiene una longitud de hasta 60 nucleótidos, el segundo oligonucleótido de amplificación tiene una longitud de 19-21 nucleótidos. Todavía en otra versión preferida de la invención, el primer oligonucleótido de amplificación tiene una longitud de hasta 60 nucleótidos, y el segundo oligonucleótido de amplificación tiene una longitud de 19-40 nucleótidos, el primer oligonucleótido de amplificación es un promotor-cebador que tiene la secuencia SEQ ID NO:15. Todavía en otra versión preferida de la invención, cuando el primer oligonucleótido de amplificación tiene una longitud de hasta 60 nucleótidos, y el segundo oligonucleótido de amplificación tiene una longitud de 19-21 nucleótidos, el segundo oligonucleótido de amplificación puede tener la secuencia de cualquiera de las SEQ ID NO:2-7. Todavía en otra versión preferida de la invención, cuando el primer oligonucleótido de amplificación tiene una longitud de hasta 60 nucleótidos y el segundo oligonucleótido de amplificación tiene una longitud de 19-21 nucleótidos, el primer oligonucleótido de amplificación puede incluir además, una secuencia de un promotor. Por ejemplo, el primer oligonucleótido de amplificación puede ser una promotor-cebador que tiene la secuencia SEQ ID NO:15. Alternativamente, cuando el primer oligonucleótido de amplificación tiene una longitud de hasta 60 nucleótidos, cuando el segundo oligonucleótido de amplificación tiene una longitud se 19-21 nucleótidos, y cuando el primer oligonucleótido de amplificación incluye además una secuencia de un promotor, la secuencia del segundo oligonucleótido de amplificación puede ser una cualquiera de las SEQ ID NO:2-7. Todavía en otra versión preferida de la invención, cuando el primer oligonucleótido de amplificación tiene una longitud de hasta 60 nucleótidos, cuando el segundo oligonucleótido de amplificación tiene una longitud de 19-21 nucleótidos, y cuando el primer oligonucleótido de amplificación es un promotor-cebador que tiene la secuencia SEQ ID NO:15, el segundo oligonucleótido de amplificación puede tener una secuencia dada por una cualquiera de las SEQ ID NO: 2-7. De acuerdo con otra versión preferida de la invención, el primer oligonucleótido de amplificación consta de SEQ ID NO:10, y la longitud del segundo oligonucleótido de amplificación es de 19-21 nucleótidos. Cuando este es el caso, el primer oligonucleótido de amplificación puede tener una secuencia que es, por ejemplo, SEQ ID NO;10. Alternativamente, cuando la longitud del primer oligonucleótido de amplificación es de 25 nucleótidos, y la longitud del segundo oligonucleótido de amplificación es de 19-21 nucleótidos, el segundo oligonucleótido de amplificación puede tener una secuencia dada por una cualquiera de las SEQ ID NO:2-7. Todavía en otra versión altamente preferida de la invención, cuando la longitud del segundo oligonucleótido de amplificación es de 19-21 nucleótidos, y cuando el primer oligonucleótido de amplificación tiene la secuencia dada por SEQ ID NO: 10, el segundo oligonucleótido de amplificación puede ser una cualquiera de las SEQ ID NO:2-7. De acuerdo con otra versión, la composición que incluye el primero y segundo oligonucleótidos de la amplificación, teniendo este último una longitud de hasta 100 nucleótidos, puede incluir además una sonda de detección de oligonucleótidos que tiene una secuencia que incluye la SEQ ID NO:21 ó el complemento de la misma, y una marca detectable. De preferencia, la sonda de detección tiene una longitud de hasta 18 nucleótidos, y con más preferencia tiene la secuencia de una cualquiera de las SEQ ID NO 22-27. En una versión altamente preferida, la secuencia del primer oligonucleótido de amplificación es SEQ ID NO: 10 ó 15; la secuencia del segundo oligonucleótido de amplificación es una cualquiera de las SEQ ID NO 2-7, y la secuencia de la sonda de detección de oligonucleótidos es una cualquiera de las SEQ ID NO: 22-27.
La sonda de detección de nucleótidos tiene una longitud de hasta 35 nucleótidos, e incluye la secuencia de SEQ ID NO:21 ó el complemento de la misma y una marca detectable. En ciertas versiones preferidas, la sonda de oligonucleótidos marcada tiene una longitud de hasta 22 nucleótidos. De preferencia, la sonda de oligonucleótidos tiene por lo menos 16 nucleótidos contiguos contenidos dentro de la secuencia SEQ ID NO:20 ó el complemento de la misma. En una versión, la sonda de oligonucleótidos tiene la secuencia de SEQ ID NO:20 o el complemento de la misma. En otra versión preferida, la sonda de oligonucleótidos que incluye la secuencia de SEQ ID NO:21 ó el complemento de la misma, tiene una longitud de hasta 18 nucleótidos. Por ejemplo, la sonda de oligonucleótidos puede tener la secuencia de una cualquiera de las SEQ ID NO: 22 ó el complemento de la misma, SEQ ID NO:23 ó el complemento de la misma, SEQ ID NO:24 ó el complemento de la misma, SEQ ID NO:25 ó el complemento de la misma, SEQ ID NO: 26 ó el complemento de la misma, y SEQ ID NO:27 ó el complemento de la misma. Ciertas sondas de oligonucleótidos marcados tienen longitudes de exactamente 18 nucleótidos. En otras versiones de la invención, en donde la sonda de oligonucleótidos tiene una longitud de hasta 22 nucleótidos e incluye la secuencia de SEQ ID NO: 21 ó el complemento de la misma, la sonda de oligonucleótidos puede ser ADN, pero alternativamente puede incluir por lo menos un análogo de nucleótido. De preferencia, el análogo de nucleótido tiene un grupo metoxi en la posición 2' en el grupo de la ribosa. En otra versión preferida de la invención, la sonda de oligonucleótidos incluye la secuencia SEQ ID NO:21 ó el complemento de la misma y la que tiene una longitud de hasta 18 nucleótidos, incluye también una marca detectable. Ejemplos de marcas detectables útiles incluyen marcas quimioluminiscentes y marcas radiactivas. Un ejemplo particularmente preferido de una marca quimioluminiscente es un éster de acridinio.
La sonda de detección de oligonucleótidos puede emplearse para la detección de amplicones de HIV-2 que fueron sintetizados empleando el primero y segundo oligonucleótidos de amplificación. Los kits de la invención pueden contener además, oligonucleótidos de captura que pueden emplearse para la purificación de ácidos nucleicos del molde de HIV-2, aparte de otras especies antes de efectuar una amplificación. Ejemplos de captura de oligonucleótidos que pueden ser empaquetados en kits tienen las secuencias de SEQ ID NO:31 y SEQ ID NO:32.
Definiciones
Los siguientes términos tienen los siguientes significados para los fines de esta descripción, a no ser que expresamente se especifique otra cosa.
Como se emplea en la presente, una "muestra biológica" es cualquier tejido o material obtenido de un humano, que contiene polinucleótidos. Las muestras biológicas de acuerdo con la invención, incluyen sangre periférica, plasma, suero, médula ósea, tejido de biopsia incluyendo nódulos linfáticos, tejidos o exudados respiratorios, tejido gastrointestinal, muestras cervicales con un "swab" ("tomamuestras"), semen u otros fluidos corporales, tejidos o materiales. Una muestra biológica puede ser tratada cuando se rompe un tejido o estructura celular, liberando con ello componentes intracelulares en una solución, la cual puede contener enzimas, tampones, sales, detergentes y similares.
Como se emplea en la presente, el término "poli-nucleótido" significa o bien ARN ó bien ADN, juntamente con cualquier análogo nucleótido sintético u otras moléculas que pueden estar presentes en la secuencia, y que no evitan la hibridación del polinucleótido con una segunda molécula que tiene una secuencia complementaria. El término incluye los polímeros que contienen análogos de nucleótidos al estado natural e incluye particularmente análogos que tienen un grupo metoxi en la posición 2' de la ribosa (OMe). Como se utiliza en la presente, los metoxi polinucleótidos u oligonucleótidos que contienen residuos "T" tienen un grupo metoxi en la posición 2' del grupo de las ribosas, y un uracilo en la posición de la base del nucleótido. Cuando se especifica particularmente como "OMeT", significa que la posición de la base del nucleótido está ocupada por un residuo de timina.
Como se emplea en la presente, una "marca detectable" es una especie química que puede ser detectada o que puede conducir a una respuesta detectable. Las marcas detectables de acuerdo con la invención, pueden estar unidas a sondas de polinucleótidos, o bien directamente o bien indirectamente, y están incluidos los radioisótopos, enzimas, haptenos, cromóforos tales como colorantes o partículas que comunican un color detectable (p. ej., perlas de látex o partículas de metal), compuestos luminiscentes (p. ej., grupos bioluminiscentes, fosforescentes o quimioluminiscentes) y compuestos fluorescentes.
Una "marca homogéneamente detectable" se refiere a una marca que puede ser detectada de una manera detectable determinando si la marca está sobre la sonda hibridada a sobre una secuencia diana. Es decir, las marcas homogéneamente detectables pueden ser detectadas sin separar físicamente las formas hibridadas de las no hibridadas de la marca o sonda marcada. Estas marcas han sido descritas en detalle por Arnold et al., U.S. patente nº 5.283.174; Woodhead et al., U.S. patente nº 5.656.207; y Nelson et al., U.S. patente nº 5.658.737. Las marcas preferidas para emplear en ensayos homogéneos incluyen los compuestos quimioluminiscentes (p. ej., ver Woodhead et al., patente U.S. nº 5.656.207; Nelson et al., patente U.S. nº 5.658.737; y Arnold, Jr, et al, patente U.S. nº 5.639.604). Marcas quimioluminiscentes preferidas son los compuestos de éster de acridinio ("AE") como el AE estándar o derivados del mismo (p. ej., naftil-AE, orto-AE, 1- ó 3-metil-AE, 2,7-dimetil-AE, 4,5-dimetil-AE, orto-dibromo-AE, orto-dimetil-AE, meta-dimetil-AE, orto-metoxi-AE, orto-metoxi(cinamil)-AE, orto-metil-AE, orto-fluor-AE, 1- ó 3-metil-orto-fluor-AE, 1- ó 3-metil-meta-difluor-AE, y 2-metil-AE). La síntesis y métodos para unir las marcas a los ácidos nucleicos y la detección de las marcas son ya bien conocidos en la técnica (p. ej., ver Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual 2ª edición (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Habor, NY, 1989), capítulo 10; Nelson et al., patente U.S. nº 5.658.737; Woodhead et al., patente U.S. nº 5.656.207; Hogan et al., patente U.S. nº 5.547.842; Arnold et al., patente U.S. nº 5.283.174; Kourilsky et al., patente U.S. nº 4.581.333; y Becker et al., solicitud de patente europea nº 0 747 706).
Como se emplea en la presente, "amplificación" se refiere a un procedimiento in vitro para la obtención de múltiples copias de una secuencia diana de ácido nucleico, su complemento o fragmentos del mismo.
Por "ácido nucleico diana" o "diana" se entiende un ácido nucleico que contiene una secuencia diana de ácido nucleico.
Por "secuencia diana de ácido nucleico", "secuencia diana de nucleótidos" "secuencia diana" ó "región diana" se entiende una secuencia específica de desoxirribonucleótidos o ribonucleótidos que comprende toda o parte de la secuencia de nucleótidos de una molécula de ácido nucleico de cadena única, y la secuencia de desoxirribonucleótidos o ribonucleótidos complementaria a la misma.
Por "amplificación asociada a la transcripción" se entiende cualquier tipo de amplificación de ácido nucleico que emplea una ARN polimerasa para producir múltiples transcriptos de ARN a partir de un molde de ácido nucleico. Un ejemplo de un método de amplificación asociada a la transcripción, llamado "amplificación mediada por la transcripción" (TMA), emplea generalmente una ARN polimerasa, una ADN polimerasa, desoxirribonucleósido trifosfatos, ribonucleósido trifosfatos, y un promotor-oligonucleótido complementario del molde, y opcionalmente puede incluir uno o más oligonucleótidos análogos. Las variaciones de la TMA son ya bien conocidas en la técnica como se describen en detalle en Burg et al., patente U.S. nº 5.437.990; Kacian et al., patente U.S. n^{os} 5.399.491 y 5.554.516; Kacian et al., PCT nº WO 93/22461; Gingeras et al., PCT nº WO 88/01302; Gingeras et al., PCT nº WO 88/10315; Malek et al., patente U.S. nº 5.130.238; Urdea et al., patente U.S. n^{os} 4.868.105 y 5.124.246; McDonough et al., PCT nº WO 94/03472; y Ryder et al., PCT nº WO 95/03430. Los métodos de Kacian et al. son los preferidos para llevar a cabo los procedimientos de ampliación del ácido nucleico del tipo descrito en la presente.
El término "sonda" como se emplea en la presente, es un oligonucleótido de ácidos nucleicos que hibrida específicamente a una secuencia diana de un ácido nucleico, de preferencia de un ácido nucleico amplificado, bajo condiciones que promueven la hibridación, para formar un híbrido detectable. Una sonda puede contener un grupo detectable el cual, o bien puede estar unido al (a los) extremo(s) de la sonda o puede ser interno. Los nucleótidos de la sonda que se combinan con el polinucleótido diana no necesitan ser estrictamente contiguos, como puede ser el caso de un grupo interno detectable de la secuencia de la sonda. La detección puede ser o bien directa (es decir, resultante de una hibridación con sonda directamente a la secuencia diana o ácido nucleico amplificado), o indirecta (es decir, resultante de una hibridación con sonda a una estructura molecular intermedia que une la sonda a la secuencia diana o ácido nucleico amplificado). La "diana" de una sonda se refiere generalmente a una secuencia contenida dentro de una secuencia de ácido nucleico amplificado la cual hibrida específicamente en por lo menos una porción de un oligonucleótido de la sonda empleando una unión estándar de hidrógeno (a saber, un par de bases). Una sonda puede comprender secuencias específicas de la diana y otras secuencias que contribuyen a la conformación tridimensional de la sonda (p. ej., como describe Lizardi et al., en las patentes U.S. n^{os} 5.118.801 y 5.312.728). Las secuencias que son "suficientemente complementarias" permiten una hibridación estable de un oligonucleótido de la sonda con una secuencia diana que no es completamente complementaria a la secuencia de la sonda específica de la diana.
Como se emplea en la presente, un "oligonucleótido" u "oligómero" es una cadena polimérica de por lo menos dos, generalmente entre aproximadamente cinco y aproximadamente 100, subunidades químicas, comprendiendo cada subunidad un grupo base nucleótida, un grupo azúcar, y un grupo de unión que une las subunidades en una configuración espacial lineal. Los grupos base nucleótidas habituales son la guanina (G), la adenina (A), la citosina (C), la timina (T) y el uracilo (U), aunque otras bases de nucleótidos raras o modificadas capaces de un enlace hidrógeno, son también conocidas por los expertos en la técnica. Los oligonucleótidos preferidos de la presente invención tienen un tamaño que oscila desde un límite inferior de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 60 residuos. Los oligonucleótidos pueden ser purificados a partir de fuentes naturales, pero de preferencia están sintetizados empleando cualquiera de una variedad de métodos enzimáticos o químicos bien conocidos.
Como se emplea en la presente, un "cebador de amplificación" u "oligonucleótido de amplificación", es un oligonucleótido que hibrida con un ácido nucleico diana o su complemento, y participa en una reacción de amplificación del ácido nucleico. Los cebadores de amplificación, o más simplemente "cebadores" pueden ser opcionalmente oligo-nucleótidos modificados que son capaces de hibridar con un ácido nucleico molde, y el cual tiene un extremo 3' y que puede extenderse mediante la actividad de una ADN polimerasa.
Por "substancialmente homólogo" "substancialmente correspondiente" o "corresponde substancialmente", se entiende que el oligonucleótido en cuestión tiene una secuencia de bases que contiene una región de 10 bases contiguas que es por lo menos un 70% homólogo, de preferencia por lo menos un 80% homólogo, con más preferencia por lo menos un 90% homólogo y con la mayor preferencia, un 100% homólogo, con una región de por lo menos 10 bases contiguas presente en una secuencia de bases de referencia (excluyendo los equivalentes de ARN y ADN). Los expertos en la técnica apreciarán fácilmente modificaciones que podrían hacerse en las condiciones del ensayo de hibridación a varios porcentajes de homología para permitir la hibridación del oligonucleótido a la secuencia diana, a la vez que se evitan niveles inaceptables de hibridación no específica. El grado de similitud se determina por comparación del orden de nucleobases que completan las dos secuencias sin tomar en consideración otras diferencias estructurales que puedan existir entre las dos secuencias, con la condición que las diferencias estructurales no impidan los enlaces hidrógeno con las bases complementarias. El grado de homología entre dos secuencias puede también expresarse en términos del número de malos apareamientos presentes en cada conjunto de por lo menos 10 bases contiguas que se comparan, el cual número puede oscilar de 0 a 2 bases diferentes.
Por "substancialmente complementario", se entiende que el oligonucleótido en cuestión tiene una secuencia de bases que contiene por lo menos una región de 10 bases contiguas que es por lo menos un 70% complementaria, de preferencia por lo menos un 80% complementaria, con más preferencia por lo menos un 90% complementaria, y con la máxima preferencia un 100% complementaria, a por lo menos una región de 10 bases contiguas presente en una secuencia diana del ácido nucleico (excluyendo los equivalentes de ARN y ADN) (los expertos en la técnica apreciarán fácilmente modificaciones que podrían hacerse a las condiciones del ensayo de hibridación con varios porcentajes de complementariedad para permitir la hibridación del oligonucleótido a la secuencia diana a la vez que se evitan niveles inaceptables de hibridación no específica). El grado de complementariedad se determina por comparación del orden de nucleobases que completan las dos secuencias sin tomar en consideración otras diferencias estructurales que puedan existir entre las dos secuencias, a condición de que las diferencias estructurales no impidan los enlaces de hidrógeno con las bases complementarias. El grado de complementariedad entre dos secuencias puede también expresarse por comparación en términos del número de malos apareamientos de bases presentes en cada conjunto de por lo menos 10 bases contiguas, el cual número puede oscilar de 0 a 2 malos apareamientos de bases.
Por "suficiente complementariedad" se entiende una secuencia de bases de ácidos nucleicos contiguos que es capaz de hibridar con otra secuencia de bases mediante enlaces de hidrógeno entre una serie de bases complementarias. Las secuencias de bases complementarias pueden ser complementarias en cada posición de la secuencia de bases de un oligonucleótido empleando un apareamiento estándar de bases (p. ej., apareamiento G:C, A:T ó A:U), ó bien puede contener uno o más residuos que no son complementarios empleando enlaces de hidrógeno estándar (incluyendo los "nucleótidos abásicos"), pero en los cuales la secuencia de bases completamente complementaria es capaz de hibridar específicamente con otra secuencia de bases en condiciones apropiadas de hibridación. Las bases contiguas son de preferencia por lo menos aproximadamente el 80%, con más preferencia por lo menos aproximadamente el 90%, y con la mayor preferencia aproximadamente el 100% complementarias a una secuencia a la cual se pretende que un oligonucleótido hibride específicamente. Las condiciones apropiadas de hibridación son ya bien conocidas para los expertos en la técnica, y pueden predecirse fácilmente en base a la composición de la secuencia de bases, o puede determinarse empíricamente empleando un ensayo de rutina (p. ej., ver Sambrook et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 2ª edición (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989) at \NAK\NAK 1.90-1.91, 7.37-7.57, 9.47-9.51 y 11.47-11.57 particularmente a \NAK\NAK 9.50-9.51, 11.12-11.13, 11.45-11.47 y 11.55-11.57).
Por "oligonucleótido de captura", se entiende por lo menos un oligonucleótido de ácidos nucleicos que proporciona los medios para unir específicamente una secuencia diana y un oligonucleótido inmovilizado debido a la hibridación del par de bases. El oligonucleótido de captura incluye de preferencia dos regiones de unión: una región de unión a la secuencia diana, y una región de unión a la sonda inmovilizada, habitualmente contiguas en el mismo oligonucleótido, aunque el oligonucleótido de captura puede incluir una región diana de unión a la secuencia y una región de unión a la sonda inmovilizada, las cuales están presentes en dos oligonucleótidos diferentes unidos juntamente por uno o más engarces. Por ejemplo, una región de unión a la sonda inmovilizada puede estar presente en un primer oligonucleótido, la región diana de unión a la secuencia puede estar presente en un segundo oligo-nucleótido, y los dos diferentes oligonucleótidos están unidos mediante un enlace hidrógeno con un engarce que es un tercer oligonucleótido que contiene secuencias que hibridan específicamente a las secuencias del primer y segundo oligonucleótidos.
Por "sonda inmovilizada" ó "ácido nucleico inmovilizado" se entiende un ácido nucleico que une directa o indirectamente un oligonucleótido de captura a un soporte inmovilizado. Una sonda inmovilizada es un oligonucleótido unido a un soporte sólido que facilita la separación de una secuencia diana unida, a partir de un material no unido en una muestra.
Por "separación" ó "purificación" se entiende que uno o más componentes de la muestra biológica se eliminan de uno o más componentes de la muestra. Los componentes de la muestra incluyen ácidos nucleicos en general en una fase de solución acuosa, y puede incluir también materiales tales como proteínas, hidratos de carbono, lípidos y sondas marcadas. De preferencia, el paso de separación o purificación elimina por lo menos aproximadamente el 70%, con más preferencia, por lo menos aproximadamente el 90% e incluso con más preferencia por lo menos aproximadamente el 95% de otros componentes presentes en la muestra.
Por "ARN y ADN equivalentes" se entiende moléculas de ARN y de ADN, que tienen las mismas propiedades de hibridación del par de bases complementarias. Los ARN y ADN equivalentes tienen diferentes grupos de azúcar (p. ej., ribosa frente a desoxirribosa) y pueden diferir por la presencia de uracilo en el ARN y de tiamina en el ADN. Las diferencias entre los ARN y ADN equivalentes no contribuyen a la diferencia de homología, debido a que los equivalentes tienen el mismo grado de complementariedad a una secuencia determinada.
Por "consistiendo esencialmente", se entiende que puede(n) incluirse (un) componente(s) adicional(es) que no cambia(n) materialmente las características básicas y nuevas de la presente invención, en los kits de la presente invención. Dichas características incluyen la capacidad para detectar selectivamente los ácidos nucleicos del HIV-2 en muestras biológicas tales como la sangre entera o el plasma, con un número de copias de aproximadamente 100 copias del ácido nucleico del HIV-2. Cualquier componente(s), composición(es), o paso(s) de método que tengan un efecto material sobre las características básicas y nuevas de la presente invención caerían fuera del término en cuestión.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra los diferentes polinucleótidos que pueden emplearse para la detección de una región diana dentro del ácido nucleico del HIV-2 (representada por una línea gruesa horizontal). Se muestran las posiciones de los siguientes ácidos nucleicos relativas a la región diana: "oligonucleótidos de captura" se refiere al ácido nucleico empleado para hibridar al, y capturar el, ácido nucleico diana antes de la amplificación, en donde "T" se refiere a una secuencia de cola empleada para hibridar un oligonucleótido inmovilizado que tiene una secuencia complementaria (no mostrada) "cebador no T7", y "cebador-promotor T7" representa dos cebadores de amplificación empleados para efectuar la TMA, en donde "P" indica la secuencia promotora del cebador-promotor T7; y "sonda" se refiere a la sonda empleada para la detección del ácido nucleico amplificado.
Descripción detallada de la invención
La presente invención se refiere a kits para la detección selectiva de los ácidos nucleicos del HIV-2. Los kits que se describen en la presente son útiles para la amplificación y detección de estos ácidos nucleicos en muestras biológicas tales como la sangre humana, suero, plasma u otro fluido o tejido corporal que deban analizarse para detectar la presencia de ácidos nucleicos víricos. Los cebadores de amplificación que aquí se describen, pueden usarse ventajosamente como componentes de reacciones de amplificación múltiplex, en donde pueden producirse diferentes especies de amplicones, a partir de un surtido complejo de cebadores y polinucleótidos accesorios. Por ejemplo, los cebadores descritos aquí pueden utilizarse en reacciones de amplificación múltiplex que sintetizan amplicones correspondientes a polinucleótidos de virus inconexos.
Las sondas, cebadores y métodos descritos en la presente pueden emplearse o bien en aplicaciones diagnósticas o bien para seleccionar sangre y productos de la sangre procedente de donantes u otros tejidos que puedan contener partículas infecciosas.
Introducción y visión de conjunto
Aquellos expertos con un nivel normal de experiencia en la técnica, apreciarán que el ensayo del ácido nucleico representa un método conveniente y altamente sensible para la detección de polinucleótidos específicos de virus en muestras biológicas tales como sangre o plasma procedente de donantes. Dado que los nuevos infectados con HIV-1 producen niveles detectables de anticuerpos reactivos con antígenos víricos al cabo de 1-2 meses después de la infección, un ensayo serológico durante el primer mes siguiente a la exposición al virus podría dar un resultado falsamente negativo y permitir que muestras contaminadas con HIV-1 entraran en el suministro de sangre con consecuencias devastadoras. De la misma manera que la detección temprana de la exposición al HIV-1 puede ayudar a asegurar la bondad del suministro de sangre procedente de donantes, la detección temprana de la exposición al HIV-2 podría proporcionar los mismos beneficios. En consecuencia, los procedimientos de ensayo más sensibles en la detección del HIV-2 proporcionarán la detección de los ácidos nucleicos específicos del virus discerniéndolos de la respuesta inmunológica del anfitrión a la infección.
La presente invención incluye kits (conteniendo oligonucleótidos de amplificación y sondas) para la detección de los ácidos nucleicos del HIV-2 en una muestra biológica. Para diseñar las secuencias de oligonucleótidos apropiadas para esta finalidad, secuencias del ADN de HIV-2 conocidas, incluyendo los subtipos, se alinearon en primer lugar emparejando las regiones que tienen secuencias similares y a continuación comparando las secuencias para identificar regiones candidatas del genoma vírico del HIV-2 que podrían servir como reactivas en un ensayo de diagnóstico. En base a estas comparaciones, se seleccionó la región LTR del genoma del HIV-2 para la detección empleando los oligonucleótidos de captura, cebadores y sondas que se muestran esquemáticamente en la figura 1. Se escogieron porciones de las secuencias conteniendo relativamente pocas variantes de secuencias entre las secuencias comparadas, como puntos de partida para diseñar oligonucleótidos sintéticos adecuados para el empleo en la captura, amplificación y detección de secuencias amplificadas. Otras consideraciones en el diseño de los oligonucleótidos incluyen el contenido relativo de GC de la secuencia (variando desde aproximadamente un 30% hasta aproximadamente un 55%), y la ausencia relativa de una estructura secundaria pronosticada (p. ej., formas de horquilla formando híbridos intramoleculares) dentro de una secuencia.
En base a estos análisis, se diseñaron el oligo-nucleótido de captura, los oligonucleótidos de amplificación y las secuencias de la sonda, que se presentan más adelante. Aquellos expertos con un nivel normal de experiencia en la técnica, apreciarán que las secuencias del cebador específicas para el HIV-2, con o sin la secuencia del promotor T7, pueden ser empleadas como cebadores en los diferentes métodos de amplificación in vitro basados en cebadores, descritos más adelante. Adicionalmente, se contempla también que las sondas de hibridación descritas en la presente, podrían emplearse como cebadores de amplificación y que los cebadores de amplificación descritos en la presente podrían emplearse como sondas de hibridación. El ensayo de amplificación y detección detallado más adelante es útil para la detección por lo menos de los subtipos A, B, C y D de HIV-2. Se hace notar que la porción del genoma del HIV-2 que sirve como diana para las sondas descritas en la presente, no tiene una secuencia correspondiente en el genoma del HIV-1. De esta forma, las sondas son específicas para el HIV-2 y no lo son para el HIV-1.
Métodos de amplificación útiles
Los métodos útiles de amplificación en conexión con la presente invención incluyen:
Amplificación mediada por la transcripción (TMA), reacción en cadena de la polimerasa (PCR), amplificación basada en la secuencia de ácidos nucleicos (NASBA), amplificación de desplazamiento de la cadena (SDA), y métodos de amplificación empleando moléculas de polinucleótido autorreplicantes, y enzimas de replicación como p. ej., MDV-1 ARN y enzima Q-beta. Los métodos para llevar a cabo estas diferentes técnicas de amplificación pueden encontrarse respectivamente en la patente U.S. nº 5.399.491; patente U.S. nº 4.965.188; solicitud publicada de la patente europea EP 0 525 882, patente U.S. nº 5.455.166, patente U.S. nº 5.472.840 y Lizardi et al., BioTechnology 6: 1197 (1988). La patente U.S. nº 5.554.516 describe un método de amplificación de una secuencia de ARN diana, empleando un único promotor-cebador en ausencia de un cebador, el cual forma un híbrido con el complemento de la secuencia de ARN diana.
En una versión altamente preferida de la invención, las secuencias de ácido nucleico del HIV-2 se amplifican empleando un protocolo de TMA. De acuerdo con este protocolo, la transcriptasa inversa que proporciona la actividad ADN polimerasa posee también una actividad RNasa H endógena. Uno de los cebadores empleados en este procedimiento contiene una secuencia promotora posicionada corriente arriba, de una secuencia que es complementaria a una cadena de un ácido nucleico diana que hay que amplificar. En el primer paso de la amplificación, un promotor-cebador hibrida al ARN del HIV-2 diana en un sitio definido. La transcriptasa inversa crea una copia de ADN a partir de la ARN diana mediante la extensión del extremo 3' del promotor-cebador. La cadena de ARN en el dúplex ARN:ADN resultante se degrada mediante una actividad RNasa H, la cual opcionalmente puede ser una actividad inherente de la transcriptasa inversa. A continuación, un segundo cebador se une a la cadena de ADN. Una segunda cadena de ADN se sintetiza a partir del extremo del cebador por la transcriptasa inversa, creando con ello una molécula de ADN de doble cadena. La ARN polimerasa reconoce la secuencia promotora en este molde de ADN de doble cadena e inicia la transcripción. Cada uno de los amplicones de ARN recién sintetizados entra de nuevo en el proceso TMA y sirve de molde para una nueva ronda de replicación, conduciendo con ello a una expansión exponencial del amplicón de ARN. Puesto que cada uno de los moldes de ADN puede hacer 100-1000 copias del amplicón de ARN, esta expansión puede dar por resultado 10 mil millones de amplicones en menos de una hora. El proceso completo es autocatalítico y se efectúa a temperatura constante.
Los métodos de detección de los amplicones del HIV-2 pueden ser tan sencillos como la tintura de los productos de amplificación del ácido nucleico separados electro-foréticamente, empleando un par de cebadores oligo-nucleótidos. Como se detalla más adelante, los métodos de detección preferidos emplean sondas de hibridación específicas del HIV-2.
Características estructurales de los cebadores
Como se ha indicado más arriba, un "cebador" se refiere a un oligonucleótido opcionalmente modificado el cual es capaz de hibridar a un ácido nucleico molde y el cual tiene un extremo 3' que puede ser prolongado mediante una actividad ADN polimerasa. La región 5' del cebador puede ser no complementaria al ácido nucleico diana. Si la región 5' no complementaria incluye una secuencia de promotor, recibe el nombre de "cebador-promotor". Los expertos en la técnica apreciarán que cualquier oligonucleótido que pueda funcionar como un cebador (es decir, un oligonucleótido que hibrida específicamente a una secuencia diana y tiene un extremo 3' capaz de prolongarse mediante una actividad ADN polimerasa) puede ser modificado para incluir una secuencia 5' promotora, y de esta forma podría funcionar como un cebador-promotor. De manera similar puede modificarse cualquier cebador-promotor mediante la eliminación de, o mediante la síntesis sin, una secuencia promotora y funcionar todavía como un cebador.
Los grupos de bases de los nucleótidos pueden modificarse p. ej., mediante la adición de grupos propino, en tanto el grupo de bases modificado conserve la capacidad de formar una asociación no covalente con G, A, C, T ó U, y un oligonucleótido que comprende por lo menos un grupo de bases de nucleótido modificado no esté estéricamente impedido de hibridar con un ácido nucleico de una sola cadena. Los grupos de azúcar habituales que comprende la columna vertebral del cebador, incluyen la ribosa y la desoxirribosa, aunque también pueden emplearse la 2'-O-metil-ribosa (OMe), los azúcares halogenados, y otros azúcares modificados. Normalmente, el grupo de engarce de la columna vertebral del cebador es un grupo que contiene fósforo, lo más habitualmente, un engarce fosfo-diéster, aunque otros engarces tales como por ejemplo, los fosforotioatos, los metilfosfonatos y engarces que no contienen fósforo tales como engarces del tipo péptido, como los que se encuentran en los "ácidos péptido nucleicos" (PNA), también se proponen para ser empleados en el ensayo aquí descrito.
Sistemas útiles de marcado de sondas y grupos detectables
En principio, cualquier sistema de marcado y detección que pueda ser empleado para la monitorización de la hibridación específica del ácido nucleico, puede emplearse juntamente con la presente invención. Incluidos entre la colección de marcas de utilidad están las marcas radiactivas, enzimas, haptenos, oligonucleótidos engarzados, moléculas quimioluminiscentes y grupos redox activos que son aptos para los métodos de detección electrónica. Las moléculas quimioluminiscentes preferidas incluyen los ésteres de acridinio del tipo descrito por Arnold et al., en la patente U.S. nº 5.283.174 para emplear en conexión con ensayos homogéneos de protección, y del tipo descrito por Woodhead et al., en la patente U.S. nº 5.656.207 para emplear en conexión con ensayos que cuantifican múltiples dianas en una única reacción. Los métodos de marcado electrónico y detección preferidos están descritos en las patentes U.S. nº 5.591.578 y 5.770.369 y la solicitud de patente internacional publicada WO 98/57158. Los grupos activos redox de utilidad como marcadores en la presente invención incluyen los metales de transición tales como el Cd, Mg, Cu, Co, Pd, Zn, Fe y Ru.
Las marcas detectables para sondas particularmente preferidas de acuerdo con la presente invención, son detectables en sistemas homogéneos de ensayo (es decir, en donde, en una mezcla, la sonda marcada unida presenta un cambio detectable tal como la estabilidad o una degradación diferencial, comparada con la sonda marcada sin unir). Una marca preferida para emplear en ensayos homogéneos es un compuesto quimioluminiscente (p.ej. como describe Woodhead et al., en la patente U.S. nº 5.656.207; Nelson et al., en la patente U.S. 5.658.737; ó Arnold et al., en la patente U.S. nº 5.639.604). Las marcas quimioluminiscentes particularmente preferidas incluyen los compuestos de éster de acridinio ("AE") tales como el AE estándar o derivados del mismo tales como el AE-naftilo, orto-AE, 1- ó 3-metil-AE, 2,7-dimetil-AE, 4,5-dimetil-AE, orto-dibromo-AE, orto-dimetil-AE, meta-dimetil-AE, orto-metoxi-AE, orto-metoxi(cinamil)-AE, orto-metil-AE, orto-fluor-AE, 1- ó 3-metil-orto-fluor-AE, 1- ó 3-metil-meta-difluor-AE, y 2-metil-AE.
En algunas aplicaciones, es deseable que las sondas tengan por lo menos algún grado de auto-complementariedad para facilitar la detección de los dúplex sonda:diana en una muestra de ensayo sin que se requiera previamente la eliminación de la sonda no hibridada antes de la detección. A título de ejemplo, las estructuras llamadas "antorchas moleculares", están diseñadas para incluir regiones distinguibles de autocomplementariedad (llamadas "dominio de unión a la diana" y "dominio de cierre de la diana"), las cuales están conectadas mediante una región de unión y las cuales hibridan entre sí en condiciones predeterminadas del ensayo de hibridación. Cuando se exponen a las condiciones de desnaturalización, las dos regiones complementarias (que pueden ser total o parcialmente complementarias) de la antorcha molecular, se funden, dejando el dominio de unión a la diana dispuesto para la hibridación a una secuencia diana cuando las condiciones predeterminadas del ensayo de hibridación se restablecen. Las antorchas moleculares están diseñadas de forma que el dominio de unión diana favorece la hibridación a la secuencia diana en el dominio diana de cierre. El dominio diana de unión y el dominio diana de cierre de una antorcha molecular incluyen marcas de interacción (p. ej., luminiscente/apagador) situados de forma que se produce una señal diferente cuando la antorcha molecular se hibrida a sí misma, frente a cuando la antorcha molecular se hibrida a un ácido nucleico diana, con lo cual se permite la detección de los dúplex sonda:diana en una muestra de ensayo en presencia de la sonda sin hibridar que tiene un nivel viable asociado con la misma. Las antorchas moleculares están completamente descritas en la publicación internacional nº WO OO/01850.
Otro ejemplo de sonda de ensayo de hibridación auto-complementaria es una estructura comúnmente llamada "faro molecular". Un faro molecular comprende moléculas de ácido nucleico que tienen una secuencia diana complementaria, un par de afinidad (o brazos de ácido nucleico) que sostienen la sonda en una configuración cerrada en ausencia de una secuencia diana de ácido nucleico, y una pareja de marcas que interaccionan cuando la sonda está en una configuración cerrada. La hibridación del ácido nucleico diana y la secuencia de complemento de la diana separa los miembros del par de afinidad con lo cual se cambia la sonda a una configuración abierta. El cambio a una conformación abierta es detectable debido a la reducida interacción del par de marcado, el cual puede ser por ejemplo, un fluoróforo y un extintor (p. ej., DABCYL y EDANS). Los faros moleculares están completamente descritos en la patente U.S. nº 5.925.517.
Las técnicas de síntesis y métodos de unión de marcas a los ácidos nucleicos y marcas de detección, son ya bien conocidos en la técnica (p. ej., ver Sambrook et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 2ª edición (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989), capítulo 10; Nelson et al., patente U.S. nº 5.658.737; Woodhead et al., patente U.S. nº 5.656.297; Hogan et al., patente U.S. nº 5.547.842; Arnold et al., patente U.S. nº 5.283.174; y Kourilsky et al., patente U.S. nº 4.581.333).
Composición química de las sondas
Las sondas de acuerdo con la invención constan de polinucleótidos o análogos de polinucleótidos y pueden llevar marcas detectables covalentemente unidas a los mismos. Los nucleósidos o nucleósidos análogos de la sonda comprenden bases heterocíclicas nitrogenadas, o análogos de bases, en donde los nucleósidos están unidos entre sí, por ejemplo mediante enlaces fosfodiéster para formar un polinucleótido. En consecuencia, una sonda puede contener ácido ribonucleico convencional (ARN) y ácido desoxirribonucleico (ADN) pero puede contener también análogos químicos de estas moléculas. La "columna vertebral" de una sonda puede estar maquillada con una variedad de engarces ya conocidos en la técnica, incluyendo uno o más engarces azúcar-fosfodiéster, uniones péptido-ácido nucleico (algunas veces llamados "ácidos péptido nucleicos" como se describe por Hylding-Nielsen et al., PCT Int'l Pub. nº WO 95/32305), engarces fosforotioatos, engarces metilfosfonatos o combinaciones de los mismos. Los grupos azúcar de la sonda pueden ser o bien ribosa o bien desoxirribosa, o compuestos similares que tienen substituciones ya conocidas, tales como por ejemplo, substituciones 2'metoxilo (OMe) y substituciones 2'haluro (p. ej., 2'-F). Las bases nitrogenadas pueden ser bases convencionales (A, G, C, T, U), análogos ya conocidos de las mismas (p. ej., inosina ó "T"; ver The Biochemistry of the Nucleic Acids 5-36, Adams et al., ed., 11ª edición, 1992), derivados ya conocidos de bases de purina o pirimidina (p. ej., N^{4}-metil-desoxigaunosina, desaza- ó aza-purinas y desaza ó aza-pirimidinas, bases pirimidínicas que tienen grupos substituyentes en la posición 5 ó 6, bases purínicas que tienen un substituyente alterado o de reemplazamiento en las posiciones 2, 6 ó 8, 2-amino-6-metilaminopurina, O^{6}-metilguanina, 4-tio-pirimidinas, 4-amino-pirimidinas, 4-dimetilhidrazina-pirimidinas, y O^{4}-alquil-pirimidinas (ver, Cook, PCT Int'l Pub. nº WO 93/13121) y residuos "abásicos" en los cuales la columna vertebral no incluye ninguna base nitrogenada para uno o más residuos del polímero (ver Arnold et al., patente U.S. nº 5.585.481). Un ácido nucleico puede comprender solamente azúcares convencionales, bases y engarces encontrados en ARN y ADN, ó pueden incluir tanto componentes convencionales como substituciones (p. ej., bases convencionales unidas mediante una estructura de metoxilos, o un ácido nucleico que incluye bases convencionales y una o más bases análogas).
Selección de cebadores de amplificación y sondas de detección específicos para HIV-2
En la presente se describen normas de utilidad para el diseño de cebadores y sondas de amplificación con características deseadas. Los sitios óptimos para la amplificación y sondado de los ácidos nucleicos del HIV-2, contienen dos, y de preferencia tres, regiones conservadas mayores de aproximadamente 15 bases de longitud, dentro de aproximadamente 350 bases, y de preferencia, dentro de 150 bases, de secuencias contiguas. El grado de amplificación observado en un conjunto de cebadores o cebadores- promotores, depende de varios factores, incluyendo la capacidad de los oligonucleótidos de hibridar a sus secuencias complementarias y su capacidad de ser prolongadas enzimáticamente. Debido a que la extensión y especificidad de las reacciones de hibridación están afectadas por un cierto número de factores, la manipulación de aquellos factores determinará la exacta sensibilidad y especificidad de un oligonucleótido particular, tanto si es perfectamente complementario a su diana como si no lo es. Los efectos de variar las condiciones de ensayo son ya conocidos por los expertos en la técnica, y están descritos por Hogan et al., en la patente U.S. nº 5.840.488.
La longitud de la secuencia del ácido nucleico diana, y en consecuencia, la longitud de la secuencia del cebador o la secuencia de la sonda puede ser importante. En algunos casos, pueden existir diferentes secuencias a partir de una región diana particular, que varían en situación y longitud, las cuales suministrarán cebadores o sondas que tendrán las deseadas características de hibridación. Mientras sea posible que los ácidos nucleicos que no son perfectamente complementarios puedan hibridar, el tramo más largo de una secuencia de bases perfectamente homólogas determinará normalmente la estabilidad primaria del híbrido.
Los cebadores de amplificación y las sondas deben estar posicionados para minimizar la estabilidad del híbrido de ácido nucleico, oligonuceótido:ácido nucleico no diana (es decir, el ácido nucleico con una secuencia similar al ácido nucleico diana). Se prefiere que los cebadores de amplificación y las sondas de detección sean capaces de distinguir entre secuencias diana y secuencias no diana. Al diseñar los cebadores y las sondas, las diferencias en estos valores T_{m} deben ser tan grandes como sea posible (p. ej., por lo menos 2ºC y de preferencia 5ºC).
Las regiones de ácido nucleico que son conocidas por formar fuertes estructuras internas que inhiben la hibridación, son menos preferidas como cebadores o sondas. Ejemplos de dichas estructuras incluyen bucles en forma de horquilla. De forma similar, deben obviarse los oligo-nucleótidos con una auto complementariedad para la extensión.
El grado de extensión no específica (cebadores-dímeros o copias no diana) pueden afectar también la eficiencia de la amplificación. Por esta razón, los cebadores se seleccionan por tener una baja o una auto complementariedad ó una complementariedad cruzada, particularmente en los extremos 3' de la secuencia. Se evitan los tramos homopolímeros largos y un alto contenido en GC para reducir la falsa extensión del cebador. Se dispone de un programa de ordenador comercialmente asequible para ayudar en este aspecto del diseño. Los programas de ordenador disponibles incluyen el programa MaxDNASIS^{TM} 2.0 (Hitachi Software Engineering American Ltd.) y OLIGO® versión 4.1 (National Bioscience).
Los expertos en la técnica con un nivel normal de experiencia, apreciarán que la hibridación implica la asociación de dos cadenas simples de ácido nucleico complementario para formar una cadena doble con enlaces de hidrógeno. Se entiende por sí mismo que si una de las dos cadenas está total o parcialmente implicada en un híbrido, será menos capaz de participar en la formación de un híbrido nuevo. Diseñando los cebadores y las sondas de forma que las porciones substanciales de las secuencias de interés sean de una sola cadena, la velocidad y extensión de la hibridación puede ser grandemente aumentada. Si la diana es una secuencia genómica integrada, entonces se encontrará naturalmente en forma de cadena doble (como es el caso del producto de la reacción en cadena de la polimerasa). Estas dianas de doble cadena son naturalmente inhibidoras a la hibridación con una sonda y necesitan una desnaturalización antes del paso de hibridación.
La velocidad de hibridación de los polinucleótidos puede medirse mediante la determinación de C_{0}t_{1/2}. La velocidad a la cual un polinucleótido hibrida a su diana es una medida de la estabilidad térmica de la estructura secundaria de la diana en la región diana de unión. La medición estándar de la velocidad de hibridación es el C_{0}t_{1/2} que se mide como moles de nucleótido por litro multiplicado por los segundos. Así pues, es la concentración de la sonda multiplicada por el tiempo en el cual tiene lugar el 50% de la hibridación máxima a aquella concentración. Este valor se determina hibridando diferentes cantidades de polinucleótido a una cantidad constante de la diana durante un tiempo fijo. El C_{0}t_{1/2} se encuentra gráficamente mediante procedimientos estándar habituales para los expertos con un nivel normal de experiencia en la técnica.
Cebadores de amplificación preferidos.
Los cebadores de utilidad para efectuar las reacciones de amplificación tienen diferentes longitudes. Por ejemplo, los oligonucleótidos de amplificación complementarios a una cadena de la secuencia del ácido nucleico diana de HIV-2, tienen de preferencia, longitudes de hasta 100 bases, con más preferencia, de 18 a 60 bases, todavía con más preferencia de 18 a 34 ó todavía con más preferencia, de 18 a 25 bases e incluyen por lo menos 9 y hasta 34 bases contiguas substancialmente complementarias a la secuencia dada por AAAATCCCTAGCAGGTTGGCGCCC
GAACAGGGAC (SEQ ID NO:8). Dicho en otras palabras, pero identificando los mismos oligo-nucleótidos, estos cebadores incluyen por lo menos 9 y hasta 34 bases contiguas contenidas en una secuencia substancialmente correspondiente a GTCCTGTTCGGGCGCCAACCTGCTAGGGATTTT (SEQ ID NO:9). Aunque no se cree que es esencial para la operabilidad de la invención, todos los cebadores listados en la tabla 2 comparten la secuencia central común CGGGCGCCA (SEQ ID NO:34). Nuestro descubrimiento de que los emparejamientos están tolerados entre la secuencia de SEQ ID NO:9 y la secuencia del cebador situada corriente abajo (3') de la secuencia de SEQ ID NO:34, muestra la utilidad general de los cebadores que tienen un subgrupo de la secuencia de SEQ ID NO:9. En otras palabras, las secuencias de cebadores que se derivan de la SEQ ID NO:9 y que hibridan a una diana que tiene la secuencia de SEQ ID NO:8 en unas condiciones de amplificación tales como las empleadas en la presente, pueden ser empleadas en los procedimientos de amplificación descritos en la presente. En general, los cebadores que tienen 9-34 bases contiguas de SEQ ID NO:9 son altamente preferidos para emplear como cebadores-promotores, tales como los promotores cebadores T7. Por supuesto, si el cebador es un cebador-promotor T7, estará incluido en el extremo 5' del cebador una secuencia del promotor T7 la cual típicamente añade aproximadamente 27-33 bases a la longitud del cebador. Un ejemplo de un cebador de amplificación preferido, de acuerdo con este aspecto de la invención, incluye un oligonucleótido que tiene la secuencia dada por SEQ ID NO:10. El cebador promotor T7 descrito en la presente es particularmente útil para realizar las reacciones de amplificación del ácido nucleico empleando los métodos descritos por Kacian et al., en las patentes U.S. n^{os} 5.399.491 y 5.554.516. Los cebadores pueden incluir opcionalmente nucleótidos modificados o nucleótidos análogos. De preferencia, la detección de los amplicones sintetizados empleando estos cebadores se efectúa empleando sondas de detección de oligonucleótidos descritas en la presente.
Otros cebadores de amplificación que pueden ser empleados en cualquier combinación con los cebadores descritos más arriba, para llevar a cabo las reacciones de amplificación, son complementarias a la cadena opuesta de la secuencia de ácido nucleico diana de HIV-2. Los cebadores de amplificación complementarios a esta cadena opuesta de la secuencia de ácido nucleico diana del HIV-2, tienen de preferencia longitudes de hasta 100 bases, ó con más preferencia 19 a 40 bases, ó todavía con más preferencia 19 a 21 bases. Estos cebadores son particularmente útiles como cebadores no promotores. Como se describe en la presente, estos cebadores tienen por lo menos 19 bases contiguas de una secuencia que corresponde substancialmente a GTGTGTGTTCCCATCTCTCCTAGTCGCCGCCTGGTCATTC (SEQ ID NO:1). Ejemplos de cebadores de amplificación particular que cumplen estas condiciones incluyen oligonucleótidos que tienen las secuencias dadas por SEQ ID NO:2, SEQ ID NO:3, SEQ ID NO:4, SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:6 y SEQ ID NO:7.
Debe entenderse que las longitudes variables especificadas más arriba de los cebadores de amplificación y de las sondas de detección se pretende que acomoden la inclusión de secuencias extrañas que pueden no participar en la unión a dianas, y que pueden no afectar substancialmente los procedimientos de amplificación o detección. Por ejemplo, los cebadores-promotores útiles para llevar a cabo las reacciones de amplificación de acuerdo con la invención, tienen por lo menos una secuencia mínima que hibrida al ácido nucleico diana del HIV-2, y una secuencia de promotor situada corriente arriba de esta secuencia mínima. Sin embargo, la inserción de secuencias entre la secuencia de unión a la diana y la secuencia de promotor podría cambiar la longitud del cebador sin comprometer su utilidad en la reacción de amplificación. Adicionalmente, las longitudes de los cebadores de amplificación y de las sondas de detección son un problema de elección en tanto las secuencias de estos oligonucleótidos están conformes con los requisitos mínimos esenciales para la hibridación de la secuencia complementaria deseada. Las secuencias de la sonda deben incluir las secuencias de 14 términos de la SEQ ID NO:21, ó el complemento de la misma, como un núcleo común. Esto define un dominio de unión a la sonda en la secuencia diana del HIV-2, ó en los amplicones sintetizados mediante un procedimiento de amplificación. Los cebadores de amplificación que hibridan corriente abajo del dominio de unión a la sonda deben tener secuencias que comprenden la secuencia SEQ ID NO:1, opcionalmente conteniendo una secuencia de promotor 5' no complementaria al ácido nucleico de HIV-2. Finalmente, los cebadores de amplificación que hibridan corriente arriba del dominio de unión de la sonda deben tener por lo menos 19 bases contiguas de la secuencia SEQ ID NO:1.
Las dos tablas siguientes presentan ejemplos específicos de secuencias de oligonucleótidos que fueron empleadas como cebadores para la amplificación de los ácidos nucleicos del HIV-2. La tabla 1 presenta las secuencias de cebadores no T7 que fueron complementarias a las secuencias del HIV-2 en una cadena del àcido nucleico. La tabla 2 presenta las secuencias tanto de las secuencias complementarias diana del HIV-2 como de todas las secuencias para los cebadores-promotores T7 que fueron empleados durante el desarrollo de la invención. Comparadas con las secuencias de oligonucleótidos de la tabla 1, las secuencias de oligonucleótidos de la tabla 2 son complementarias a la cadena de ácido nucleico opuesta. Como se ha indicado más arriba, todos los cebadores-promotores T7 incluyen secuencias complementarias a una diana HIV-2 en sus extremos 3', y una secuencia de promotor T7 en sus extremos 5'.
TABLA I Secuencias de polinucleótidos de cebadores de amplificación
1
La tabla 2 presenta una secuencia de oligonucleótidos complementaria-diana del HIV-2 (SEQ ID NO:10), y la respectiva correspondiente secuencia del cebador-promotor T7 (SEQ ID NO:15).
TABLA 2 Secuencias de polinucleótidos de cebadores de amplificación
2
Los grupos de cebadores preferidos para la amplificación de la región LTR del HIV-2 en una reacción de amplificación mediada por la transcripción, incluyen un primer cebador que hibrida el transcripto LTR del HIV-2 (como por ejemplo uno de los cebadores listados en la tabla 2), y un segundo cebador que es complementario a la secuencia de un producto de extensión del primer cebador (como por ejemplo una de las secuencias de cebadores listadas en la tabla 1). En una versión altamente preferida, el primer cebador es un cebador-promotor que incluye una secuencia del promotor T7 en su extremo 5'.
En ciertas versiones preferidas se proporciona un juego de por lo menos dos cebadores de amplificación para amplificar el ácido nucleico de HIV-2, el cual incluye: (i) un primer cebador de amplificación que consta de la secuencia de bases de SEQ ID NO:10; e (ii) un segundo cebador de amplificación que contiene un oligonucleótido que tiene o corresponde substancialmente a la secuencia de bases de SEQ ID NO:2, SEQ ID NO:3, SEQ ID NO:4, SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:6 ó SEQ ID NO:7. En una combinación particularmente preferida, el primer cebador de amplificación es un cebador-promotor que contiene un oligonucleótido que tiene o corresponde substancialmente a la secuencia de bases de SEQ ID NO:10, y el segundo cebador de amplificación contiene un oligonucleótido que tiene o corresponde substancialmente a la secuencia de bases de SEQ ID NO:6.
Sondas de detección preferidas
Los métodos para la amplificación de una secuencia diana de ácido nucleico presente en el ácido nucleico del HIV-2, pueden incluir un paso adicional para la detección de los amplicones del HIV-2. Este procedimiento para la detección de los ácidos nucleicos del HIV-2 (incluyendo los amplicones de HIV-2) incluye los pasos para: contactar una muestra de ensayo con una sonda de ensayo de hibridación la cual hibrida de preferencia a la secuencia de ácido nucleico diana, o el complemento de la misma, bajo condiciones restrictivas de hibridación, formando con ello un dúplex sonda:diana que es estable para la detección. A continuación se efectúa un paso para la determinación de si el híbrido está presente en la muestra de ensayo como una indicación de la presencia o ausencia de HIV-2 en la muestra de ensayo. Esto puede implicar la detección del dúplex sonda:diana como indicador de la presencia de HIV-2 en la muestra biológica.
Sondas de ensayo de hibridación útiles para la detección de las secuencias de ácidos nucleicos del HIV-2, incluyen una secuencia de bases substancialmente complementaria a un ARN de HIV-2 transcrito ó el ADN codificante. Así pues, las sondas de la invención hibridan una cadena de una secuencia de ácido nucleico diana del HIV-2, ó el complemento de la misma. Todas las sondas de la presente invención hibridan de forma estable una secuencia diana de HIV-2 en condiciones restrictivas del ensayo de hibridación. Estas sondas pueden tener también bases adicionales externas de la región del ácido nucleico diana, la cual puede ser o puede no ser complementaria del ácido nucleico del HIV-2.
Las sondas preferidas son suficientemente homólogas al ácido nucleico diana para hibridar en condiciones restrictivas de hibridación correspondientes aproximadamente a 60ºC cuando la concentración de sal está en el margen de 0,6-0,9M. Las sales preferidas incluyen el cloruro de litio, pero otras sales tales como el cloruro de sodio y citrato de sodio pueden también emplearse en la solución de hibridación. Ejemplo de condiciones de hibridación altamente restrictivas son alternativamente proporcionadas por 0,48M de tampón de fosfato de sodio, 0,1% de dodecilsulfato de sodio y 1 mM de cada uno de EDTA y EGTA, ó por 0,6M de LiCl, 1% de laurilsulfato de litio, 60 mM de succinato de litio y 10 mM de cada uno de EDTA y EGTA.
En ciertas versiones de la invención, las sondas tiene de preferencia secuencias complementarias a la diana de hasta 22 bases, con más preferencia hasta 18 bases y todavía con más preferencia, hasta 16 bases; e incluyen entre 14 y 22 nucleótidos contiguos contenidos en una secuencia que corresponde substancialmente a CCTGGTCTGTTAG
GACCCTTCT (SEQ ID NO:20). Se hace notar que, cada una de las sondas empleadas en los ejemplos descritos en la presente contenían una secuencia común de 14 bases GTCTGTTAGGACCC (SEQ ID NO:21). Por supuesto, las sondas de la presente invención pueden tener alternativamente secuencias que son complementarias de las secuencias de las sondas anteriores. En todos los casos, cuando las sondas son enteramente complementarias a los ácidos nucleicos del HIV-2 (incluyendo los amplicones del HIV-2), las longitudes de las sondas son de preferencia hasta de 35 nucleótidos, con más preferencia hasta de 22 nucleótidos, y todavía con mayor preferencia, hasta de 18 nucleótidos, e incluso con mayor preferencia hasta de 16 nucleótidos. Como se ha indicado más arriba, las sondas pueden estar hechas de ADN, ARN, una combinación de ADN y ARN, un análogo de ácido nucleico, o contener uno o más nucleósidos modificados (p. ej., un ribonucleósido que tenga una substitución 2'-O-metilo en el grupo ribofuranosilo).
Ejemplos específicos de sondas que pueden emplearse para llevar a cabo el ensayo descrito en la presente, incluyen oligonucleótidos que tienen o que substancialmente corresponden a las secuencias de bases, o complementos de las mismas, dadas por SEQ ID NO:22, SEQ ID NO:23, SEQ ID NO:24, SEQ ID NO:25, SEQ ID NO:26 y SEQ ID NO:27. Se prefiere también para las sondas de acuerdo con la presente invención, el incluir una marca de éster de acridinio unida a la sonda por medio de un engarce no-nucleótido. Por ejemplo, una sonda altamente preferida incluye una marca de éster de acridinio unida a la sonda mediante un engarce no nucleótido situado entre los nucleótidos 9 y 10 (lectura de 5' a 3') de SEQ ID NO:26.
La tabla siguiente presenta las secuencias de las sondas de detección preferidas que fueron empleadas para la detección de los amplicones del HIV-2. Dado que las sondas alternativas para la detección de las secuencias de ácido nucleico del HIV-2 pueden hibridar la cadena de sentido opuesto de HIV-2, la presente invención incluye también los oligonucleótidos que son complementarios de las secuencias presentadas en la tabla 3.
TABLA 3 Secuencias de polinucleótidos de las sondas de detección de los amplicones del HIV-2
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En algunas versiones de la invención, la secuencia de la sonda para la detección de las secuencias del LTR amplificado, incluye una estructura de metoxilos o por lo menos un engarce metoxilo en la estructura de ácidos nucleicos. De preferencia, las sondas de detección están marcadas con compuestos AE quimioluminiscentes que están unidos a las secuencias de la sonda por medio de un engarce substancialmente como se ha descrito en la patente U.S. nº 5.585.481; y en la patente U.S. 5.639.604, particularmente como se describe en la columna 10, línea 6 hasta la columna 11 línea 3, y en el ejemplo 8.
Selección y empleo de los oligonucleótidos de captura
Los oligonucleótidos de captura preferidos incluyen una primera secuencia que es complementaria a una secuencia del HIV-2 en la región LTR (es decir, una secuencia de unión al HIV-2), covalentemente unida a una segunda secuencia (es decir, una secuencia de "cola"), que sirve como diana para la inmovilización sobre un soporte sólido. Puede emplearse cualquier estructura para unir la secuencia de bases de un oligonucleótido de captura. En ciertas versiones preferidas el oligonucleótido de captura incluye por lo menos un engarce metoxilo en la estructura. La secuencia de cola, la cual está de preferencia en el extremo 3' de un oligonucleótido de captura, se emplea para hibridar a una secuencia de bases complementaria para proporcionar unos medios para la captura del ácido nucleico del HIV-2 diana hibridado de preferencia a otros componentes de la muestra biológica.
Aunque en una secuencia de cola puede emplearse cualquier secuencia de bases que hibrida a una secuencia de bases complementaria, se prefiere que la secuencia que hibrida se extienda en una longitud de aproximadamente 5 a 50 restos nucleótidos. Las secuencias de cola particularmente preferidas son substancialmente homopoliméricas y contienen aproximadamente de 10 a aproximadamente 40 restos de nucleótidos o con más preferencia, de aproximadamente 14 a aproximadamente 30 restos. Un oligonucleótido de captura puede incluir una primera secuencia que une específicamente un polinucleótido diana de HIV-2, y una segunda secuencia que une específicamente un tramo oligo (dT) inmovilizado en un soporte sólido.
Empleando los compuestos ilustrados en la figura 1, un ensayo para la detección de las secuencias del HIV-2 en una muestra biológica incluye los pasos de captura del ácido nucleico diana empleando el oligonucleótido de captura, amplificando la región diana capturada empleando por lo menos dos cebadores, y detectando el ácido nucleico amplificado mediante en primer lugar, la hibridación de la sonda marcada a una secuencia contenida en el ácido nucleico amplificado y a continuación detectando una señal resultante de la sonda marcada unida.
El paso de captura emplea de preferencia un oligonucleótido de captura, en donde, en condiciones de hibridación, una parte del oligonucleótido de captura hibrida específicamente a una secuencia diana de ácido nucleico y una parte de la cola sirve como un componente del par de unión, tal como un ligando (p. ej., un par de unión biotina-avidina) que permite que la región diana sea separada de otros componentes de la muestra. De preferencia, la parte de la cola del oligonucleótido de captura es una secuencia que hibrida a una secuencia complementaria inmovilizada en una partícula de soporte sólido. De preferencia, en primer lugar, el oligonucleótido de captura y el ácido nucleico diana están en solución para tener ventaja sobre la cinética de hibridación en fase solución. La hibridación produce un complejo de captura oligonucleótido:ácido nucleico diana, que puede unirse a una sonda inmovilizada a través de la hibridación de la parte de la cola del oligonucleótido de captura con una secuencia complementaria inmovilizada. Así pues, se forma un complejo que comprende un ácido nucleico diana, un oligonucleótido de captura y una sonda inmovilizada, en condiciones de hibridación. De preferencia, la sonda inmovilizada es una secuencia de repetición, y con más preferencia, una secuencia homopolimérica (p. ej., poli-A, poli-T, poli-C ó poli-G) la cual es complementaria a la secuencia de la cola y está unida a un soporte sólido. Por ejemplo, si la parte de la cola del oligonucleótido de captura contiene una secuencia poli-A, entonces la sonda inmovilizada contendría una secuencia poli-T, aunque puede emplearse cualquier combinación de secuencias complementarias. El oligonucleótido de captura puede también contener restos "espaciadores", los cuales son de una o más bases situadas entre la secuencia de bases que hibrida a la diana y la secuencia de bases de la cola que hibrida la sonda inmovilizada. Puede emplearse cualquier soporte sólido para unir el complejo ácido nucleico diana:oligonucleótido de captura. Soportes útiles pueden ser, o bien matrices o bien partículas libres en solución (p. ej., nitrocelulosa, nylon, vidrio, poliacrilato, mezcla de polímeros, poliestireno, silano polipropileno y, de preferencia, partículas que pueden atraerse magnéticamente). Los métodos de unión de una sonda inmovilizada al soporte sólido son ya bien conocidos. El soporte es de preferencia, una partícula que puede ser recuperada de la solución empleando métodos estándar (p. ej., centrifugación, atracción magnética de partículas magnéticas, y similares). Soportes preferidos son partículas para-magnéticas monodispersas (es decir, de tamaño uniforme \pm aproximadamente el 5%).
Recuperando el complejo ácido nucleico diana:sonda inmovilizada del oligonucleótido de captura, se concentra efectivamente el ácido nucleico diana (respecto a su concentración en la muestra biológica) y se purifica el ácido nucleico diana de los inhibidores de amplificación que pueden estar presentes en la muestra biológica. El ácido nucleico diana capturado puede lavarse una o más veces, a continuación purificarse la diana, por ejemplo, resuspendiendo las partículas que llevan unido el complejo ácido nucleico diana:oligonucleótido de captura:sonda inmovilizada, en una solución de lavado y a continuación recuperando las partículas que llevan unido el complejo, de la solución de lavado, como se ha descrito más arriba. En una versión preferida, los pasos de captura tienen lugar hibridando secuencialmente el oligonucleótido de captura con el ácido nucleico diana y a continuación ajustando las condiciones de hibridación para permitir la hibridación de la parte de la cola del oligonucleótido de captura con una secuencia complementaria inmovilizada (p. ej., como se describe en la patente PCT nº WO 98/50583). Después de finalizado el paso de captura, y de cualesquiera pasos opcionales de lavado, el ácido nucleico diana puede amplificarse a continuación. Para limitar el número de pasos de manipulación, el ácido nucleico diana opcionalmente puede ser amplificado sin liberarlo del oligonucleótido de captura.
Métodos preferidos para la amplificación y detección de las secuencias de polinucleótidos del HIV-2
Los métodos preferidos para emplear en los kits de la presente invención se describen e ilustran en los ejemplos que se presentan más adelante. Con referencia a la figura 1, se ilustra un sistema de detección de una región diana del genoma del HIV-2 (mostrado por una línea horizontal gruesa). Este sistema incluye cuatro oligonucleótidos (mostrados por líneas contínuas más cortas): un oligonucleótido de captura que incluye una secuencia que hibrida específicamente a la secuencia de HIV-2 en la región diana y una cola ("T") que hibrida a una secuencia complementaria inmovilizada sobre un soporte sólido para capturar la región diana presente en una muestra biológica; un cebador-promotor T7 el cual incluye una secuencia que hibrida específicamente a una secuencia de HIV-2 en la región diana y una secuencia del promotor T7 ("P") la cual cuando es de doble cadena, sirve como un promotor funcional para la T7 ARN polimerasa; un cebador no T7 el cual incluye una secuencia que hibrida específicamente a una primera cadena de ADNc formada a partir de la secuencia de la región diana empleando el cebador T7; y una sonda marcada la cual incluye una secuencia que hibrida específicamente a una parte de la región diana que se amplifica empleando los dos cebadores.
Como se ha indicado más arriba, la amplificación de la región diana capturada empleando los dos cebadores puede efectuarse empleando varias reacciones de amplificación de ácidos nucleicos ya conocidas. En una versión preferida, se emplea una reacción de amplificación asociada a la transcripción, tal como la TMA. En dicha versión, se producen muchas cadenas de ácido nucleico a partir de una única copia de ácido nucleico diana, permitiendo de esta forma la detección de la diana mediante sondas de detección que están unidas a las secuencias amplificadas. De preferencia, la amplificación asociada a la transcripción emplea dos tipos de cebadores (uno al que se llama cebador-promotor debido a que contiene una secuencia promotora, marcada "P" en la figura 1, para una ARN polimerasa) dos enzimas (una transcriptasa inversa y una ARN polimerasa), y substratos (desoxirribonucleósidos trifosfatos, ribonucleósidos trifosfatos) con sales apropiadas y tampones en solución para producir múltiples transcriptos de ARN a partir de un molde de ácido nucleico.
Con referencia a la figura 1, durante la amplificación mediada por la transcripción, el ácido nucleico diana capturado se hibrida a un primer cebador mostrado como un cebador-promotor T7. Empleando transcriptasa inversa, el ADNc se sintetiza a partir del cebador-promotor T7 empleando el ARN diana como un molde. El segundo cebador mostrado como un cebador no T7, hibrida a la cadena de ADNc y se extiende por la acción de la transcriptasa inversa para formar un dúplex de ADN, formando con ello una región promotora T7 de doble cadena. La ARN polimerasa de T7 genera entonces múltiples transcriptos de ARN empleando este promotor funcional T7. El mecanismo autocatalítico de TMA emplea pasos repetitivos de hibridación y polimerización que siguen al paso de síntesis del ADNc para producir transcriptos adicionales de ARN, amplificando con ello secuencias de ácido nucleico específicas de la región diana.
El paso de detección emplea por lo menos una sonda de detección que une específicamente a los transcriptos o amplicones del ARN amplificado descritos más arriba. De preferencia, la sonda de detección se marca con una marca detectable que puede ser detectada empleando un sistema homogéneo de detección. Con más preferencia, la sonda marcada se marca con un compuesto de éster de acridinio a partir del cual se produce y se detecta una señal quimioluminiscente, como se ha descrito más arriba.
Kits para la detección de ácidos nucleicos del HIV-2
La invención se refiere a kits para efectuar reacciones de amplificación de polinucleótidos empleando moldes de ácido nucleico del HIV-2. De preferencia los kits de acuerdo con la presente invención contienen un par de cebadores oligo-nucleótidos que pueden emplearse para la amplificación de los ácidos nucleicos del HIV-2 en una reacción de amplificación in vitro. Los kits típicos incluyen: (1) un primer oligonucleótido de amplificación que contiene SEC ID NO:10 y opcionalmente contiene una secuencia de promotor 5' no complementaria al ácido nucleico de HIV-2, y (2) un segundo oligonucleótido de amplificación que incluye una secuencia de 19-40 bases contiguas de la secuencia SEQ ID NO:1, y que tiene una longitud de hasta 100 nucleótidos. Por supuesto, pueden también incluirse en el formato del kit oligo-nucleótidos de amplificación más cortos los cuales se describen en la presente. Los kits pueden contener además una sonda de detección de oligonucleótidos que incluye la secuencia SEQ ID NO:21 ó el complemento de la misma. Esta sonda puede ser de hasta 35 nucleótidos de longitud o más cortos como se ha descrito en la presente. Todavía además, los kits pueden contener oligonucleótidos de captura para la purificación de los ácidos nucleicos del molde del HIV-2 separándolos de otras especies, antes de la amplificación. Los oligonucleótidos de captura típicos tienen las secuencias de SEQ ID NO:31 y SEQ ID NO:32.
Reacciones de amplificación multiplex
Un formato de ensayo conveniente para la detección de múltiples analitos polinucleótidos implica la ejecución de reacciones simultáneas de amplificación empleando diferentes juegos de cebadores, en donde los amplicones sintetizados en la reacción se detectan por hibridación. En este aspecto, la firma Gen-Probe Incorporated (San Diego, CA) ha desarrollado un ensayo HIV-1/HCV que detecta los ácidos nucleicos del HIV-1 y/o del HCV (virus de la hepatitis C) en un formato multiplex de un único tubo empleando tres pasos clave. En un procedimiento de preparación de la muestra inicial, se trata el plasma con detergente para liberar el ARN genómico vírico, los oligonucleótidos específicos de la diana se hibridan a la diana y son capturados en micropartículas magnéticas, las cuales se separan del plasma en un campo magnético. A continuación, se emplea un sistema de amplificación de polinucleótidos basado en la transcripción, para amplificar el HIV-1 y/o el ARN diana del HCV en una reacción única. Finalmente, la detección se efectúa empleando la hibridación del ácido nucleico con sondas quimioluminiscentes que son complementarias a los amplicones de HIV-1 ó HCV. Si el ensayo da un resultado positivo, se efectúan ensayos discriminatorios para diferenciar entre los dos virus.
Cuando el número de diferentes juegos de cebadores en una reacción de amplificación multiplex aumenta, siendo cada juego de cebadores específico para un diferente analito polinucleótido, existe una mayor probabilidad de que se produzca una interacción no deseada entre los mismos cebadores y entre los cebadores y los inoportunos amplicones. Las secuencias de los cebadores descritos ventajosamente en la presente pueden emplearse como reactivos en una única reacción de amplificación de polinucleótidos la cual es también capaz de amplificar las secuencias específicas del virus, del HIV-1, del virus de la hepatitis B (HBV) y del virus de la hepatitis C (HCV).
Los principios generales de la presente invención pueden apreciarse más completamente haciendo referencia a los siguientes ejemplos no limitantes. El primer ejemplo describe procedimientos útiles para la identificación de cebadores de amplificación.
Combinaciones de cebadores preferidas, para las secuencias de polinucleótidos de repeticiones terminales largas (LTR) del HIV-2, fueron identificadas en una serie de procedimientos que emplearon diferentes números de moléculas de moldes de ácido nucleico. Como se describe más adelante, se efectuó un ensayo inicial empleando un molde sintético de HIV-2 a un nivel de 5.000 copias/reacción. Subsiguientes ensayos efectuados empleando ó bien 100 ó bien 500 copias/reacción, proporcionaron información acerca de la sensibilidad del ensayo. El análisis de los resultados de repetidas pruebas proporcionaron valores medios de la producción de amplicones así como también información acerca de la reproducibilidad del procedimiento. Cebadores-promotores T7 y cebadores no T7 se exploraron en combinación, empleando el procedimiento de fase en solución descrito más adelante. Aunque los procedimientos descritos más adelante se efectuaron particularmente empleando un protocolo de amplificación mediada por transcripción (TMA), los cebadores descritos en la presente pueden emplearse para producir amplicones mediante métodos alternativos que serán familiares a los expertos con un nivel normal de experiencia en la técnica.
El ejemplo 1 describe los métodos empleados para la identificación de cebadores que amplificaron las secuencias de polinucleótidos del HIV-2.
Ejemplo 1 Identificación de cebadores de amplificación
Se preparó el ARN transcrito in vitro que incluía las secuencias de bases 1-644 de la región LTR del subtipo HIV2FG del HIV-2 (GenBank número de inscripción J03654), empleando un clon de plásmido linealizado como molde, de acuerdo con procedimientos estándar de laboratorio. Los transcriptos in vitro resultantes se emplearon a continuación como un molde en las reacciones de amplificación que emplearon juegos emparejados de cebadores en reacciones TMA esencialmente como describe Kacian et al., en la patente U.S. nº 5.399.491. Cada cebador promotor incluía o bien una secuencia de promotor T7, AATTTAATACGACTCACTATAGGGAGA (SEQ ID NO:28) ó GATAA
TACGACT CACTATAGGGAGACCACA (SEQ ID NO:29) en el extremo 5', y una secuencia complementaria diana en el extremo 3'. Las reacciones de amplificación fueron inicialmente efectuadas por algunas de las combinaciones de cebadores empleando 5.000 copias del molde de ARN sintético y 15 pmoles de cada cebador en 100 \mul de tampón de reacción estándar. El ácido nucleico y los cebadores se calentaron a 60ºC durante 10 minutos y a continuación se enfriaron a 42ºC para facilitar la reasociación del cebador. La transcriptasa inversa del virus de la leucemia del ratón Moloney (MMLV) (2000 unidades) y la ARN polimerasa de T7 (2000 unidades) se añadieron a continuación a las mezclas. Las reacciones de amplificación finales contenían 50 mM de Tris HCl (pH 8,5), 35 mM de KCl, 4 mM de GTP, 4 mM de ATP, 4 mM de UTP, 4 mM de CTP, 1 mM de dATP, 1 mM de dTTP, 1 mM de dCTP, 1 mM de dGTP, 20 mM de MgCl_{2}, 20 mM de N-acetil-L-cisteína, y 5% (p/v) de glicerina. Después de una hora de incubación a 42ºC, toda la reacción de amplificación de 100 \mul fue ensayada por hibridación esencialmente como describe Arnold et al., en la patente U.S. nº 5.639.604, la descripción de la cual se incluye a la presente como referencia, empleando una sonda marcada con éster de acridinio en un ensayo homogéneo de protección. Una sonda que tiene la secuencia de SEQ ID NO:27 se marcó con AE hasta una actividad específica de 1,94 x 10^{8} RLU/pmoles y a continuación se empleó en una cantidad equivalente a 1,9 x 10^{7} RLU para cada reacción de hibridación para detectar los amplicones del HIV-2. La hibridación de la sonda se efectuó en 200 \mul de una solución que contenía 0,05M de succinato de litio (pH 5), 0,6 M de LiCl, 1% (p/v) de laurilsulfato de litio, 10 mM de EDTA, 10 mM de EGTA, a 60ºC durante 15 minutos, seguido por la adición de 300 \mul de tetraborato de sodio 0,15M (pH 8,5), 1% de TRITON® X-100 (Union Carbide Corporation; Danbury, CT). Esta mezcla se incubó en primer lugar a 60ºC durante 10 minutos para inactivar la sonda no hibridada y a continuación se enfrió a temperatura ambiente. Se determinó la quimioluminiscencia restante en cada muestra empleando un luminómetro Gen-Probe LEADER® I configurado para inyección automática de 1 mM de ácido nítrico y 0,1% (v/v) de peróxido de hidrógeno seguido por la inyección de una solución conteniendo hidróxido de sodio 1N. Los resultados medidos de la reacción de quimioluminiscencia se expresaron en unidades de luz relativas (RLU).
La tabla 4 presenta los resultados de los procedimientos de amplificación que se obtuvieron empleando 5.000 copias del polinucleótido molde. Notablemente, el cebador-promotor que tenía la secuencia de SEQ ID NO:17 amplificó eficientemente las secuencias de polinucleótidos del HIV-1 (datos no mostrados) y se incluyó en el presente procedimiento para determinar si los ácidos nucleicos de HIV y HIV-2 podían ser co-amplificados empleando un cebador común. La secuencia de este cebador expandió una región de la secuencia en donde el HIV-1 y el HIV-2 difieren en una inserción/supresión. Así pues, comparada con la secuencia de SEQ ID NO:9 (de la cual se derivan las secuencias del cebador-promotor de la presente invención), la parte complementaria a la diana del HIV-2 del cebador-promotor tiene un mal apareamiento en la posición 28 de los nucleótidos y una supresión de dos nucleótidos correspondientes al par de nucleótidos AC en las posiciones 19-20 de la secuencia SEQ ID NO:9. Los resultados mostrados en la tabla se derivan de replicados de 4 pruebas (para el cebador-promotor que tiene la secuencia SEQ ID NO:16) ó 5 pruebas para los cebadores promotores que tienen las secuencias SEQ ID NO:15 y 17) del procedimiento de amplificación y detección. Algunas de las entradas de control negativo ("Neg. control") mostradas en la tabla fueron obtenidos a partir de ensayos efectuados en tiempos diferentes. Todos los valores de controles negativos se obtuvieron de pruebas efectuadas en ausencia de cualquier molde de HIV-2. A la vista de la naturaleza altamente reproducible del ensayo, asumimos razonablemente que la magnitud de las reacciones del control negativo serían también comparables a través de diferentes experimentos. Los datos que no están disponibles se representan en la tabla por "NA".
TABLA 4 Amplificación de las secuencias de polinucleótidos de HIV-2 empleando diferentes combinaciones de cebadores
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Los resultados presentados en la tabla 4 muestran que cada una de las combinaciones de cebadores ensayada a niveles del molde de 5.000 copias/reacción dió resultados positivos. Aunque todos los cebadores-promotores del procedimiento dieron fácilmente señales detectables de amplificación, el cebador-promotor identificado como SEQ ID NO:5 dio ventajosamente buenos resultados cuando se empleó en combinación con cada uno de los cebadores no T7 que se ensayaron. Notablemente, las reacciones de amplificación que incluían el cebador-promotor que tenían la secuencia SEQ ID NO:15 uniformemente, se asociaron con bajos valores de %CV, indicando con ello un alto grado de reproducibilidad y una particular energía de las reacciones de amplificación que incluían este cebador. De forma interesante, los resultados mostrados en la tabla indican que incluso el cebador-promotor que tiene la secuencia SEQ ID NO:17, el cual amplifica las secuencias de una manera altamente eficiente, amplifica también las secuencias del HIV-2 en este procedimiento.
En base a los resultados presentados en la tabla 4, se efectuaron ensayos adicionales empleando cebadores-promotores adicionales y más bajos niveles de molde de entrada para demostrar la flexibilidad con respecto al diseño de cebadores-promotores útiles y sensibilidad del ensayo. Más particularmente, los procedimientos de ampliación y detección descritos más arriba se repitieron empleando los cebadores-promotores que tienen las secuencias SEQ ID NO:15 y 17 en combinación con cebadores no T7 e incluso 100 ó 500 copias del molde HIV-2 en cada reacción. A continuación, se seleccionó uno de los cebadores no T7 para el ensayo en combinación con una colección de cebadores-promotores T7 que tenían secuencias de promotor T7 y secuencias diana complementarias diferentes de las que están presentes en uno cualquiera de los cebadores-promotores que tienen secuencias identificadas mediante las SEQ ID NO: 15-17. Los resultados de estos procedimientos están presentados en las tablas 5-8.
TABLA 5 Amplificación de las secuencias de polinucleótidos del HIV-2 con 500 copias/reacción, empleando diferentes combinaciones de cebadores
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TABLA 6 Amplificación de las secuencias de polinucleótidos del HIV-2 con 100 copias/reacción, empleando diferentes combinaciones de cebadores
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Los resultados presentados en las Tablas 5 y 6 confirmaron que el cebador-promotor identificado por SEQ ID NO:15 amplificó eficientemente las secuencias de polinucleótidos del HIV-2, con cada uno de los cebadores no T7 indicados, incluso a niveles del molde de entrada de solamente 100 copias/reacción. El cebador-promotor que tiene la secuencia SEQ ID NO:17 fue también útil como un componente en la reacción de amplificación, aunque a un nivel algo reducido comparado con el cebador-promotor que tiene la secuencia de SEQ ID NO:15. Pensado claramente, estos dos cebadores definen una reacción de la región LTR que fue útil como diana para la unión del cebador en el ensayo de amplificación de los ácidos nucleicos del HIV-2.
Se sintetizaron tres cebadores no T7 adicionales, y se ensayaron en combinación con el cebador-promotor de SEQ ID NO:15 en el ensayo de amplificación del HIV-2. Estos cebadores adicionales tienen la secuencia dada por SEQ ID NO: 4-6, en donde las posiciones 1-4 de cada oligonucleótido fue ocupada por restos 2' metoxi. La tabla 7 presenta los resultados obtenidos cuando estos juegos de cebadores fueron ensayados con el protocolo de amplificación descrito más arriba empleando 100 copias del ARN del molde sintético del HIV-2 en cada reacción y los productos de la amplificación fueron detectados esencialmente como se ha descrito más arriba.
TABLA 7 Amplificación de las secuencias de polinucleótidos del HIV-2 con 100 copias/reacción empleando diferentes combinaciones de cebadores
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Los resultados presentado en la tabla 7 mostraron que las tres combinaciones de cebadores dieron excepcionalmente buenos resultados en el procedimiento de amplificación. Notablemente, la combinación del cebador que tiene la secuencia SEQ ID NO:6 y el cebador-promotor que tiene la secuencia SEQ ID NO:15 amplificó eficientemente la secuencia del molde de HIV-2 y ventajosamente dio una lectura muy baja para la reacción de control negativo. La combinación del cebador que tiene la secuencia SEQ ID NO:6 y el cebador-promotor que tiene la secuencia SEQ ID NO:15 es una combinación altamente preferida para la amplificación de las secuencias de polinucleótidos del HIV-2.
Finalmente, el cebador que tiene la secuencia SEQ ID NO:6 se ensayó en combinación con los cebadores-promotores identificados por SEQ ID NO:18 y 19, en reacciones de amplificación que se efectuaron empleando o bien 500 ó bien 100 copias/reacción del molde del HIV-2. Significativamente, tanto la secuencia complementaria diana como la secuencia del promotor T7 en los dos cebadores fueron diferentes de la secuencia del promotor T7 empleado en los cebadores, promotores de SEQ ID NO:15-17. También es significativo el hecho de que el cebador-promotor identificado por SEQ ID NO:18 contiene una única supresión de bases que corresponde al resto A de la posición 19 de la secuencia dada por SEQ ID NO:9. Los valores numéricos presentados en la tabla 8 son respectivamente los resultados de las pruebas repetidas 5 y 4 efectuadas empleando 500 y 100 copias/reacción ó la diana HIV-2.
TABLA 8 Amplificación de las secuencias de los polinucleótidos de HIV-1 con 500 ó 100 copias/reacción empleando diferentes combinaciones de cebadores
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Los resultados presentados en la tabla 8 demostraron que ambos cebadores-promotores T7 identificados por SEQ ID NO:18-19, dieron buenos resultados en el ensayo de amplificación, con señales positivas oscilando de 500-1.000 veces por encima de las señales medidas en las reacciones de control negativo efectuadas empleando 500 copias/reacción del HIV-2 diana. Remarcablemente, las señales de hibridación de la sonda medida en las reacciones del control negativo que incluían estos cebadores-promotores fueron ventajosamente muy bajas. Los resultados demostraron además que podían emplearse secuencias diferentes del promotor T7, en el procedimiento de amplificación, obteniendo buenos resultados.
Los resultados adicionales presentados en las tablas 3-7 mostraron que la región diana de LTR unida mediante cada uno de los cebadores no T7 descritos más arriba, definían un dominio que podía ser empleado para diseñar cebadores adicionales para emplear en combinación con cebadores-promotores T7 para la amplificación las secuencias de HIV-2. Este dominio abarcaba la secuencia de 40 nucleótidos de longitud dada por GTGTGTGTTCCCATCTCTCC
TAGTCGCCGCCTGGTCATTC (SEQ ID NO:1). El oligonucleótido que tiene las secuencias substancialmente correspondientes a esta secuencia, o un subconjunto de la misma, pueden emplearse como cebadores en las reacciones de amplificación descritas en la presente. Adicionalmente, los resultados de las tablas 4-8 mostraron que la región diana de LTR unida mediante cada uno de los cebadores promotores T7 más arriba descritos, definía un dominio que podía emplearse en combinación con cebadores no T7 para amplificar secuencias de HIV-2. Este dominio abarcaba la secuencia de 34 nucleótidos de longitud AAAATCCCTAG CAGGTTGGCGCCCGAACAGGGAC (/SEQ ID NO:8). Los oligonucleótidos complementarios a esta secuencia o a una secuencia substancialmente complementaria a esta secuencia, pueden ser empleados como cebadores en las reacciones de amplificación descritas en la presente.
El ejemplo 2 describe los métodos empleados para identificar las sondas que fueron útiles para la detección de los amplicones del HIV-2. En este procedimiento una única diana sintética de oligonucleótidos complementaria a una serie de diferentes secuencias de sondas, sirve como diana en un ensayo de unión a la sonda.
Ejemplo 2 Sondas de oligonucleótidos para la detección del HIV-2
Un oligonucleótido de HIV-2 antisentido sintético, que tiene la secuencia GAAGGGUCCUAACAGACCAGG
GUCUUGUUA (SEQ ID NO:30) se preparó empleando nucleótidos 2' metoxilo, de acuerdo con procedimientos estándar de laboratorio. Este oligonucleótido sirvió de modelo de ARN diana. Seis diferentes oligonucleótidos que fueron preparados empleando 2' metoxi nucleótidos y ensayados como sondas tenían las secuencias dadas en la
Tabla 3.
Las reacciones de hibridación constan de volúmenes de 100 \mul de tampón de protección de la sonda que contiene cantidades de sonda marcada con AE correspondientes a 1 x 10^{6} RLU y 100 \mul que contienen 2 pmoles del ARN diana del HIV-2 sintético. La solución tampón incluía 75 mM de ácido succínico, 129 mM de laurilsulfato de sodio, 75 mM de hidróxido de litio, 15 mM de aldritiol-2, 1,0 M de cloruro de litio. 1 mM de EDTA 3% v/v de alcohol etílico, y se ajustó el pH a 4,2. Las mezclas se hibridaron durante 15 minutos a 60ºC y a continuación se seleccionaron con 250 \mul de solución reactivo de selección que incluía 600 mM de ácido bórico, 235 mM de NaOH y 1% vol/vol de TRITON X-100 (estando ajustado el pH de la solución a pH 9), durante 10 minutos y a continuación enfriado a temperatura ambiente durante 10 minutos. Las reacciones de hibridación de control negativo obviaron el oligonucleótido diana de HIV-2 antisentido. La quimioluminiscencia que reflejaba la cantidad de marca AE asociada con la sonda hibridada se determinó empleando el método descrito más arriba. Los resultados de este procedimiento están presentados en la Tabla 9.
TABLA 9 Resultados de la hibridación de la sonda
9
Como indican los resultados presentados por la Tabla 9, cada una de las sondas ensayadas en el procedimiento dio bajos niveles de hibridación de fondo y por lo menos niveles moderados de reacción positiva con la secuencia diana de HIV-2. Más particularmente, los valores de control negativo fueron todos inferiores al 0,25%, mientras que las reacciones efectuadas en presencia de la secuencia diana de HIV-2 fueron todas mayores del 15% del nivel de entrada de la sonda. Teniendo en cuenta juntamente con lo mostrado en el ejemplo 1 de que la sonda que tiene la secuencia SEQ ID NO:27 es útil para la detección de los amplicones del HIV-2, los resultados de la Tabla 9 mostraron que todas las secuencias presentadas en la Tabla 3 eran útiles como sondas de detección.
El éxito conseguido por el procedimiento anterior definió un dominio de secuencias de HIV-2 que podía ser empleado para el diseño de sondas de detección adicionales. Más particularmente, este dominio extendía un tramo de 22 nucleótidos de largo, que tenía la secuencia CCTGGTCTGTTAGGACCCTTCT (SEQ ID NO:20). Los oligonucleótidos que tienen secuencias que substancialmente corresponden a esta secuencia, un subgrupo de las mismos o el complemento de los mismos, pueden emplearse como sondas para la detección de ácidos nucleicos del HIV-2. Por supuesto, las sondas útiles pueden ser más largas que la longitud de este dominio, y la parte complementaria del HIV-2 de sondas útiles puede ser incorporada en las sondas, como por ejemplo, faros moleculares, que tienen particulares estructuras secundarias. Dado que la secuencia SEQ ID NO:20 deriva de una parte del genoma del HIV-2 que está ausente del genoma del HIV-1, estas sondas son específicas para el HIV-2 y no para el HIV-1.
De manera notable, las sondas que tienen las secuencias SEQ ID NO:26 y 25 dieron inusualmente buenos resultados en este procedimiento. Las secuencias de oligonucleótidos de estas sondas son altamente preferidas para emplear en el paso de detección del ensayo descrito más arriba. Por supuesto, la posición de cualquier marca detectable puede variar de manera que caiga todavía dentro del ámbito de la invención. Por ejemplo, es altamente preferido emplear una sonda que tiene la secuencia SEQ ID NO:26 con una marca AE unida entre las posiciones 9 y 10 para la detección del amplicón de HIV-2 empleando los procedimientos descritos más arriba.
Los métodos para la determinación de si los oligo-nucleótidos candidatos pueden emplearse para la captura de los ácidos nucleicos del HIV-2 de la solución, fueron efectuados empleando el ARN del HIV-2 transcrito in vitro descrito más arriba, como diana modelo. Cada uno de los dos diferentes oligonucleótidos candidatos de captura, incluían una secuencia específica del HIV-2 unida a un tramo oligo-(dA). Cuando se combinó con el ARN diana del HIV-2 y las partículas magnéticas modificadas para exhibir el oligo-(dT), un oligonucleótido funcional de captura puenteó la diana del HIV-2 y la partícula, e inmovilizó el HIV-2 diana. Eliminando los complejos de las partículas de la solución, se representó efectivamente un medio para el enriquecimiento del molde del HIV-2. En el procedimiento descrito en el ejemplo siguiente, dos oligonucleótidos de captura fueron conectados por separado con el ARN de HIV-2 y las partículas magnéticas modificadas con el oligo-(dT). Después de recoger y lavar las partículas, se detectaron las secuencias de HIV-2 unidas en ensayos homogéneos de protección. En cada caso, el oligonucleótido de captura inmovilizó el ARN diana del HIV-2 sobre la partícula magnética.
El ejemplo siguiente describe métodos que fueron empleados para la identificación de oligonucleótidos de captura del HIV-2.
Ejemplo 3 Detección de secuencias diana del HIV-2 empleando oligonucleótidos de captura
Se dispersaron 5 x 10^{11} copias de un ARN diana de LTR de HIV-2 transcrito in vitro (descrito más arriba), en 400 \mul de tampón de lisis/captura que contenía o bien 0,15 pmoles, o bien 3,5 pmoles ó bien 5 pmoles de oligonucleótidos de captura que tenían las secuencias SEQ ID NO:31 y 32, y aproximadamente 100 \mug de poli-(dT_{14}) inmovilizado unido a partículas paramagnéticas (partículas de 0,75-1,05 \mu, Seradyn, Indianápolis, IN). El tampón de lisis/captura incluía 790 mM de HEPES, 230 mM de ácido succínico, 10% (p/v) de lauril sulfato de litio, 680 mM de hidróxido de litio monohidrato. El oligonucleótido de captura que tiene la secuencia SEQ ID NO:31 tenía las posiciones 1-20 ocupadas por análogos del 2'-metoxi nucleótido y las posiciones 21-53 ocupadas por desoxirribonucleótidos. El oligonucleótido de captura que tiene la secuencia SEQ ID NO:32 tenía las posiciones 1-18 ocupadas por análogos del 2'-metoxi nucleótido y las posiciones 19-51 ocupadas por desoxirribonucleótidos. Un espaciador representado por la secuencia 5'-TTT-3' estaba interpuesto entre la secuencia complementaria del HIV-2 y la región de cola poli(A) para cada uno de los oligonucleótidos de captura. El poli-(dT_{14}) se unió a las partículas paramagnéticas empleando la química de la carbodiimida como está descrito por Lund et al., en Nuc. Acids Res. 16: 10861-10880 (1988). Las mezclas se calentaron a 55-60ºC durante aproximadamente 15 a 30 minutos y a continuación se enfriaron a temperatura ambiente para permitir la hibridación. Se aplicó un campo magnético para recoger los complejos en partículas que contenían el oligonucleótido de captura inmovilizado y el ARN del HIV-2, empleando procedimientos tales como los descritos por Wang en la patente U.S. nº 4.895.650. Las partículas se lavaron dos veces con 1 ml de un tampón de lavado (10 mM de HEPES, 6,5 mM de NaOH, 1 mM de EDTA, 0,3% (v/v) de etanol, 0,02% (p/v) de metil-paraben, 0,01% (p/v) de propil-paraben, 150 mM de NaCl, 0,1% (p/v) de lauril sulfato de sodio) por resuspensión y repetición del paso de separación magnética. Las partículas lavadas se suspendieron en 100 \mul de tampón de hibridación, y la mezcla se sometió al procedimiento de hibridación de la sonda y detección, descrito en el ejemplo anterior, excepto que se empleó una sonda con la secuencia SEQ ID NO:33 en lugar de una sonda con la secuencia SEQ ID NO:27. Para cada condición de ensayo, un control de captura simulado indicó el valor máximo de quimioluminiscencia que podía lograrse en el ensayo. La Tabla 10 presenta las mediciones de quimioluminiscencia para los dos replicados de dos ensayos para cada nivel de oligonucleótido de captura.
TABLA 10 Eficiencia de la captura de la diana
10
Los resultados presentados en la Tabla 10 confirmaron que los dos oligonucleótidos ensayados en el procedimiento podían emplearse para la captura del ARN del HIV-2 de la solución.
El ejemplo 4 describe procedimientos que pueden seguirse para detectar los ácidos nucleicos del HIV-2 en una muestra biológica. Aunque este ejemplo describe una muestra de control que contiene una cantidad conocida de ácidos nucleicos de HIV-2, debe entenderse que podría ser substituida por una muestra de plasma obtenida a partir de una muestra de sangre de un donante humano. Un resultado positivo de la hibridación en el último caso, indicaría la presencia de los ácidos nucleicos del HIV-2 en la muestra del donante.
Ejemplo 4 Detección de los ácidos nucleicos del HIV-2 empleando la amplificación del ácido nucleico
Una primera muestra de plasma humano que contenía una cantidad conocida de HIV-2 (100 copias de HIV-2 por tubo de reacción), se mezcla con un volumen igual de un tampón de lisis/captura, como se describe en el ejemplo 3. Para capturar el ARN diana del HIV-2, la mezcla contiene también aproximadamente 3,5 pmoles de oligonucleótido de captura que tiene la secuencia de SEQ ID NO:31 y aproximadamente 100 \mug de sonda poli-dT_{14} inmovilizada, unida a partículas para-magnéticas (partículas de 0,7-1,05 \mu, Seradyn, Indianápolis, IN). La mezcla se calienta a 55-60ºC durante aproximadamente 15 a 30 minutos y a continuación se enfría a temperatura ambiente para permitir la hibridación. A continuación se aplica un campo magnético para separar los complejos de las partículas. Las partículas se lavan dos veces con 1 ml de un tampón de lavado y a continuación se resuspenden en 75 \mul de una solución reactiva de amplificación de ácido nucleico para la amplificación asociada a la transcripción, empleando métodos substancialmente como describe Kacian et al., en las patentes U.S. nº 5.399.491 y 5.554.516.
En breves palabras, las partículas lavadas con los complejos unidos, se mezclan con 15 pmoles cada uno de los oligonucleótidos de amplificación que tienen las secuencias SEQ ID NO:15 y 6 en una mezcla de reacción (40 mM de Tris base (pH 7,5); 17,5 mM de KCl, 20 mM de MgCl_{2}, 5% de polivinilpirrolidona (PVP), 1 mM de cada dNTP, 4 mM de cada rNTP), se cubren con una capa de aceite inerte para impedir la evaporación, se incuba a 60ºC durante 10 minutos, y a continuación, a 41,5-42ºC durante 10 minutos. Se añaden enzimas (aproximadamente 3.000 unidades de MMLV transcriptasa inversa y aproximadamente 3.000 unidades de 7T ARN polimerasa por reacción), se mezcla, y el ácido nucleico del HIV-2 diana se amplifica a 41,5-42ºC durante 1 hora.
Las secuencias diana del HIV-2 amplificadas, se hibridan con una sonda marcada con AE que tiene la secuencia SEQ ID NO:26 y a continuación se detecta por quimioluminiscencia, y los resultados se expresan en unidades relativas de luz (RLU), substancialmente como se ha descrito anteriormente. Para cada condición de ensayo, los controles negativos tienen un volumen igual de plasma que no contiene ningún ácido nucleico de HIV-2, substituido por las muestras que contienen el HIV-2. A continuación, se comparan las lecturas detectadas de RLU de estos
ensayos.
Los resultados de estos procedimientos muestran que las secuencias de ácido nucleico del HIV-2 pueden ser fácilmente detectadas en una muestra biológica empleando los métodos de la presente invención. Más particularmente, las muestras de control negativo dan resultados de hibridación de la sonda que corresponden a las señales de fondo solamente. A la inversa, las muestras que contienen ácidos nucleicos de HIV-2 dan señales de hibridación que son varias veces mayores que el fondo. Esto indica que las reacciones de amplificación y detección son viables.
\newpage
Esta invención ha sido descrita con referencia a un número específico de ejemplos y versiones de la misma. Por supuesto, un número de diferentes versiones de la presente invención serán sugeridas por los expertos en la técnica después de revisar la anterior descripción detallada. Así pues, el verdadero ámbito de la presente invención ha de determinarse después de la referencia a las reivindicaciones del apéndice.
<110> Yang, Yeasing
\hskip1cm Burell, Terrie
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<120> Composiciones y métodos para la detección del virus de la inmunodeficiencia humana 2 (HIV-2)
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<130> GP117-03.UT
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<150> 60/242.620
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<151> 2000-10-23
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<150> 60/280.058
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<151> 2001-03-30
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<160> 34
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<170> FastSEQ para Windows versión 3.0
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<210> 1
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gtgtgtgttc ccatctctcc tagtcgccgc ctggtcattc
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gttcccatct ctcctagtcg c
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tcctagtcgc cgcctggtca
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cctagtcgcc gcctggtca
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tagtcgccgc ctggtcattc
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34
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gtccctgttc gggcgccaac ctgctaggga tttt
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34
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<213> HIV-2
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cgggcgccaa cctgctaggg atttt
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25
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<212> DNA
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<213> HIV-2
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gtccctgttc gggcgcca
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18
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<211> 23
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<212> DNA
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> El cebador se empareja mal con la secuencia de HIV-2 por supresión de dos nucleótidos y mutación en una tercera posición
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<400> 12
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cgggcgccac tgctagagat ttt
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23
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<210> 13
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<211> 24
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<212> DNA
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> El cebador se empareja mal con la secuencia de HIV-2 por supresión de un nucleotido.
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<400> 13
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<211> 25
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<212> DNA
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<213> HIV-2
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<400> 14
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25
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<210> 15
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<211> 52
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<212> DNA
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Cebador del promotor T7 que tiene una secuencia de promotor con una adición en el extremo 5' de una secuencia de cebador complementaria del HIV-2.
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<400> 15
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aatttaatac gactcactat agggagacgg gcgccaacct gctagggatt tt
\hfill
52
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<210> 16
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<211> 45
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<212> DNA
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Cebador del promotor T7 que tiene una secuencia de promotor con una adición en el extremo 5' de una secuencia de cebador complementaria del HIV-2
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<400> 16
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aatttaatac gactcactat agggagagtc cctgttcggg cgcca
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45
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<211> 50
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<212> DNA
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Cebador del promotor T7 que tiene una secuencia de promotor con una adición en el extremo 5' de una secuencia dada, como SEQ ID NO:12
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<400> 17
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50
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<210> 18
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<211> 57
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<212> DNA
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Cebador del promotor T7 que tiene una secuencia de promotor con una adición en el extremo 5' de una secuencia dada, como SEQ ID NO:13
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<400> 18
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gaaattaata cgactcacta tagggagacc acacgggcgc cacctgctag ggatttt
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<210> 19
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<212> DNA
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Cebador del promotor T7 que tiene una secuencia de promotor con una adicción en el extremo 5' de una secuencia de cebador complementaria del HIV-2
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 19
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\hskip-.1em\dddseqskip
gaaattaata cgactcacta tagggagacc acaccctgtt cgggcgccaa cctgctag
\hfill
58
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 22
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<212> DNA
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<213> HIV-2
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 20
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\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
cctggtctgt taggaccctt
\hfill
22
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 14
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<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> HIV-2
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gtctgttagg accc
\hfill
14
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 22
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<211> 18
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<212> DNA
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<213> HIV-2
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 22
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\hskip-.1em\dddseqskip
cctggtctgt taggaccc
\hfill
18
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 23
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<211> 18
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<212> DNA
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<213> HIV-2
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 23
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\hskip-.1em\dddseqskip
ctggtctgtt aggaccct
\hfill
18
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 24
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<211> 18
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<212> DNA
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<213> HIV-2
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 24
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\hskip-.1em\dddseqskip
tggtctgtta ggaccctt
\hfill
18
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 25
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<211> 18
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<212> DNA
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<213> HIV-2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 25
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\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
ggtctgttag gacccttc
\hfill
18
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 26
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 16
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<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> HIV-2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 26
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gtctgttagg accctt
\hfill
16
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 18
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<212> DNA
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<213> HIV-2
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 27
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\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gtctgttagg acccttct
\hfill
18
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 28
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> HIV-2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 28
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
aatttaatac gactcactat agggaga
\hfill
27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 33
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> HIV-2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gaaattaata cgactcacta tagggagacc aca
\hfill
33
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 30
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 30
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<212> RNA
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<213> HIV-2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 30
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gaaggguccu aacagaccag ggucuuguua
\hfill
30
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 31
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 53
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
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<213> HIV-2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 31
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
ttcctgccgc ccttactgcc tttaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaa
\hfill
53
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 32
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 51
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> HIV-2
\vskip1.000000\baselineskip
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<400> 32
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\hskip-.1em\dddseqskip
ttcctgccgc ccttactgtt taaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa a
\hfill
51
\vskip1.000000\baselineskip
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<210> 33
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<211> 16
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<212> DNA
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<213> HIV-2
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<400> 33
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aaagggtcct aacaga
\hfill
16
\vskip1.000000\baselineskip
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<210> 34
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<211> 9
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<212> DNA
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<213> HIV-2
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<400> 34
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\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
cgggcgcca
\hfill
9

Claims (23)

1. Un kit para la detección de ácidos nucleicos del HIV-2, el cual comprende
(a) un primer oligonucleótido de amplificación que contiene la SEQ ID NO:10 y opcionalmente contiene una secuencia de promotor 5' no complementaria al ácido nucleico del HIV-2; y
(b) un segundo oligonucleótido de amplificación que contiene una secuencia de 19-40 bases contiguas de la secuencia SEQ ID NO:1, teniendo dicho segundo oligonucleótido de amplificación una longitud de hasta 100 nucleótidos.
2. El kit de la reivindicación 1, el cual comprende además:
(c) una sonda de detección de oligonucleótidos que contiene la secuencia SEQ ID NO:21 ó el complemento de la misma, y una marca detectable.
3. El kit de la reivindicación 1, en donde la longitud del segundo oligonucleótido de amplificación es de 19-40 nucleótidos.
4. El kit de la reivindicación 3, en donde la longitud del segundo oligonucleótido de amplificación es de 19-21 nucleótidos.
5. El kit de la reivindicación 3 ó 4, en donde la longitud del primer oligonucleótido de amplificación es de hasta 60 nucleótidos.
6. El kit de la reivindicación 5, en donde el primer oligonucleótido de amplificación incluye dicha secuencia opcional de promotor 5'.
7. El kit de la reivindicación 6, en donde el primer oligonucleótido de amplificación es el cebador-promotor de SEQ ID NO:15.
8. El kit de la reivindicación 1, en donde el primer oligonucleótido de amplificación consiste en la SEQ ID NO:10, y en donde la longitud del segundo oligonucleótido de amplificación es de 19-21 nucleótidos.
9. El kit de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en donde el segundo oligonucleótido de amplificación se selecciona del grupo formado por SEQ ID NO:2, SEQ ID NO:3, SEQ ID NO:4, SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:6, y SEQ ID NO:7.
10. El kit de la reivindicación 2, en donde dicha sonda de detección de oligonucleótidos tiene una longitud de hasta 35 nucleótidos.
11. El kit de la reivindicación 10, en donde la longitud de dicha sonda de detección de oligonucleótidos es de hasta 22 nucleótidos.
12. El kit de la reivindicación 11, en donde dicha sonda de detección de oligonucleótidos tiene una longitud de hasta 18 nucleótidos.
13. El kit de la reivindicación 12, en donde la secuencia de dicha sonda de detección de oligonucleótidos se selecciona del grupo formado por SEQ ID NO:22, SEQ ID NO:23, SEQ ID NO:24, SEQ ID NO:25, SEQ ID NO:26, y SEQ ID NO:27.
14. El kit de la reivindicación 13, en donde la secuencia del primer oligonucleótido de amplificación es la SEQ ID NO:10 ó la SEQ ID NO:15, y en donde la secuencia del segundo oligonucleótido de amplificación se selecciona del grupo formado por SEQ ID NO:2, SEQ ID NO:3, SEQ ID NO:4, SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:6, y SEQ ID NO:7.
15. El kit de la reivindicación 11 ó 12, en donde dicha sonda de detección de oligonucleótidos consta por lo menos de 16 nucleótidos contiguos contenidos dentro de la secuencia SEQ ID NO:20 ó el complemento de la misma.
16. El kit de la reivindicación 11, en donde dicha sonda de detección de oligonucleótidos tiene la secuencia SEQ ID NO:20 ó el complemento de la misma.
17. El kit de la reivindicación 15, en donde la longitud de dicha sonda de detección de oligonucleótidos es de 18 nucleótidos.
18. El kit de la reivindicación 15, en donde dicha sonda de detección de oligonucleótidos tiene una secuencia seleccionada del grupo formado por SEQ ID NO:22 ó el complemento de la misma, SEQ ID NO:23 ó el complemento de la misma, SEQ ID NO:24 ó el complemento de la misma, SEQ ID NO:25 ó el complemento de la misma, SEQ ID NO:26 ó el complemento de la misma, y SEQ ID NO:27 ó el complemento de la misma.
19. El kit de la reivindicación 10, en donde dicha sonda de detección de oligonucleótidos está formada por ADN.
20. El kit de la reivindicación 10, en donde dicha sonda de detección de oligonucleótidos comprende por lo menos un nucleótido análogo.
21. El kit de la reivindicación 20, en donde por lo menos dicho nucleótido análogo, comprende un grupo metoxi en la posición 2' de un grupo ribosa.
22. El kit de la reivindicación 18, en donde la marca detectable es una marca quimioluminiscente o una marca radiactiva.
23. El kit de la reivindicación 22, en donde la marca detectable es un éster de acridinio.
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