ES2330334T3 - Antigenos de streptococcus pyogenes. - Google Patents
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Abstract
Una vacuna que comprende un fragmento antigénico del antígeno reactivo en suero hiperinmune de Sec. ID Nº 215, seleccionado del grupo constituido por péptidos que comprenden las secuencias de aminoácidos 31-345 ó 247- 260 de Sec. ID Nº 215 ó derivados que comprenden la secuencia de aminoácidos 37-345 de Sec. ID Nº 215 con 1 a 10 sustituciones, deleciones o adiciones de aminoácidos, en cualquier combinación.
Description
Antígenos de Streptococcus pyogenes.
La presente invención se refiere a moléculas de
ácido nucleico aisladas, que codifican antígenos para
Streptococcus pyogenes, que son adecuados para uso en la
preparación de medicamentos farmacéuticos para la prevención y el
tratamiento de las infecciones bacterianas causadas por
Streptococcus pyogenes.
El Streptococcus pyogenes, también
llamado estreptococo grupo A (GAS), es un importante patógeno
bacteriano extracelular gram positivo e infecta comúnmente a los
seres humanos. Los GAS colonizan la garganta o la piel y son
responsables de una serie de infecciones supurativas y de secuelas
no supurativas. Es principalmente una enfermedad de los niños y
causa una diversidad de infecciones, incluidas la faringitis
bacteriana, la escarlatina, el impétigo y la sepsis en los seres
humanos. Décadas de estudios epidemiológicos han dado lugar al
concepto de cepas características de la garganta y de la piel, donde
ciertos serotipos con frecuencia están asociados con infecciones de
la garganta o de la piel, respectivamente {Cunningham, M., 2000}. Se
ha descubierto que los GAS son responsables del síndrome del choque
tóxico estreptocócico asociado a la fascitis necrotizante que
últimamente ha resurgido en los EEUU {Cone, L. y col., 1987;
Stevens, D., 1992} y se ha descrito como la bacteria "comedora de
carne" que invade la piel y los tejidos blandos dando como
resultado la destrucción de los tejidos o de los miembros.
Pueden presentarse varias secuelas
postestreptocócicas en los seres humanos posteriores a la infección,
tales como la fiebre reumática aguda, la glomerulonefritis aguda y
la artritis reactiva. De éstas, la fiebre reumática aguda y la
enfermedad reumática cardiaca son las secuelas autoinmunes más
graves y han dado lugar a incapacidad y muerte de niños en todo el
mundo. S. pyogenes puede también causar enfermedades agudas
graves tales como la escarlatina y la fascitis necrotizante y se ha
asociado con el síndrome de Tourette, tics y trastornos del
movimiento y de la atención.
Los estreptococos del grupo A son la causa
bacteriana más común del dolor de garganta y la faringitis y
explican al menos el 16% de todas las visitas de consulta en una
práctica médica general, dependiente de la estación
{Hope-Simpson, R., 1981}. Afecta principalmente a
niños en edad escolar de entre 5 y 15 años de edad {Cunningham, M.,
2000}. Todas las edades son susceptibles de propagar el organismo
bajo condiciones de hacinamiento, por ejemplo en las escuelas. Los
GAS no se consideran flora normal, aunque la portación faríngea de
estreptococos del grupo A puede tener lugar sin síntomas
clínicos.
Los estreptococos del grupo A pueden
identificarse por el esquema de clasificación de Lancefield de
tipificación serológica basado en sus hidratos de carbono o pueden
clasificarse en serotipos de la proteína M en base a una proteína
de superficie que puede extraerse hirviendo las bacterias con ácido
clorhídrico. Esto ha dado lugar a la identificación de más de 80
serotipos, que pueden también tipificarse por medio de un enfoque
molecular (genes emm). Ciertos serotipos de proteína M del S.
pyogenes están asociados principalmente con la faringitis y la
fiebre reumática, mientras que otros parece causar principalmente la
piodermia y la glomerulonefritis aguda {Cunningham, M., 2000}.
También están implicados como causa de
faringitis y ocasionalmente choque tóxico los estreptococos de los
grupos C y G, que deben identificarse después del cultivo de
garganta {Hope-Simpson, R., 1981; Bisno, A. y col.,
1987}.
Actualmente, las infecciones estreptocócicas
sólo pueden tratarse por medio de terapia con antibióticos. Sin
embargo, el 25-30% de los tratados con antibióticos
muestran enfermedad recurrente y/o emiten el organismo en las
secreciones mucosas. En la actualidad no hay tratamiento preventivo
(vacuna) disponible para evitar las infecciones
estreptocócicas.
Por consiguiente, sigue existiendo la necesidad
de un tratamiento eficaz para prevenir o aliviar las infecciones
estreptocócicas. Una vacuna no sólo podría prevenir las infecciones
por estreptococos, sino más específicamente podría prevenir o
aliviar la colonización de los tejidos del huésped, reduciendo de
este modo la incidencia de faringitis y de otras infecciones
supurativas. La eliminación de las secuelas no supurativas, tales
como la fiebre reumática, la glomerulonefritis aguda, la sepsis, el
choque tóxico y la fascitis necrotizante, sería una consecuencia
directa de reducir la incidencia de la infección aguda y la
portación del organismo. Las vacunas capaces de demostrar
protección cruzada contra otros estreptococos también serían útiles
para prevenir o aliviar las infecciones causadas por todas las
otras especies de estreptococos beta hemolíticos, a saber, los
grupos A, B, C y G.
Una vacuna puede contener una completa
diversidad de antígenos diferentes. Los ejemplos de antígenos son
los organismos completos, atenuados o muertos, subfracciones de
estos organismos/tejidos, proteínas, o, en su forma simple más
simple, péptidos. Los antígenos pueden también ser reconocidos por
el sistema inmune en la forma de proteínas o péptidos glicosilados
y pueden también ser o contener polisacáridos o lípidos. Pueden
usarse péptidos cortos ya que, por ejemplo, las células T
citotóxicas (CTL) reconocen los antígenos en la forma de péptidos
cortos, usualmente de 8-11 aminoácidos de longitud
conjuntamente con el complejo principal de histocompatibilidad
(MHC). Las células B pueden reconocer epítopos lineales tan cortos
como 4-5 aminoácidos, así como estructuras
tridimensionales (epítopos conformacionales). Para obtener
respuestas inmunes sostenidas, específicas de antígeno, los
adyuvantes necesitan disparar las cascadas inmunes que implican a
todas las células del sistema inmune necesario. Principalmente, los
adyuvantes actúan, pero no están restringidos en su modo de acción,
en las denominadas células presentadoras de antígeno (APC).
Usualmente estas células primero encuentran el(los)
antígeno(s) y a continuación sigue la presentación del
antígeno procesado o sin modificar a las células efectoras inmunes.
También pueden estar implicados tipos de células intermedias.
Solamente las células efectoras con la especificidad adecuada se
activan en una respuesta inmune productiva. El adyuvante puede
también retener localmente los antígenos y otros factores
inyectados conjuntamente. Además, el adyuvante puede también actuar
como quimiotáctico para otras células inmunes o puede actuar
localmente y/o sistémicamente como agente estimulador para el
sistema inmune.
Los enfoques para desarrollar una vacuna
estreptocócica del grupo A se han centrado principalmente en la
proteína M de la superficie celular del S. pyogenes {Bessen,
D. y col., 1988; Bronze, M. y col., 1988}. Puesto que existen más
de 80 diferentes serotipos M de S. pyogenes y continuamente
surgen nuevos serotipos {Fischetti, V., 1989}, la inoculación con
una cantidad limitada de proteína M específica de serotipo o
péptidos derivados de la proteína M probablemente no será eficaz
para proteger contra todos los otros serotipos M. Además, se ha
mostrado que la proteína M contiene una secuencia de aminoácidos,
que tiene reactividad inmunológicamente cruzada con el tejido
cardiaco humano, que se cree que explica el daño de las válvulas
cardiacas asociado con la fiebre reumática {Fenderson, P. y col.,
1989}.
Hay otras proteínas bajo consideración para el
desarrollo de vacunas, tales como las toxinas eritrogénicas, la
exotoxina pirogénica estreptocócica A y la exotoxina pirogénica
estreptocócica B {Lee, P. K., 1989}. La inmunidad para estas
toxinas podría evitar posiblemente los síntomas mortales del choque
tóxico estreptocócico, pero no podría evitar la colonización por
los estreptococos del grupo A.
El documento WO 02/34771 A2 divulga un sondeo
genómico de ácidos nucleicos y proteínas de los grupos A y B de
Streptococcus.
Ferretti y col. (PNAS 98(8) (2001):
4658-4663) describen la secuencia genómica completa
de una cepa M1 de Streptococcus pyogenes.
Smoot y col. (PNAS 99(7) (2002):
4668-4673) describen la secuencia del genoma del
serotipo M18 de cepas del grupo A de Streptococcus.
Beres y col. (PNAS 99(15) (2002):
10078-10083) describen la secuencia del genoma de la
cepa del serotipo M3 del Streptococcus grupo A.
El uso de las proteínas descritas anteriormente
como antígenos para una vacuna potencial así como una serie de
otros candidatos {Ji, Y. y col., 1997; Guzman, C. y col., 1999}
resultó principalmente de una selección basada en la facilidad de
identificación o en la posibilidad de disponibilidad. Existe una
demanda para identificar los antígenos eficaces y relevantes para
S. pyogenes.
Los autores de la presente invención han
desarrollado un procedimiento para la identificación, el aislamiento
y la producción de antígenos reactivos a sueros hiperinmunes de un
patógeno específico, especialmente de Staphylococcus aureus
y Staphylococcus epidermidis (documento WO 02/059148). Sin
embargo, dadas las diferencias en la propiedad biológica, la
función patógena y el antecedente genético, Streptococcus
pyogenes puede distinguirse de las cepas de
Staphylococcus. Es importante destacar que la selección de
sueros para la identificación de antígenos de S. pyogenes es
diferente de la utilizada para las selecciones de S. aureus.
Se recogieron tres tipos principales de suero humano para ese
objeto. Primero, se realizaron pruebas para identificar portadores
de S. pyogenes en nasofaringe en adultos sanos de menos de 45
años de edad, de preferencia con niños pequeños en el hogar. Un
gran porcentaje niños pequeños son portadores de S. pyogenes,
y se los considera una fuente de exposición para los miembros de
sus familias. En base a datos correlativos, es probable que los
anticuerpos protectores (neutralizadores de la colonización) estén
presentes en los individuos expuestos (niños con elevada tasa de
portación en el hogar) que no son portadores de S. pyogenes.
Para ser capaz de seleccionar las fuentes de suero relevantes, se
realizó una serie de ensayos de ELISA que miden los niveles de
anticuerpos IgG e IgA anti S. pyogenes con lisados
bacterianos y proteínas del sobrenadante de los cultivos. Los sueros
de los no portadores con valor elevado se incluyeron en la
identificación de antígenos basada en el genoma. Este enfoque para
la selección de sueros humanos es básicamente muy diferente de la
utilizada para S. aureus, donde el estado de portador o no
portador no puede asociarse con los niveles de anticuerpos.
En segundo lugar, las muestras de suero de
pacientes con faringitis se caracterizaron y seleccionaron de la
misma manera. El tercer grupo de muestras de suero obtenidas de
individuos con secuelas postestreptocócicas - tales como fiebre
reumática aguda y glomerulonefritis - se usó principalmente para el
objeto de la validación. Este último grupo ayuda en la exclusión de
los epítopos, que inducen altos niveles de anticuerpos en estos
pacientes, puesto que la enfermedad postestreptocócica está asociada
con anticuerpos inducidos por GAS y reactivos contra los tejidos
humanos, tales como el músculo cardiaco, o están implicados en la
formación de complejos inmunes perjudiciales en los glomérulos del
riñón. Los genomas de las dos especies bacterianas S.
pyogenes y S. aureus por sí mismos muestra una serie de
diferencias importantes. El genoma de S. pyogenes contiene
aproximadamente 1,85 Mb, mientras que S. aureus lleva 2,85
Mb. Tienen un contenido promedio de GC de 38,5 y 33%,
respectivamente y aproximadamente del 30 al 45% de los genes
codificados no se comparten entre los dos patógenos. Además, las
dos especies bacterianas requieren diferentes condiciones de
crecimiento y medio para la propagación. Mientras que S.
pyogenes es un patógeno estrictamente humano, S. aureus
puede encontrarse también infectando una variedad de animales de
sangre caliente. A continuación se presenta una lista de las
enfermedades más importantes, que pueden causar los dos patógenos.
S. aureus causa principalmente infecciones hospitalarias,
oportunistas: impétigo, foliculitis, abscesos, diviesos,
laceraciones infectadas, endocarditis, meningitis, artritis
séptica, neumonía, osteomielitis, el síndrome de la piel escaldada
(SSS), el síndrome del choque tóxico. S. pyogenes causa
principalmente infecciones adquiridas de la comunidad: dolor de
garganta estreptocócico (fiebre, tonsilitis exudativa, faringitis),
infecciones estreptocócicas de la piel, escarlatina, fiebre
puerperal, septicemia, erisipelas, celulitis perianal, mastoiditis,
otitis media, neumonía, peritonitis, infecciones de heridas,
glomerulonefritis aguda, fiebre reumática aguda; síndrome análogo
al choque tóxico, fascitis necrotizante.
El problema subyacente de la presente invención
era proporcionar los medios para desarrollar medicamentos tales
como vacunas contra la infección por S. pyogenes. Más
particularmente, el problema era proporcionar una serie eficaz,
relevante y completa de moléculas de ácido nucleico o de antígenos
reactivos a sueros hiperinmunes de S. pyogenes que puedan
usarse para la fabricación de dichos medicamentos.
Por consiguiente, la presente invención
proporciona una vacuna que comprende un fragmento antigénico del
antígeno reactivo en suero hiperinmune de Sec. ID Nº 215,
seleccionado del grupo constituido por péptidos que comprenden las
secuencias de aminoácidos 31-345 ó
247-260 de Sec. ID Nº 215 o derivados que comprenden
la secuencia de aminoácidos 31-345 de Sec. ID Nº
215 con 1 a 10 sustituciones, deleciones o adiciones de aminoácidos,
en cualquier combinación.
Según una forma de realización de preferencia de
la presente invención, los péptidos comprenden los aminoácidos
31-345 ó 247-260 de Sec. ID Nº 215.
Aún de más preferencia los péptidos están constituidos por una
secuencia de aminoácidos 31-345 ó
247-260 de Sec. ID Nº 215. En formas de realización
particularmente de preferencia los fragmentos están constituidos
por los aminoácidos 31-345 ó 247-260
de Sec. ID Nº 215 y una secuencia líder o secretora, una secuencia
utilizada para la purificación o una secuencia de proproteína.
Puede producirse un antígeno reactivo en suero
hiperinmune de S. pyogenes o uno de sus fragmentos expresando
una o más de las moléculas de ácido nucleico divulgadas en el
presente documento en un sistema de expresión adecuado.
Además, se divulga un proceso para producir una
célula, que expresa un antígeno reactivo en suero hiperinmune de
S. pyogenes o uno de sus fragmentos que comprende transformar
o transfectar una célula adecuada con el vector.
En una forma de realización de preferencia, la
vacuna comprende además una sustancia inmunoestimuladora, de
preferencia seleccionada del grupo constituido por polímeros
policatiónicos, en especial péptidos policatiónicos,
desoxinucleótidos (ODN) inmunoestimuladores, péptidos que contienen
al menos dos motivos LysLeuLys, en especial KLKLSKLK, compuestos
neuroactivos, en especial la hormona de crecimiento humana, alumbre,
adyuvante completo o incompleto de Freund o sus combinaciones.
En una forma de realización de más preferencia,
la sustancia inmunoestimuladora es una combinación de un polímero
policatiónico y desoxinucleótidos inmunoestimuladores o de un
péptido que contiene al menos dos motivos LysLeuLys y
desoxinucleótidos inmunoestimuladores.
En una forma de realización aún de más
preferencia, el polímero policatiónico es un péptido policatiónico,
en especial poliarginina.
Según la presente invención, se proporciona el
uso de una molécula de ácido nucleico que codifica un fragmento
antigénico de la invención o el uso de un fragmento antigénico según
la presente invención para la fabricación de una preparación
farmacéutica, en especial para la fabricación de una vacuna contra
la infección por S. pyogenes.
También se proporciona en el presente documento
una vacuna que comprende un anticuerpo, o al menos una parte eficaz
del mismo, que se une al menos a una parte selectiva del fragmento
antigénico según la presente invención.
En una forma de realización de preferencia, el
anticuerpo es un anticuerpo monoclonal.
En otra forma de realización de preferencia, la
parte eficaz del anticuerpo comprende los fragmentos Fab.
En otra forma de realización de preferencia, el
anticuerpo es un anticuerpo quimérico.
En aún otra forma de realización de preferencia,
el anticuerpo es un anticuerpo humanizado.
También se divulga una línea celular de
hibridoma, que produce un anticuerpo de la vacuna.
Además, está contemplado un procedimiento para
producir un anticuerpo, caracterizado por las siguientes etapas:
- \sqbullet
- iniciar una respuesta inmune en un animal no humano administrando un antígeno reactivo en suero hiperinmune o uno de sus fragmentos a dicho animal,
- \sqbullet
- extraer un líquido corporal de dicho animal que contenga el anticuerpo, y
- \sqbullet
- producir el anticuerpo sometiendo dicho líquido corporal que contiene el anticuerpo a otras etapas de purificación.
\vskip1.000000\baselineskip
Por consiguiente, también se divulga un
procedimiento para producir un anticuerpo según la presente
invención, caracterizado por las siguientes etapas:
- \sqbullet
- iniciar una respuesta inmune en un animal no humano administrando un antígeno reactivo en suero hiperinmune o uno de sus fragmentos, según se definen en la presente invención, a dicho animal,
- \sqbullet
- extraer el bazo o células del bazo de dicho animal,
- \sqbullet
- producir células de hibridoma de dicho bazo o dichas células del bazo,
- \sqbullet
- seleccionar y clonar las células del hibridoma específicas para dichos antígenos reactivos en suero hiperinmune o uno de sus fragmentos,
- \sqbullet
- producir el anticuerpo por medio del cultivo de dichas células de hibridoma clonadas y opcionalmente otras etapas de purificación.
\vskip1.000000\baselineskip
Los anticuerpos proporcionados o producidos
según los procedimientos anteriores pueden usarse para la
preparación de un medicamento para tratar o prevenir las
infecciones por S. pyogenes.
Se divulga un antagonista que se une a un
antígeno reactivo en suero hiperinmune o un fragmento del mismo
según la presente invención.
Uno de tales antagonistas capaces de unirse a un
antígeno reactivo en suero hiperinmune o uno de sus fragmentos
puede identificarse por medio de un procedimiento que comprende las
siguientes etapas:
- a)
- poner un antígeno reactivo en suero hiperinmune o uno de sus fragmentos inmovilizado o aislado en contacto con un antagonista candidato bajo condiciones que permitan la unión de dicho antagonista candidato a dicho antígeno o fragmento de antígeno reactivo en suero hiperinmune, en presencia de un componente capaz de proporcionar una señal detectable en respuesta a la unión del antagonista candidato a dicho antígeno reactivo en suero hiperinmune o su fragmento; y
- b)
- detectar la presencia o ausencia de una señal generada en respuesta a la unión del antagonista al antígeno reactivo en suero hiperinmune o su fragmento.
\vskip1.000000\baselineskip
Un antagonista capaz de reducir o inhibir la
actividad de interacción de un antígeno reactivo en suero
hiperinmune o uno de sus fragmentos a su pareja de interacción
puede identificarse por medio de un procedimiento que comprende las
siguientes etapas:
- a)
- proporcionar un antígeno reactivo en suero hiperinmune o un fragmento hiperinmune del mismo,
- b)
- proporcionar una pareja de interacción para dicho antígeno reactivo en suero hiperinmune o uno de sus fragmentos, en especial un anticuerpo,
- c)
- dejar que se produzca la interacción de dicho antígeno reactivo en suero hiperinmune o su fragmento con dicha pareja de interacción para formar un complejo de interacción,
- d)
- proporcionar un antagonista candidato,
- e)
- dejar que se produzca una reacción de competición entre el antagonista candidato y el complejo de interacción,
- f)
- determinar si el antagonista candidato inhibe o reduce las actividades de interacción del antígeno reactivo en suero hiperinmune o su fragmento con la pareja de interacción.
\vskip1.000000\baselineskip
Los antígenos reactivos en suero hiperinmune o
sus fragmentos pueden usarse para el aislamiento y/o la purificación
y/o la identificación de una pareja de interacción de dicho
antígeno reactivo en suero hiperinmune o su fragmento.
Es posible un proceso para diagnosticar in
vitro una enfermedad relacionada con la expresión de un antígeno
reactivo en suero hiperinmune o uno de sus fragmentos que comprende
determinar la presencia de una secuencia de ácido nucleico que
codifica dicho antígeno reactivo en suero hiperinmune y el fragmento
o la presencia del antígeno reactivo en suero hiperinmune o su
fragmento.
También se divulga un proceso para el
diagnóstico in vitro de una infección bacteriana, en especial
una infección por S. pyogenes, que comprende analizar la
presencia de una secuencia de ácido nucleico que codifica dicho
antígeno reactivo en suero hiperinmune y el fragmento o la presencia
del antígeno reactivo en suero hiperinmune o su fragmento.
Además, la presente invención divulga el uso de
un antígeno reactivo en suero hiperinmune o su fragmento para la
generación de un péptido que se une a dicho antígeno reactivo en
suero hiperinmune o fragmento del mismo, en el que el péptido es
una anticalina.
La presente invención también contempla el uso
de un antígeno reactivo en suero hiperinmune o fragmento del mismo
para la fabricación de un ácido nucleico funcional, en el que el
ácido nucleico funcional se selecciona del grupo constituido por
aptámeros y spiegélmeros.
La molécula de ácido nucleico puede usarse
también para la fabricación de un ácido ribonucleico funcional, en
la que el ácido ribonucleico funcional se selecciona del grupo
constituido por ribozimas, ácidos nucleicos antisentido y ARN
interferentes pequeños (siRNA).
Está contemplada una serie completa, eficaz y
relevante de moléculas de ácido nucleico aisladas y sus antígenos
reactivos en suero hiperinmune codificados y sus fragmentos
identificados de S. pyogenes usando una preparación de
anticuerpos de combinaciones de múltiples plasmas humanos y
bibliotecas de expresión de superficie derivadas del genoma de
S. pyogenes. Por consiguiente, la presente invención
satisface una muy sentida demanda de antígenos de S.
pyogenes, vacunas, diagnósticos y productos útiles en
procedimientos para preparar anticuerpos para identificar
compuestos eficaces contra la infección por S. pyogenes.
Una vacuna eficaz debe estar compuesta por
proteínas o polipéptidos, que sean expresados por todas las cepas y
sean capaces de inducir abundantes anticuerpos, de elevada afinidad
contra los componentes de la superficie celular de S.
pyogenes. Los anticuerpos deben ser IgG1 y/o IgG3 para la
opsonización, y cualquier subtipo de IgG e IgA para la
neutralización de la acción de adhesión y de las toxinas. Una vacuna
definida químicamente debe ser definitivamente superior comparada
con una vacuna de células completas (atenuadas o muertas), ya que
pueden eliminarse los componentes de S. pyogenes, que
reaccionan de manera cruzada con los tejidos humanos o inhiben la
opsonización {Whitnack, E. y col., 1985}, y pueden seleccionarse las
proteínas individuales que inducen anticuerpos protectores y/o una
respuesta inmune protectora.
El enfoque, que se ha utilizado para la presente
invención, está basado en la interacción de las proteínas o
péptidos del estreptococo grupo A con los anticuerpos presentes en
el suero humano. Los anticuerpos producidos frente a S.
pyogenes por el sistema inmune humano y presentes en el suero
humano son indicativos de la expresión in vivo de las
proteínas antigénicas y de su inmunogenicidad. Además, las proteínas
antigénicas, según se identifican por las bibliotecas de expresión
de presentación de superficie bacteriana usando combinaciones de
sueros preseleccionados, se procesan en un segundo y un tercer ciclo
de selección por medio de sueros generados o seleccionados de los
individuos. Por consiguiente, la presente invención proporciona una
serie eficaz, relevante y completa de antígenos de estreptococo
grupo A como una composición farmacéutica, en especial una vacuna
que previene la infección por S. pyogenes.
En el programa de identificación de antígenos
para identificar una serie completa de antígenos según la presente
invención, se seleccionan al menos dos bibliotecas de expresión de
superficie bacteriana diferentes con varias combinaciones o
fracciones de plasma u otros líquidos corporales que contienen
anticuerpos combinados (combinaciones de anticuerpos). Las
combinaciones de anticuerpos se obtienen de una colección de sueros,
que se ha probado contra compuestos antigénicos de S.
pyogenes, tales como extractos de células completas y proteínas
de sobrenadantes de cultivos. De preferencia, se usan 2 colecciones
de sueros diferentes: 1. Con un repertorio muy estable de
anticuerpos: adultos normales, personas clínicamente sanas, quienes
no son portadores y quienes superaron contactos previos o son
actualmente portadores de S. pyogenes sin enfermedad aguda ni
síntomas, 2. con anticuerpos inducidos de forma aguda por la
presencia del organismo patógeno: pacientes con enfermedad aguda
con diferentes manifestaciones (por ejemplo, faringitis, infección
de heridas y bacteriemia por S. pyogenes). Los sueros deben
reaccionar con múltiples antígenos específicos de estreptococos del
grupo A para que se consideren hiperinmunes y, por consiguiente,
relevantes en el procedimiento de selección aplicado para la
presente invención. Los anticuerpos producidos contra los
estreptococos por el sistema inmune humano y que están presentes en
los sueros humanos son indicativos de la expresión in vivo de
las proteínas antigénicas y su inmunogenicidad.
Las bibliotecas de expresión según se usan en la
presente invención deben permitir la expresión de todos los
antígenos potenciales, por ejemplo, derivados de todas las proteínas
de superficie de S. pyogenes. Las bibliotecas de
presentación de superficie bacteriana estarán representadas por una
biblioteca recombinante de un huésped bacteriano que presenta una
serie (total) de secuencias de péptidos expresadas de los
estreptococos del grupo A en una serie de proteínas de membrana
externa seleccionadas (LamB, BtuB, FhuA) en la membrana del huésped
bacteriano {Georgiou, G., 1997; Etz, H. y col., 2001}. Una de las
ventajas de usar bibliotecas de expresión recombinantes es que los
antígenos reactivos en suero hiperinmune identificados pueden
producirse inmediatamente por la expresión de secuencias
codificadoras de los clones identificados y seleccionados que
expresan los antígenos reactivos en suero hiperinmune sin necesidad
de otras etapas de tecnología de ADN recombinante o de
clonación.
La serie completa de antígenos identificados por
medio del programa descrito según la presente invención se analiza
además por medio de uno o más ciclos adicionales de selección. Por
consiguiente, se usan preparaciones individuales de anticuerpos o
anticuerpos generados contra péptidos seleccionados que se han
identificado como inmunogénicos. Según una forma de realización de
preferencia, las preparaciones de anticuerpos individuales para el
segundo ciclo de selección se obtienen de pacientes que han sufrido
una infección aguda con estreptococos del grupo A, en especial de
pacientes que muestran un valor de anticuerpos por encima de cierto
nivel mínimo, por ejemplo un valor de anticuerpos que es superior
al percentil 80, de preferencia superior al percentil 90,
especialmente superior al percentil 95 de los sueros humanos
(pacientes o individuos sanos) probados. El uso de tales
preparaciones de anticuerpos individuales de valor elevado en el
segundo ciclo de selección permite una identificación muy selectiva
de los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos de
S. pyogenes.
Siguiendo el procedimiento de selección de alto
rendimiento, las proteínas antigénicas seleccionadas, expresadas
como proteínas recombinantes o como productos traducidos in
vitro, en caso que no puedan expresarse en sistemas de
expresión procariotas, o los péptidos antigénicos identificados
(producidos de manera sintética) se prueban en una segunda
selección por una serie de ensayos de ELISA y transferencia Western
para evaluar su inmunogenicidad con una gran colección de sueros
humanos (sueros de > 100 no infectados, > 50 pacientes).
Es importante que las preparaciones de
anticuerpos individuales (que puede ser también el suero
seleccionado) permitan una identificación selectiva de los
antígenos reactivos en suero hiperinmune de todos los candidatos
prometedores del primer ciclo. Por consiguiente, deben usarse al
menos 10 preparaciones de anticuerpos individuales (es decir,
preparaciones de anticuerpos (por ejemplo sueros) de al menos 10
individuos diferentes que hayan sufrido una infección del patógeno
elegido) para identificar estos antígenos en el segundo ciclo de
selección. Por supuesto, es posible usar también menos de 10
preparaciones individuales, sin embargo, la selectividad de la
etapa puede no ser óptima con un número bajo de preparaciones de
anticuerpos individuales. Por otra parte, si un antígeno reactivo
en suero hiperinmune dado (o uno de sus fragmentos antigénicos) es
reconocido por al menos 10 preparaciones de anticuerpos
individuales, de preferencia al menos 30, especialmente al menos 50
preparaciones de anticuerpos individuales, la identificación del
antígeno reactivo en suero hiperinmune es también suficientemente
selectiva para una identificación adecuada. La reactividad al suero
hiperinmune puede probarse, por supuesto, con tantas preparaciones
individuales como sea posible (por ejemplo, con más de 100 o
incluso con más de 1.000).
Por consiguiente, la parte relevante de las
preparaciones de anticuerpos reactivos en suero hiperinmune debe
ser al menos 10, de más preferencia al menos 30, especialmente al
menos 50 preparaciones de anticuerpos individuales. Como
alternativa (o en combinación) los antígenos reactivos en suero
hiperinmune pueden también identificarse de preferencia con al
menos el 20%, de preferencia al menos el 30%, especialmente al menos
el 40% de las preparaciones de anticuerpos individuales usadas en
el segundo ciclo de selección.
Según una forma de realización de preferencia de
la presente invención, los sueros a partir de los que se preparan
las preparaciones de anticuerpos individuales para el segundo ciclo
de selección (o que se usan como preparaciones de anticuerpos), se
seleccionan por sus valores contra S. pyogenes (por ejemplo
contra una preparación de este patógeno, tal como un lisado,
componentes de la pared celular y proteínas recombinantes). De
preferencia, algunos se seleccionan con un valor de IgA total
superior a 4.000 U, especialmente superior a 6.000 U, y/o un valor
de IgG superior a 10.000 U, especialmente superior a 12.000 U (U =
unidades, calculadas a partir de la lectura de DO_{405 \ nm} en
una dilución dada) cuando se usa el organismo completo (lisado total
o células completas) como antígeno en el ELISA.
Los anticuerpos producidos contra estreptococos
por el sistema inmune humano y presentes en sueros humanos son
indicativos de la expresión in vivo de las proteínas
antigénicas y de su inmunogenicidad. El reconocimiento de epítopos
lineales por anticuerpos puede basarse en secuencias tan cortas como
de 4-5 aminoácidos. Por supuesto, no significa
necesariamente que estos péptidos cortos sean capaces de inducir el
anticuerpo dado in vivo. Por esa razón, los epítopos,
polipéptidos y proteínas definidos deben probarse además en animales
(principalmente en ratones) para verificar su capacidad para
inducir anticuerpos contra las proteínas seleccionadas in
vivo.
Los antígenos de preferencia están localizados
en la superficie celular o se secretan, y por consiguiente están
accesibles de manera extracelular. Se espera que los anticuerpos
contra proteínas de la pared celular sirvan para dos objetos:
inhibir la adhesión y promover la fagocitosis. Los anticuerpos
contra proteínas secretadas son ventajosos en la neutralización de
sus funciones como toxina o componente de virulencia. Se sabe
también que las bacterias se comunican unas con otras a través de
proteínas secretadas. Los anticuerpos neutralizantes contra estas
proteínas interrumpirán la comunicación cruzada promotora del
crecimiento entre o dentro de las especies de estreptococos. Los
análisis bioinformáticos (secuencias señal, señales de localización
de pared celular, dominios transmembranarios) han demostrado ser
muy útiles para evaluar la localización de superficie o la
secreción. El enfoque experimental incluye el aislamiento de
anticuerpos con los epítopos correspondientes y proteínas del suero
humano, y la generación de sueros inmunes en ratones contra
(poli)péptidos seleccionados por las selecciones de
presentación de superficie bacteriana. Estos sueros se usan
posteriormente en un tercer ciclo de selección como reactivos en
los siguientes ensayos: tinción de superficie celular de
estreptococos del grupo A cultivados bajo condiciones diferentes
(FACS, microscopía), determinación de la capacidad de neutralización
(toxina, adherencia) y promoción de la opsonización y fagocitosis
(ensayo de fagocitosis in vitro).
Para este objeto, los clones de bacterias E.
coli se inyectan directamente en los ratones y se recogen los
sueros inmunes y se prueban en el ensayo relevante in vitro
para anticuerpos opsónicos o neutralizantes funcionales. Como
alternativa, los anticuerpos específicos pueden purificarse a partir
de sueros humanos o de ratón usando péptidos o proteínas como
sustrato.
La defensa del huésped contra S.
pyogenes se basa principalmente en mecanismos inmunológicos
congénitos. La inducción de anticuerpos de alta afinidad de tipo
opsónico y neutralizante por medio de la vacunación ayuda al
sistema inmune congénito a eliminar bacterias y toxinas. Esto hace
que el procedimiento según la presente invención sea una
herramienta óptima para la identificación de proteínas antigénicas
de estreptococos del grupo A.
La piel y las membranas mucosas son barreras
formidables contra la invasión por los estreptococos. Sin embargo,
una vez que se genera una brecha en la piel o las membranas mucosas,
la primera línea de defensa celular no adaptativa comienza su
acción coordinada a través del complemento y de los fagocitos,
especialmente los leucocitos polimorfonucleares (PMN). Estas
células pueden considerarse como las piedras angulares en la
eliminación de bacterias invasoras. Como los estreptococos del
grupo A son principalmente patógenos extracelulares, la principal
respuesta adaptativa contra los estreptococos proviene de la rama
humoral del sistema inmune, y está mediada a través de tres
mecanismos principales: promoción de la opsonización, neutralización
de toxinas e inhibición de la adherencia. Se cree que la
opsonización es especialmente importante, porque es un requisito
para que se produzca una fagocitosis eficaz. Para la opsonización
eficaz, la superficie microbiana tiene que estar recubierta con
anticuerpos y los factores del complemento para el reconocimiento de
los PMN a través de receptores para el fragmento Fc de la molécula
de IgG o para C3b activado. Después de la opsonización, los
estreptococos son fagocitados y mueren. Los anticuerpos unidos a
los antígenos específicos en la superficie celular de las bacterias
sirven como ligandos para la unión a los PMN y para promover la
fagocitosis. Se espera que los mismos anticuerpos unidos a las
adhesinas y a otras proteínas de la superficie celular neutralicen
la adhesión y eviten la colonización. La selección de antígenos de
la manera prevista por la presente invención es por consiguiente
adecuada para identificar los que darán lugar a la protección contra
la infección en un modelo animal o en seres humanos.
Según el procedimiento de identificación de
antígenos usado en el presente documento, la presente invención
puede proporcionar sorprendentemente una serie de ácidos nucleicos
completos nuevos y antígenos reactivos en suero hiperinmune nuevos
y sus fragmentos, de S. pyogenes, entre otras cosas, como se
describe a continuación. La invención proporciona las secuencias de
nucleótidos que codifican antígenos reactivos en suero hiperinmune
cuyas secuencias se presentan en el listado de secuencias Sec. ID Nº
1-150 y las correspondientes secuencias de
aminoácidos codificadas que representan los antígenos reactivos en
suero hiperinmune se presentan en el listado de secuencias Sec. ID
Nº 151-300.
Se divulga una molécula de ácido nucleico que
exhibe el 70% de identidad a lo largo de su longitud total con una
secuencia de nucleótidos presentada con las Sec. ID Nº 1,
4-8, 10-18, 20, 22,
24-32, 34-35, 38-40,
43-46, 49-51,
53-54, 57-61, 63,
65-71, 73, 75-77,
81-82, 88, 91-94 y
96-150. Los ácidos nucleicos pueden comprender una
región que es al menos 80% o al menos 85% idéntica a lo largo de su
longitud total a una molécula de ácido nucleico presentada con las
Sec. ID Nº 1, 4-8, 10-18, 20, 22,
24-32, 34-35, 38-40,
43-46, 49-51, 53-54,
57-61, 63, 65-71, 73,
75-77, 81-82, 88,
91-94 y 96-150. En este aspecto, son
posibles moléculas de ácido nucleico al menos 90%, 91%, 92%, 93%,
94%, 95%, ó 96% idénticas a lo largo de la longitud total a la
misma. Además, también son posibles las que tienen al menos 97%,
las que tienen al menos 98% y al menos 99% ó 99,5% o con 100% de
identidad. Además, están contemplados los ácidos nucleicos que
codifican antígenos reactivos en suero hiperinmune o sus fragmentos
(polipéptidos) que retienen sustancialmente la misma función o
actividad biológica que el polipéptido maduro codificado por dichos
ácidos nucleicos presentados en las Sec. ID Nº 1,
4-8,10-18, 20, 22,
24-32, 34-35, 38-40,
43-46, 49-51, 53-54,
57-61, 63, 65-71, 73,
75-77, 81-82, 88,
91-94 y 96-150.
La identidad, como se conoce en la técnica y se
usa en el presente documento, es la relación entre dos o más
secuencias de polipéptidos o dos o más secuencias de
polinucleótidos, según se determina por medio de la comparación de
las secuencias. En la técnica, identidad también significa el grado
de relación de las secuencias entre secuencias de polipéptidos o
polinucleótidos, como puede ser el caso, según se determina por la
coincidencia entre las hebras de tales secuencias. La identidad
puede calcularse fácilmente. Aunque existe una serie de
procedimientos para medir la identidad entre dos secuencias de
polipéptidos o polinucleótidos, el término es muy conocido por los
expertos en la técnica (por ejemplo, Sequence Analysis in Molecular
Biology, von Heinje, G., Academic Press, 1987). Los procedimientos
de preferencia para determinar la identidad están diseñados para
dar las mayores coincidencias entre las secuencias probadas. Los
procedimientos para determinar la identidad están codificados en
programas informáticos. Los procedimientos de los programas
informáticos de preferencia para determinar la identidad entre dos
secuencias incluyen, pero no se limitan a, el paquete programas GCG
{Devereux, J. y col., 1984}, BLASTP, BLASTN, y FASTA {Altschul, S. y
col., 1990}.
Se divulgan moléculas de ácido nucleico que
exhiben al menos el 96% de identidad con la secuencia de ácido
nucleico presentada con la Sec. ID Nº 64.
Se divulgan moléculas de ácido nucleico que son
idénticas a las secuencias de ácido nucleico presentadas con las
Sec. ID Nº 3, 36, 47-48, 55, 62, 72, 80, 84, 95.
Las moléculas de ácido nucleico pueden ser
también como segunda alternativa una molécula de ácido nucleico que
es al menos esencialmente complementaria al ácido nucleico descrito
como primera alternativa anteriormente. Según se usa en el presente
documento, complementario significa que una hebra de ácido nucleico
tiene sus bases apareadas a través del apareamiento de bases de
Watson-Crick con una segunda hebra de ácido
nucleico. Esencialmente complementaria según se usa en el presente
documento significa que no se presenta el apareamiento de bases
para todas las bases de las hebras respectivas sino que queda un
cierto número o porcentaje de bases no apareadas o apareadas de
manera errónea. El porcentaje de bases apareadas correctamente es de
preferencia de al menos el 70%, de más preferencia del 80%, aún de
más preferencia del 90% y de mayor preferencia cualquier porcentaje
superior al 90%. Debe señalarse que un porcentaje del 70% de bases
coincidentes se considera homología y la hibridación que tiene esta
extensión de pares de bases coincidentes se considera rigurosa. Las
condiciones de hibridación para este tipo de hibridación rigurosa
pueden tomarse de Current Protocols in Molecular Biology (John
Wiley and Sons, Inc., 1987). Más particularmente, las condiciones de
hibridación pueden ser las siguientes:
- \sqbullet
- Hibridación realizada por ejemplo en 5 x SSPE, 5 x reactivo de Denhardt, SDS al 0,1%, ADN fragmentado 100 g/ml a 68ºC
- \sqbullet
- Lavado de rigurosidad moderada en 0,2 x SSC, SDS al 0,1% a 42ºC
- \sqbullet
- Lavado de alta rigurosidad en 0,1 x SSC, SDS al 0,1% a 68ºC
\vskip1.000000\baselineskip
El ADN genómico con un contenido de GC del 50%
tiene una T_{f} aproximada de 96ºC. Para el 1% de apareamiento
erróneo, la T_{f} se reduce en aproximadamente 1ºC.
Además, cualquiera de las otras condiciones de
hibridación que se describen en el presente documento también son
en principio aplicables.
Por supuesto, todas las moléculas de las
secuencias de ácidos nucleicos que codifican la misma molécula de
polipéptido como las identificadas por la presente invención están
abarcadas por cualquier divulgación de una secuencia codificadora
dada, ya que la degeneración del código genético es directamente
aplicable para determinar de manera fehaciente todas las moléculas
de ácido nucleico posibles que codifican una molécula de
polipéptido dada, aunque la cantidad de tales moléculas de ácido
nucleico degeneradas puede ser elevada. Esto es aplicable también
para fragmentos de un polipéptido dado, a condición de que los
fragmentos codifiquen un polipéptido que sea adecuado para usar con
respecto a la vacunación, por ejemplo como una vacuna activa o
pasiva.
La molécula de ácido nucleico puede ser también
como una tercera alternativa un ácido nucleico que comprenda una
extensión de al menos 15 bases de la molécula de ácido nucleico
según la primera y segunda alternativa de las moléculas de ácido
nucleico según se resumió anteriormente. De preferencia, las bases
forman una extensión contigua de bases. Sin embargo, la extensión
puede estar constituida por dos o más restos que están separados
por una serie de bases.
La molécula de ácido nucleico puede ser también
como una cuarta alternativa una molécula de ácido nucleico que se
aparea bajo condiciones de hibridación rigurosas con cualquiera de
los ácidos nucleicos según las alternativas primera, segunda y
tercera, resumidas anteriormente. Las condiciones de hibridación
rigurosas son típicamente las descritas en el presente
documento.
Finalmente, la molécula de ácido nucleico puede
ser también como una quinta alternativa una molécula de ácido
nucleico que, salvo por la redundancia código genético, hibridará
con cualquiera de las moléculas de ácido nucleico según cualquier
molécula de ácido nucleico según las alternativas primera, segunda,
tercera y cuarta, resumidas anteriormente. Este tipo de molécula de
ácido nucleico se refiere al hecho de que, de preferencia, los
ácidos nucleicos codifican los antígenos reactivos en suero
hiperinmune o sus fragmentos. Este tipo de molécula de ácido
nucleico es particularmente útil en la detección de una molécula de
ácido nucleico y por consiguiente en el diagnóstico de los
microorganismos respectivos tales como S. pyogenes y de
cualquier enfermedad o afección de la enfermedad donde esté
implicado este tipo de microorganismo. De preferencia, la
hibridación se presentará o tendrá lugar bajo condiciones rigurosas
como se describió con respecto a la cuarta alternativa descrita
anteriormente.
Molécula de ácido nucleico según se usa en el
presente documento se refiere generalmente a cualquier molécula de
ácido ribonucleico o molécula de ácido desoxirribonucleico, que
pueden ser ARN o ADN sin modificar o ARN o ADN modificado. Por
consiguiente, por ejemplo, molécula de ácido nucleico según se
utiliza en el presente documento se refiere a, entre otros, al ADN
de hebra única y de hebra doble, ADN que es una mezcla de ARN de
hebra única y hebra doble, y ARN que es una mezcla de regiones de
hebra única y regiones de hebra doble, moléculas híbridas que
comprenden ADN y ARN que pueden ser de hebra única o, más
típicamente, de hebra doble, o de hebra triple, o una mezcla de
regiones de hebra única y hebra doble. Además, molécula de ácido
nucleico según se utiliza en el presente documento se refiere a
regiones de triple hebra que comprenden ARN o ADN o ambos, ARN y
ADN. Las hebras en tales regiones pueden ser de la misma molécula o
de moléculas diferentes. Las regiones pueden incluir todas las de
una o más moléculas, pero más típicamente incluyen sólo una región
de algunas de las moléculas. Una de las moléculas de una región de
triple hélice frecuentemente es un oligonucleótido. Según se usa en
el presente documento, el término molécula de ácido nucleico incluye
los ADN o ARN según se describen anteriormente que contienen una o
más bases modificadas. Por consiguiente, los ADN o ARN con
estructuras centrales modificadas por estabilidad o por otras
razones son "molécula de ácido nucleico" según lo previsto
para el término en el presente documento. Además, Los ADN y ARN que
comprenden bases inusuales, tales como la inosina, o bases
modificadas, tales como bases tritiadas, para nombrar sólo dos
ejemplos, son moléculas de ácido nucleico según se usa el término
en el presente documento. Debe apreciarse que se ha realizado una
gran diversidad de modificaciones al ADN y ARN que sirven para
muchos objetos útiles conocidos por los expertos en la técnica. El
término molécula de ácido nucleico según se utiliza en el presente
documento abarca tales formas químicamente, enzimáticamente o
metabólicamente modificadas de moléculas de ácido nucleico, así como
las formas químicas de ADN y ARN características de virus y
células, incluidas células simples y complejas, inter alia.
El término molécula de ácido nucleico también abarca moléculas de
ácido nucleico cortas con frecuencia denominadas
oligonucleótido(s). "Polinucleótido" y "ácido
nucleico" o "molécula de ácido nucleico" se usan con
frecuencia de manera indistinta en el presente documento.
Las moléculas de ácido nucleico también abarcan
numerosos fragmentos únicos, más largos y más cortos que las
secuencias de las moléculas del ácido nucleico presentadas en el
listado de secuencias de las regiones codificadoras de S.
pyogenes, que pueden generarse por medio de procedimientos de
clonación convencionales. Para ser único, un fragmento debe tener
el tamaño suficiente para distinguirlo de otras secuencias de ácidos
nucleicos conocidas, determinado más fácilmente comparando
cualquier fragmento seleccionado de S. pyogenes con las
secuencias de nucleótidos en las bases de datos computerizadas tales
como GenBank.
Además, pueden realizarse modificaciones a las
moléculas de ácido nucleico y de polipéptidos. Por ejemplo, pueden
realizarse sustituciones de nucleótidos que no afecten el
polipéptido codificado por el ácido nucleico, y por consiguiente
está contemplada cualquier molécula de ácido nucleico que codifique
un antígeno reactivo en suero hiperinmune o sus fragmentos.
Además, cualquiera de las moléculas de ácido
nucleico que codifican antígenos reactivos en suero hiperinmune o
sus fragmentos proporcionados por la presente invención pueden
unirse de manera funcional, usando técnicas convencionales tales
como las técnicas de clonación, a cualquier secuencia reguladora
deseada, ya sea una secuencia reguladora de S. pyogenes o
una secuencia reguladora heteróloga, una secuencia líder heteróloga,
una secuencia marcadora heteróloga o una secuencia codificadora
heteróloga para crear una proteína de fusión.
Las moléculas de ácido nucleico de la presente
invención pueden estar en la forma de ARN, tal como ARNm o ARNc, o
en la forma de ADN, incluidos, por ejemplo, el ADNc y al ADN
genómico obtenido por clonación o producido por técnicas de
síntesis química o por una combinación de las mismas. El ADN puede
ser de triple hebra, doble hebra o de hebra única. El ADN de hebra
única puede ser la hebra codificadora, conocida también como la
hebra sentido, o puede ser la hebra no codificadora, también
denominada hebra complementaria o antisentido.
La presente invención se refiere además a
variantes de las moléculas de ácido nucleico descritas anteriormente
en el presente documento que codifican fragmentos, análogos y
derivados de los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos que tienen una secuencia de aminoácidos deducida de S.
pyogenes presentada en el listado de secuencias. Una variante
de la molécula de ácido nucleico puede ser una variante que se
presenta en la naturaleza tal como una variante alélica que se
presenta en la naturaleza, o puede ser una variante que no se sabe
que se presente en la naturaleza. Tales variantes de la molécula de
ácido nucleico que no se presentan en la naturaleza pueden
producirse por técnicas de mutagénesis, incluidas las aplicadas a
moléculas de ácido nucleico, células y organismos.
Entre las variantes en este aspecto están las
variantes que difieren de las moléculas de ácido nucleico
mencionadas anteriormente por sustituciones, deleciones o adiciones
del nucleótidos. Las sustituciones, deleciones o adiciones pueden
implicar uno o más nucleótidos. Las variantes pueden alterarse en
regiones codificadoras o no codificadoras o en ambas. Las
alteraciones en las regiones codificadoras pueden producir
sustituciones, deleciones o adiciones de aminoácidos conservadoras
o no conservadoras. Resultan de preferencia las moléculas de ácido
nucleico que codifican una variante, un análogo, un derivado o
fragmento, o una variante, análogo o derivado de un fragmento, que
tiene una secuencia de S. pyogenes según se presenta en el
listado de secuencias, en las que están sustituidos, delecionados o
añadidos, varios, unos pocos, 5 a 10, 1 a 5, 1 a 3, 2, 1 ó ningún
aminoácido, en cualquier combinación. Entre éstas, resultan
especialmente de preferencia las sustituciones, adiciones y
deleciones silenciosas, que no alteran las propiedades y las
actividades de los polipéptidos de S. pyogenes presentados
en el listado de secuencias. También son especialmente de
preferencia en este aspecto las sustituciones conservadoras.
Los péptidos y los fragmentos pueden incluir
también epítopos modificados en los que de preferencia uno o dos de
los aminoácidos de un epítopo dado están modificados o reemplazados
según las reglas divulgadas en, por ejemplo {Tourdot, S. y col.,
2000}, así como las secuencias de ácidos nucleicos que codifican
tales epítopos modificados.
Está claro que también los epítopos derivados de
los presentes epítopos por los intercambios de aminoácidos que
mejoran, conservan o al menos no impiden significativamente la
capacidad de activación de las células T de los epítopos están
cubiertos por los epítopos según la presente invención. Por
consiguiente los presentes epítopos también cubren los epítopos,
que no contienen la secuencia original según se obtiene del S.
pyogenes, pero provocan la misma respuesta o de preferencia una
respuesta mejor de las células T. Estos epítopos se denominan
"heteroclíticos"; necesitan tener una afinidad similar o de
preferencia mayor para las moléculas del MHC/HLA, y necesitan la
capacidad de estimular los receptores de las células T (TCR)
dirigidos al epítopo original de una manera similar o, de
preferencia, más potente.
Los epítopos heteroclíticos pueden obtenerse por
medio de diseño racional, es decir considerando la contribución de
residuos individuales para la unión al MHC/HLA como está descrito,
por ejemplo por {Rammensee, H. y col., 1999}, combinado con un
intercambio sistemático de residuos que potencialmente interactúan
con los TCR y probando las secuencias resultantes con las células T
dirigidas contra el epítopo original. Tal diseño es posible para un
experto en la técnica sin mucha experimentación.
\newpage
Otra posibilidad incluye la selección de
bibliotecas de péptidos con células T dirigidas contra el epítopo
original. Un modo de preferencia es la exploración posicional de las
bibliotecas de péptidos sintéticos. Tales aproximaciones se han
descrito en detalle por ejemplo por {Hemmer, B. y col., 1999} y las
referencias presentas en el mismo.
Como una alternativa a los epítopos
representados por las presentes secuencias de aminoácidos o epítopos
heteroclíticos derivados, pueden aplicarse también sustancias que
imitan estos epítopos, por ejemplo los "peptidomiméticos" o
"retro-inverso-péptidos".
Otro aspecto del diseño de epítopos mejorados es
su formulación o modificación con sustancias que aumentan su
capacidad para estimular las células T. Estas incluyen epítopos,
lípidos o liposomas de células T ayudantes, o las modificaciones de
preferencia como se describen en el documento WO 01/78767.
Otra manera de aumentar la capacidad de los
epítopos para estimular las célula T es su formulación con
sustancias inmunoestimuladoras, por ejemplo citocinas o quimiocinas
como las interleucinas 2, 7, 12, 18, los interferones (IFN) clase I
y II, especialmente el IFN-gamma,
GM-CSF, TNF-alfa,
flt3-ligando y otros.
Según se analiza además en el presente documento
con respecto a los ensayos de moléculas de ácido nucleico, por
ejemplo, las moléculas de ácido nucleico de la invención según se
analizaron anteriormente, pueden utilizarse como una sonda de
hibridación para ARN, ADNc y ADN genómico para aislar los ADNc de
longitud total y los clones genómicos que codifican los
polipéptidos de la presente invención y para aislar el ADNc y los
clones genómicos de otros genes que tienen una similitud de
secuencia alta con las moléculas de ácido nucleico de la presente
invención. Tales sondas comprenderán por lo general al menos 15
bases. De preferencia, tales sondas tendrán al menos 20, al menos
25 o al menos 30 bases, y pueden tener al menos 50 bases. Las sondas
particularmente de preferencia tendrán al menos 30 bases, y tendrán
50 bases o menos, por ejemplo 30, 35, 40, 45 ó 50 bases.
Por ejemplo, la región codificadora de una
molécula de ácido nucleico puede aislarse seleccionando una
biblioteca relevante usando la secuencia de ADN conocida para
sintetizar una sonda de oligonucleótidos. A continuación se usa un
oligonucleótido marcado que tiene una secuencia complementaria a la
de un gen de la presente invención para seleccionar una biblioteca
de ADNc, de ADN genómico o de ARNm para determinar con qué miembros
de la biblioteca hibrida la sonda.
Las moléculas de ácido nucleico y los
polipéptidos pueden usarse como reactivos y materiales para el
desarrollo de tratamientos y diagnósticos para enfermedades, en
particular enfermedades humanas, como se analiza más en el presente
documento con relación a los ensayos de moléculas de ácido nucleico,
inter alia.
Las moléculas de ácido nucleico que son
oligonucleótidos pueden usarse en los procedimientos del presente
documento según se describe, pero de preferencia para PCR, para
determinar si los genes de S. pyogenes identificados en el
presente documento están presentes en su totalidad o en parte o no
están presentes, y/o transcriptos en el tejido infectado, tal como
la sangre. Se reconoce que tales secuencias también tendrán
utilidad en el diagnóstico de la etapa de la infección y del tipo de
infección que ha realizado el patógeno. Para este y otros objetos
pueden usarse las matrices que comprenden al menos uno de los ácidos
nucleicos según se describen en el presente documento.
Las moléculas de ácido nucleico pueden usarse
para la detección de moléculas de ácido nucleico y organismos o
muestras que contienen estos ácidos nucleicos. De preferencia, tal
detección es para diagnóstico, de más preferencia para el
diagnóstico de una enfermedad relacionada o ligada a la presencia o
abundancia de S. pyogenes.
Los eucariotas (en el presente documento también
"individuo(s)"), particularmente mamíferos y
especialmente seres humanos, infectados con S. pyogenes se
pueden detectarse a nivel del ADN por una diversidad de técnicas.
Pueden obtenerse candidatos de preferencia para distinguir un S.
pyogenes de otros organismos.
Está contemplado un procedimiento para
diagnosticar la enfermedad, que se presenta a partir de la infección
con S. pyogenes, que comprende determinar a partir de una
muestra aislada u obtenida de un individuo un nivel aumentado de
expresión de una molécula de ácido nucleico que tiene la secuencia
de una molécula de ácido nucleico presentada en el listado de
secuencias. La expresión de las moléculas de ácido nucleico puede
medirse usando cualquiera de los procedimientos conocidos en la
técnica para cuantificar moléculas de ácido nucleico, tales como,
por ejemplo, PCR, RT-PCR, protección de RNasa,
transferencia Northern, otros procedimientos de hibridación y las
matrices descritas en el presente documento.
Aislado, según se utiliza en el presente
documento, significa separado "por la mano del hombre" de su
estado natural; es decir, que, si se presenta en la naturaleza, se
ha cambiado o se ha eliminado de su entorno original, o ambos. Por
ejemplo, una molécula de ácido nucleico que se presenta en la
naturaleza o un polipéptido presente en la naturaleza en un
organismo vivo en su estado natural no está "aislado/a", pero
la misma molécula de ácido nucleico o polipéptido separados de los
materiales coexistentes de su estado natural está "aislada/o",
según se utiliza el término en el presente documento. Como parte del
aislamiento o después del mismo, tales moléculas de ácido nucleico
pueden unirse a otras moléculas de ácido nucleico, tales como ADN,
para la mutagénesis, para formar proteínas de fusión, y para la
propagación o la expresión en un huésped, por ejemplo. Las moléculas
de ácido nucleico aisladas, solas o unidas a otras moléculas de
ácido nucleico tales como vectores, pueden introducirse en las
células huésped, en cultivo o en organismos completos. Introducidos
en las células huésped en cultivo o en organismos completos, tales
ADN todavía pueden estar aislados, según se usa el término en el
presente documento, porque no estarían en su forma o entorno
presente en la naturaleza. De manera similar, las moléculas de
ácido nucleico y los polipéptidos pueden presentarse en una
composición, tales como las formulaciones de medios, las
disoluciones para la introducción de moléculas de ácido nucleico o
polipéptidos, por ejemplo, en las células, las composiciones o las
disoluciones para las reacciones químicas o enzimáticas, por
ejemplo, que no son composiciones que se presentan en la naturaleza
y, en las mismas, siguen siendo moléculas de ácido nucleico o
polipéptidos aislados/os dentro del significado de ese término según
se utiliza en el presente documento.
Los ácidos nucleicos pueden sintetizarse
químicamente. Como alternativa, los ácidos nucleicos pueden aislarse
de S. pyogenes por medio de procedimientos conocidos por los
expertos en la técnica.
También se divulga una serie completa de nuevos
antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos usando el
procedimiento de identificación de antígenos descrito en el presente
documento. Se divulga un antígeno reactivo en suero hiperinmune que
comprende una secuencia de aminoácidos codificada por una cualquiera
de las moléculas de ácidos nucleicos descritas en el presente
documento y sus fragmentos. Una serie nueva de antígenos reactivos
en suero hiperinmune puede comprender secuencias de aminoácidos
seleccionadas del grupo constituido por las secuencias de
polipéptidos según se representan en Sec. ID Nº 151,
154-158, 160-168.170, 172, 174
-182, 184-185, 188-190,
193-196, 199-201,
203-204, 207-211, 213,
215-221, 223, 225-227,
231-232, 238, 241-244 y
246-300 y sus fragmentos. También se divulgan
antígenos reactivos en suero hiperinmune que comprenden secuencias
de aminoácidos seleccionadas del grupo constituido por las
secuencias de polipéptidos según se representan en Sec. ID Nº 214 y
sus fragmentos. Los antígenos reactivos en suero hiperinmune pueden
comprender secuencias de aminoácidos seleccionadas del grupo
constituido por las secuencias de polipéptidos según se representan
en Sec. ID Nº 153, 186, 197-198, 205, 212, 222, 230,
234, 245 y sus fragmentos.
Los antígenos reactivos en suero hiperinmune y
sus fragmentos según se divulgan incluyen cualquier serie de
polipéptidos presentada en el listado de secuencias así como los
polipéptidos que tienen al menos 70% de identidad con un
polipéptido presentado en el listado de secuencias, de preferencia
al menos 80% u 85% de identidad con un polipéptido presentado en el
listado de secuencias, y de más preferencia al menos 90% de
similitud (de más preferencia al menos 90% de identidad) con un
polipéptido presentado en el listado de secuencias y aún de más
preferencia al menos 95%, 96%, 97%, 98%, 99% ó 99,5% de similitud
(aún de más preferencia al menos 95%, 96%, 97%, 98%, 99% ó 99,5% de
identidad) con un polipéptido presentado en el listado de secuencias
y también incluyen porciones de tales polipéptidos conteniendo
tales porciones del polipéptido generalmente al menos 4 aminoácidos
y de más preferencia al menos 8, aún de más preferencia al menos 30,
aún de más preferencia al menos 50 aminoácidos, por ejemplo 4, 8,
10, 20, 30, 35, 40, 45 ó 50 aminoácidos.
La invención también se refiere a los
fragmentos, análogos y derivados de estos antígenos reactivos en
suero hiperinmune y sus fragmentos. Los términos "fragmento",
"derivado" y "análogo" cuando se refieren a un antígeno
cuya secuencia de aminoácidos se presenta en el listado de
secuencias, significan un polipéptido que retiene esencialmente la
misma función o actividad biológica que tal antígeno reactivo en
suero hiperinmune y su fragmento.
El fragmento, derivado o análogo de un antígeno
reactivo en suero hiperinmune puede ser 1) uno en el que están
sustituidos uno o más de los residuos de aminoácidos con un residuo
conservado o no conservado (de preferencia un residuo de aminoácido
conservado) y tales residuos de aminoácidos sustituidos pueden o no
ser uno codificado por el código genético, o 2) uno en el que uno o
más de los residuos de aminoácidos incluyen un grupo sustituyente,
o 3) uno en el que el antígeno reactivo en suero hiperinmune maduro
o su fragmento está fusionado con otro compuesto, tal como un
compuesto para aumentar la semivida del antígeno reactivo en suero
hiperinmune y su fragmento (por ejemplo, polietilenglicol), o 4)
uno en el que los aminoácidos adicionales están fusionados con el
antígeno reactivo en suero hiperinmune maduro o su fragmento, tales
como una secuencia líder o secretora o una secuencia que se utiliza
para la purificación del antígeno reactivo en suero hiperinmune
maduro o su fragmento o una secuencia de proproteína. Se considera
que tales fragmentos, derivados y análogos están dentro del alcance
de los expertos en la técnica a partir de las enseñanzas del
presente documento.
La presente invención también divulga antígenos
de diferentes aislamientos de S. pyogenes. Tales homólogos
pueden aislarse fácilmente basándose en las secuencias de los ácidos
nucleicos y de aminoácidos divulgadas en el presente documento.
Hasta la fecha hay distinguidos más de 80 serotipos de proteína M y
el tipificado se basa en la región variable en el extremo 5' del
gen emm (véase por ejemplo Vitali y col., 2002). Por consiguiente,
puede determinarse la presencia de cualquier antígeno para cada
serotipo M. Además es posible determinar la variabilidad de un
antígeno particular en los diversos serotipos M como se describe
para el gen sic (Hoe y col., 2001). La influencia de los diferentes
serotipos M en el tipo de enfermedad que causan está resumido en
una reciente revisión (Cunningham, 2000). En particular, pueden
distinguirse dos grupos de serotipos:
- 1)
- Los que causan faringitis y escarlatina (por ejemplo los tipos M 1, 3, 5, 6, 14, 18, 19, 24)
- 2)
- Los que causan piodermia e infecciones estreptocócicas de la piel (por ejemplo los tipos M 2, 49, 57, 59, 60, 61)
\newpage
Esto puede servir como base para identificar la
relevancia de un antígeno para el uso como una vacuna o en general
como un fármaco dirigido a una enfermedad específica.
La información por ejemplo de la página web de
la CDC (http://www.cdc.gov/ncidod/biotech/strep/emmtypes.htm)
ofrece un dendrograma que muestra la relación de diversos serotipos
M. Otras referencias relevantes se encuentran en Vitali y col.,
Journal of Clinical Microbiology 40: 679-681. (2002)
(procedimiento de tipificación molecular de emm), Enright y col.,
Infection and Immunity 69: 2416-2427. (2001)
(procedimiento de tipificación molecular alternativo (MLST)), Hoe y
col., The Journal of Infectious Diseases 183:
633-639. (2001) (ejemplo para la variación de un
antígeno (sic) en muchos serotipos diferentes) y Cunningham,
CLINICAL MICROBIOLOGY REVIEWS 13: 470-511. (2000)
(revisión sobre la patogénesis del GAS).
Todos los tipos de emm se presentan en su
totalidad y puede descargarse de la dirección anterior.
El dendrograma se construyó por el uso
secuencial de la versión 10.1 del paquete de programas Wisconsin,
Genetics Computes Group (GCG), los programas Pileup, Distances y
Growtree de Madison. Básicamente, se usaron 22 residuos de
secuencia señal más otros 83 residuos del extremo N terminal para
las alineaciones que incluyeron las secuencias seleccionadas de las
bases de datos. Las secuencias seleccionadas incluyen las
denominaciones nuevas de emm 103-124 (descritas en
la tabla a continuación) así como sus coincidencias de proteína M
"clásicas" más próximas. Aunque este análisis está limitado
porque los extremos C terminales están truncados arbitrariamente,
este es un resultado típico ya que el dendrograma separa los grupos
de secuencias de cepas M positivas para el factor de opacidad de
las secuencias de cepas M negativas para el factor de opacidad. tipo
de emm/denominación anterior - número de acceso de GenBank - países
donde se aisló - coincidencia de secuencia de proteína M N terminal
más cercana (% de identidad):
emm103/st2034 U74320 PNG, Bra, Egy, Mal, Nep,
NZ, US M87 (66%)
emm104/st2034 AF056300 PNG, Egy, Mal, Nep, NZ,
US M66 (72%)
emm105/st4529 AF060227 Mal, Nep, NZ, US M5
(45%)
emm106/st4532 AF077666 Mal, Egy, Iran, Nep M27G
(71%)
emm107/st4264 AF163686 Mal, NZ M25 (52%)
emm108/st4547 AF052426 Mal, Bra, Egy, Ira, NZ
M70 (84%) emm109/st3018 AF077667 Mal, Egy, NZ M28 (74%)
emm110/st4935 U92492 Ind, Bul, NZ, Rus, US M13
(60%)
emm111/st4973 AF128960 Ind, Bra, Nep, US M80
(40%)
emm112/stCmuk16 AF091806 Thi, Bra, Rus, US
M27L/77 (59%) emm113/st2267 AF078068 NZ, Thai, Chi M13 (50%)
emm114/st2967 U50338 US, Can, Gam, NZ, PNG M73
(80%)
emm115/st2980 AF028712 US, Bra, Rus M36
(64%)
emm116/st2370 AF156180 US, Nep, NZ M52 (60%)
emm117/st436 AF058801 US M13 (59%)
emm118/st448 AF058802 US, Bra, Egy, Nep, NZ M49
(79%)
emm119/st3365 AF083874 US, Bra, Nep M52
(59%)
emm120/st1135 AF296181 Egy M56 (78%)
emm121/st1161 AF296182 Egy M64 (64%)
emm122/st1432 AF222860 Egy, Rus, Nep M18
(40%)
emm123/st6949 AF213451Arg, US, NZM80 (68%)
st1160/emm124 AF149048 and AF018178Egy, Mal,
NZM2 (82%).
\newpage
Abreviaturas: Arg, Argentina; Bra, Brasil; Bul,
Bulgaria; Cab, Canadá; Chi, Chile; Egy, Egipto; Gam, Gambia; Ind,
India; Ira, Irán; Mal, Malasia; Nep, Nepal; NZ, Nueva Zelanda; PNG,
Papua Nueva Guinea; Thi, Tailandia; Rus, Rusia; US, Estados
Unidos.%: Coincidencia de la secuencia de proteína M madura más
cercana a 50 residuos predichos del extremo N terminal maduro del
tipo Lancefield caracterizado serológicamente.
En muchos casos las cepas de referencia de la
secuencia de emm provinieron directamente de la colección de tipos
M de la Dra. Rebecca Lancefield. Tales cepas se denominan RCL.
Las secuencias que comienzan con "emm"
indican que los aislamientos representados por este tipo han sido
analizados por varios laboratorios de referencia además de los
laboratorios de estreptococos de la CDC. Cada uno de los
"nuevos" tipos de emm, emm94 hasta emm124 están representados
por múltiples aislamientos independientes recuperados de
manifestaciones graves de la enfermedad, son no tipificables por la
proteína M con todas las reservas de sueros de tipificación
disponibles para los laboratorios internacionales de referencia del
GAS, y demuestran propiedades antifagocíticas in vitro al
multiplicarse en sangre humana normal. Las cepas con secuencias de
emm que comienzan con "st" (tipo de secuencia) todavía no han
sido validadas completamente por todos los laboratorios de
referencia.
Desde hace mucho tiempo se sabe que el antisuero
contra las cepas positivas para el factor de la opacidad del suero
(SOF+) inhibe la actividad del OF de una manera específica de cepa.
Por consiguiente, se analizaron regiones variables de
500-2700 bases del gen sof (factor de opacidad del
suero) que representan al menos 60 genes sof distintos de cepas de
GAS positivas para el factor de opacidad (y curiosamente, un
homólogo encontrado comúnmente en aislamientos de emm12 negativos
para OF y en la cepa de referencia emm/tipo M 12). Se encontró que
las secuencias del gen sof son también notablemente variables entre
las diferentes cepas de GAS, aunque usualmente están bien
conservadas dentro de un tipo de emm. Las cepas importantes incluyen
por consiguiente emm1, emm100, emm101, emm102, emm103, emm104,
emm105, emm106, emm107, emm108, emm109, emm11, emm11O, emm111,
emm112, emm113, emm114, emm115, emm116, emm117, emm118, emm119,
emm12, emm120, emm121, emm122, emm123, emm124, emm13L, emm14,
emm15, emm17, emm18, emm19, emm2, emm22, emm23, emm24, emm25, emm26,
emm27G, emm28, emm29, emm3, emm30, emm31, emm32, emm33, emm34,
emm36, emm37, emm38, emm39, emm4, emm40, emm41, emm42, emm43, emm44,
emm46, emm47, emm48, emm49, emm5, emm50, emm51, emm52, emm53,
emm54, emm55, emm56, emm57, emm58, emm59, emm6, emm60, emm61,
emm62, emm63, emm64, emm65, emm66, emm67, emm68, mm69, emm70, emm71,
emm72, emm73, emm74, emm75, emm76, emm77, emm78, emm79, emm8,
emm80, emm81, emm82, emm83, emm84, emm85, emm86, emm87, emm88,
emm89, emm9, emm90, emm91, emm92, emm93, emm94, emm95, emm96,
emm97, emm98, emm99, st1389, st1731, st1759, st1815, st1967,
st1969, st1rp31, sti11014, st2037, st204, st211, st213, st2147,
st1207, st245, st2460, st2461, st2463, st2904, st2911, st2917,
st2926, st2940, st369, st3757, st3765, st3850, st5282, st6735,
st7700, st809, st833, st854, st980584, stck249, stck401, std432,
std631, std633, stIL103, stIL62, stns292, stns554, sts104, stc1400,
stc1741, stc36, stc3852, stc5344, stc5345, stc57, stc6979, stc74a,
stc839, stg10, stg11, stg1389, stg166b, stg1750, stg2078, stg3390,
stg4222, stg4545, stg480, stg4831, stg485, stg4974, stg5063, stg6,
stg62647, stg643, stg652, stg653, stg663, stg840, stg93464, stg97,
stL1376, stL1929 y stL2764.
\vskip1.000000\baselineskip
Dentro de la divulgación en este aspecto están
los antígenos reactivos en suero hiperinmune presentados en el
listado de secuencias, las variantes, los análogos, los derivados y
sus fragmentos, y las variantes, los análogos y los derivados de
los fragmentos. Además, son factibles los polipéptidos de fusión que
comprenden tales antígenos reactivos en suero hiperinmune, las
variantes, los análogos, los derivados y sus fragmentos, y las
variantes, los análogos y los derivados de los fragmentos. Tales
polipéptidos y proteínas de fusión, así como las moléculas de ácido
nucleico que los codifican, pueden generarse fácilmente usando las
técnicas convencionales, incluidas las técnicas recombinantes
convencionales para la producción y expresión de un ácido
polinucleico recombinante que codifica una proteína de fusión.
Entre las variantes de preferencia están las que
varían de una referencia por sustituciones conservadoras de
aminoácidos.
Tales sustituciones son las que sustituyen un
aminoácido dado en un polipéptido por otro aminoácido de
características similares. Las sustituciones conservadoras que se
observan típicamente son los reemplazos, uno por otro, entre los
aminoácidos alifáticos Ala, Val, Leu e Ile; los intercambios de los
residuos hidroxilo Ser y Thr, el intercambio de los residuos ácidos
Asp y Glu, la sustitución entre los residuos amida Asn y Gln, el
intercambio de los residuos básicos Lys y Arg y los reemplazos
entre los residuos aromáticos Phe y Tyr.
Además particularmente de preferencia en este
aspecto están las variantes, los análogos, los derivados y los
fragmentos, y las variantes, los análogos y los derivados de los
fragmentos, que tienen la secuencia de aminoácidos de cualquier
polipéptido presentado en el listado de secuencias, en la que ningún
residuo de aminoácido, varios, unos pocos, 5 a 10, 1 a 5, 1 a 3, 2
ó 1 están sustituidos, delecionados o añadidos, en cualquier
combinación. Resultan especialmente de preferencia entre éstas las
sustituciones, adiciones y deleciones silenciosas, que no alteran
las propiedades y actividades del polipéptido de la presente
invención. También son especialmente de preferencia en este aspecto
las sustituciones conservadoras. Los polipéptidos más altamente de
preferencia son los que tienen una secuencia de aminoácidos
presentada en el listado de secuencias sin sustituciones. Las
sustituciones de aminoácidos específicamente adecuadas son las que
están contenidas en los homólogos para las secuencias divulgadas en
el listado de secuencias según la presente solicitud. Un derivado de
secuencia adecuado de un antígeno o de un epítopo según se divulga
en el presente documento incluye por consiguiente una o más
variaciones presentes en una o más cepas o serotipos de S.
pyogenes (de preferencia 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ó 10
intercambios de aminoácidos basados en tales variaciones homólogas).
Tales antígenos comprenden secuencias que pueden ser secuencias que
se presentan en la naturaleza o secuencias artificiales creadas
nuevas. Estas variantes de antígenos de preferencia se basan en
tales variaciones de secuencias que se presentan en la naturaleza,
por ejemplo formando una "secuencia maestra" para las regiones
antigénicas de los polipéptidos según la presente invención. Los
ejemplos adecuados para tales variaciones o intercambios homólogos
se presentan en la tabla 5 en la sección de ejemplos. Por ejemplo,
una secuencia dada de S. pyogenes puede modificarse
incluyendo una o más de tales variaciones creando de esta manera
una variante artificial (es decir, que no se presenta en la
naturaleza) de este antígeno dado (que se presenta en la naturaleza)
o la secuencia del epítopo.
Los antígenos reactivos en suero hiperinmune y
sus fragmentos de la presente invención se proporcionan de
preferencia en una forma aislada, y de preferencia se purifican
hasta homogeneidad.
Son posibles los polipéptidos que comprenden
fragmentos de los polipéptidos que tienen la secuencia de
aminoácidos presentada en el listado de secuencias, y los
fragmentos de variantes y los derivados de los polipéptidos
presentados en el listado de secuencias. En este aspecto, un
fragmento es un polipéptido que tiene una secuencia de aminoácidos
que es enteramente la misma que parte, pero no toda la secuencia de
aminoácidos del antígeno reactivo en suero hiperinmune mencionado
anteriormente y su fragmento, y sus variantes o derivados, análogos
y fragmentos. Tales fragmentos pueden ser "independientes", es
decir, pueden no ser parte o pueden no estar fusionados a otros
aminoácidos o polipéptidos, o pueden estar comprendidos dentro de un
polipéptido más grande del que forman una parte o una región.
También resultan de preferencia en este aspecto los fragmentos
caracterizados por los atributos estructurales o funcionales del
polipéptido de la presente invención, es decir los fragmentos que
comprenden la hélice alfa y las regiones que forman la hélice alfa,
la lámina beta y las regiones que forman la lámina beta, giros y
las regiones que forman giros, enrollamientos y las regiones que
forman enrollamientos, regiones hidrófilas, regiones hidrófobas,
regiones alfa anfipáticas, regiones beta anfipáticas, regiones
flexibles, regiones que forman la superficie, regiones de unión al
sustrato y regiones de índice antigénico alto del polipéptido de la
presente invención, y las combinaciones de tales fragmentos. Las
regiones de preferencia son las que median las actividades de los
antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos de la
presente invención. Los más altamente de preferencia en este aspecto
son los fragmentos que tienen una actividad química, biológica u
otra actividad del antígeno reactivo en suero hiperinmune y sus
fragmentos de la presente invención, incluidos los que tienen una
actividad similar o una actividad mejorada, o con una actividad
indeseable disminuida. Son particularmente de preferencia los
fragmentos que comprenden receptores o dominios de enzimas que
confieren una función esencial para la viabilidad del S.
pyogenes o la capacidad para causar enfermedad en los seres
humanos. Otros fragmentos de polipéptidos de preferencia son los que
comprenden o contienen determinantes antigénicos o inmunogénicos en
un animal, especialmente en un ser humano.
Un fragmento antigénico se define como un
fragmento del antígeno identificado que es por sí mismo antigénico
o puede convertirse en antigénico cuando se proporciona como un
hapteno. Por consiguiente, también los antígenos o fragmentos
antigénicos que muestran uno o (para fragmentos más largos)
solamente unos pocos intercambios de aminoácidos están permitidos
con la presente invención, a condición de que las capacidades
antigénicas de tales fragmentos con los intercambios de aminoácidos
no se deterioren gravemente en el(los) intercambio(s),
es decir, que sean adecuados para provocar una respuesta inmune
apropiada en un individuo vacunado con este antígeno y sean
identificados por las preparaciones de anticuerpos del individuo a
partir del suero del individuo.
Los ejemplos contemplados de fragmentos de un
antígeno reactivo en suero hiperinmune se seleccionan del grupo
constituido por las secuencias de aminoácidos de la columna "aa
inmunogénicos predichos" y "localización de la región
inmunogénica identificada" de la Tabla 1; los epítopos reactivos
al suero de la Tabla 2, en especial los péptidos que comprenden los
aminoácidos 4-44, 57-65,
67-98, 101-107,
109-125, 131-144,
146-159, 168-173,
181-186, 191-200,
206-213, 229-245,
261-269, 288-301,
304-317, 323-328,
350-361, 374-384,
388-407, 416-425 y
1-114 de Sec. ID Nº 151; 5-17,
49-64, 77-82, 87-98,
118-125, 127-140,
142-150, 153-159,
191-207, 212-218,
226-270, 274-287,
297-306, 325-331,
340-347, 352-369,
377-382, 390-395 y
29-226 de Sec. ID Nº 152; 4-16,
20-26, 32-74,
76-87, 93-108,
116-141, 148-162,
165-180, 206-219,
221-228, 230-236,
239-245, 257-268,
313-328, 330-335,
353-359, 367-375,
394-403, 414-434,
437-444, 446-453,
456-464, 478-487,
526-535, 541-552,
568-575, 577-584,
589-598, 610-618,
624-643, 653-665,
667-681, 697-718,
730-748, 755-761,
773-794, 806-821,
823-831, 837-845,
862-877, 879-889,
896-919, 924-930,
935-940, 947-955,
959-964, 969-986,
991-1002, 1012-1036,
1047-1056, 1067-1073,
1079-1085, 1088-1111,
1130-1135, 1148-1164,
1166-1173, 1185-1192,
1244-1254 y 919-929 de Sec. ID Nº
153; 5-44, 62-74,
78-83, 99-105,
107-113, 124-134,
161-174, 176-194,
203-211, 216-237,
241-247, 253-266,
272-299, 323-349,
353-360 y 145-305 de Sec. ID Nº 154;
15-39, 52-61, 72-81,
92-97 y 71-81 de Sec. ID Nº 155;
13-19, 21-31,
40-108, 115-122,
125-140, 158-180,
187-203, 210-223,
235-245 y 173-186 de Sec. ID Nº 156;
5-12, 19-27, 29-39,
59-67, 71-78,
80-88, 92-104,
107-124, 129-142,
158-168, 185-191,
218-226, 230-243,
256-267, 272-277,
283-291, 307-325,
331-344, 346-352 y
316-331 de Sec. ID Nº 157; 6-28,
43-53, 60-76, 93-103
y 21-99 de Sec. ID Nº 158;
10-30,120-126,
145-151, 159-169,
174-182, 191-196,
201-206, 214-220,
222-232, 254-272,
292-307, 313-323,
332-353, 361-369,
389-396, 401-415,
428-439, 465-481,
510-517, 560-568 y
9-264 de Sec. ID Nº 159; 5-29,
39-45, 107-128 y
1-112 de Sec. ID Nº 160; 4-38,
42-50, 54-60, 65-71,
91-102 y 21-56 de Sec. ID Nº 161;
4-13, 19-25, 41-51,
54-62, 68-75,
79-89, 109-122,
130-136, 172-189,
192-198, 217-224,
262-268, 270-276,
281-298, 315-324,
333-342, 353-370,
376-391 y 23-39 de Sec. ID Nº 162;
6-41, 49-58, 62-103,
117-124, 147-166,
173-194, 204-211,
221-229, 255-261,
269-284, 288-310,
319-325, 348-380,
383-389, 402-410,
424-443, 467-479,
496-517, 535-553,
555-565, 574-581,
583-591 y 474-489 de Sec. ID Nº 163;
8-35, 52-57, 66-73,
81-88, 108-114,
125-131, 160-167,
174-180, 230-235,
237-249, 254-262,
278-285, 308-314,
321-326, 344-353,
358-372, 376-383,
393-411, 439-446,
453-464, 471-480,
485-492, 502-508,
523-529, 533-556,
558-563, 567-584,
589-597, 605-619,
625-645, 647-666,
671-678, 690-714,
721-728, 741-763,
766-773, 777-787,
792-802, 809-823,
849-864 y 37-241,
409-534, 582-604,
743-804 de Sec. ID Nº 164; 4-17,
24-36, 38-44, 59-67,
72-90, 92-121,
126-149, 151-159,
161-175, 197-215,
217-227, 241-247,
257-264, 266-275,
277-284, 293-307,
315-321, 330-337,
345-350, 357-366,
385-416 y 202-337 de Sec. ID Nº 165;
4-20, 22-46, 49-70,
80-89, 96-103,
105-119, 123-129,
153-160, 181-223,
227-233, 236-243,
248-255, 261-269,
274-279, 283-299,
305-313, 315-332,
339-344, 349-362,
365-373, 380-388,
391-397, 402-407 y
1-48 de Sec. ID Nº 166; 18-37,
41-63,
100-106,109-151,
153-167,
170-197,199-207,
212-229, 232-253,
273-297 y 203-217 de Sec. ID Nº
167; 20-26, 54-61,
80-88, 94-101,
113-119, 128-136,
138-144, 156-188,
193-201, 209-217,
221-229, 239-244,
251-257, 270-278,
281-290, 308-315,
319-332, 339-352,
370-381, 388-400,
411-417, 426-435,
468-482, 488-497,
499-506, 512-521 y
261-273 de Sec. ID Nº 168; 6-12,
16-36, 50-56, 86-92,
115-125, 143-152,
163-172, 193-203,
235-244, 280-289,
302-315, 325-348,
370-379, 399-405,
411-417, 419-429,
441-449, 463-472,
482-490, 500-516,
536-543, 561-569,
587-594, 620-636,
647-653, 659-664,
677-685, 687-693,
713-719, 733-740,
746-754, 756-779,
792-799, 808-817,
822-828, 851-865,
902-908, 920-938,
946-952, 969-976,
988-1005, 1018-1027,
1045-1057, 1063-1069,
1071-1078, 1090-1099,
1101-1109, 1113-1127,
1130-1137, 1162-1174,
1211-1221, 1234-1242,
1261-1268, 1278-1284,
1312-1317, 1319-1326,
1345-1353, 1366-1378,
1382-1394, 1396-1413,
1415-1424, 1442-1457,
1467-1474, 1482-1490,
1492-1530, 1537-1549,
1559-1576, 1611-1616,
1624-1641 y 1-414,
443-614, 997-1392 de Sec. ID Nº 169;
14-42, 70-75,
90-100, 158-181 y
1-164 de Sec. ID Nº 170; 4-21,
30-36, 54-82, 89-97,
105-118, 138-147 y
126-207 de Sec. ID Nº 171; 4-21,
31-66, 96-104,
106-113, 131-142 y
180-204 de Sec. ID Nº 172; 5-23,
31-36, 38-55, 65-74,
79-88, 101-129,
131-154, 156-165,
183-194, 225-237,
245-261, 264-271,
279-284, 287-297,
313-319, 327-336,
343-363, 380-386 y
11-197, 204-219,
258-372 de Sec. ID Nº 173; 4-20,
34-41, 71-86,
100-110, 113-124,
133-143,150-158,
160-166, 175-182,
191-197, 213-223,
233-239, 259-278,
298-322 y 195-289 de Sec. ID Nº 174;
4-10, 21-35, 44-52,
54-62, 67-73,
87-103, 106-135,
161-174, 177-192,
200-209, 216-223,
249-298, 304-312,
315-329 y 12-130 de Sec. ID Nº 175;
10-27, 33-38, 48-55,
70-76, 96-107,
119-133, 141-147,
151-165, 183-190,
197-210, 228-236,
245-250, 266-272,
289-295, 297-306,
308-315, 323-352,
357-371, 381-390,
394-401, 404-415,
417-425, 427-462,
466-483, 485-496,
502-507, 520-529,
531-541, 553-570,
577-588, 591-596,
600-610, 619-632,
642-665, 671-692,
694-707 y 434-444 de Sec. ID Nº
176; 6-14, 16-25,
36-46, 52-70,
83-111, 129-138,
140-149, 153-166,
169-181, 188-206,
212-220, 223-259,
261-269, 274-282,
286-293, 297-306,
313-319, 329-341,
343-359, 377-390,
409-415, 425-430 y
360-375 de Sec. ID Nº 177; 4-26,
28-48, 54-62,
88-121, 147-162,
164-201, 203-237,
245-251 y 254-260 de Sec. ID Nº
178; 12-21, 26-32,
66-72, 87-93,
98-112, 125-149,
179-203, 209-226,
233-242, 249-261,
266-271, 273-289,
293-318, 346-354,
360-371, 391-400 y
369-382 de Sec. ID Nº 179; 11-38,
44-65, 70-87,
129-135, 140-163,
171-177, 225-232,
238-249, 258-266,
271-280, 284-291,
295-300, 329-337,
344-352, 405-412,
416-424, 426-434,
436-455, 462-475,
478-487 y 270-312 de Sec. ID Nº 180;
5-17, 34-45, 59-69,
82-88, 117-129,
137-142, 158-165,
180-195, 201-206,
219-226, 241-260,
269-279, 292-305,
312-321, 341-347,
362-381, 396-410,
413-432, 434-445,
447-453, 482-487,
492-499, 507-516,
546-552, 556-565,
587-604 y 486-598 de Sec. ID Nº 181;
4-15, 17-32, 40-47,
67-78, 90-98,
101-107, 111-136,
161-171, 184-198,
208-214, 234-245,
247-254, 272-279,
288-298, 303-310,
315-320, 327-333,
338-349, 364-374 y
378-396 de Sec. ID Nº 182; 5-27,
33-49, 51-57, 74-81,
95-107, 130-137,
148-157, 173-184 y
75-235 de Sec. ID Nº 183; 6-23,
47-53, 57-63, 75-82,
97-105, 113-122,
124-134, 142-153,
159-164, 169-179,
181-187, 192-208,
215-243, 247-257,
285-290, 303-310 y
30-51 de Sec. ID Nº 184; 17-29,
44-52, 59-73,
77-83, 86-92,
97-110, 118-153,
156-166, 173-179,
192-209, 225-231,
234-240, 245-251,
260-268, 274-279,
297-306, 328-340,
353-360, 369-382,
384-397, 414-423,
431-436, 452-465,
492-498, 500-508,
516-552, 554-560,
568-574, 580-586,
609-617, 620-626,
641-647 y 208-219 de Sec. ID Nº 185;
4-26, 32-45,
58-72,111-119,137-143,
146-159, 187-193,
221-231, 235-242,
250-273, 290-304,
311-321, 326-339,
341-347, 354-368,
397-403, 412-419,
426-432, 487-506,
580-592, 619-628,
663-685, 707-716,
743-751, 770-776,
787-792, 850-859,
866-873, 882-888,
922-931, 957-963,
975-981, 983-989,
1000-1008, 1023-1029,
1058-1064, 1089-1099,
1107-1114, 1139-1145,
1147-1156, 1217-1226,
1276-1281, 1329-1335,
1355-1366, 1382-1394,
1410-1416, 1418-1424,
1443-1451, 1461-1469,
1483-1489, 1491-1501,
1515-1522, 1538-1544,
1549-1561, 1587-1593,
1603-1613, 1625-1630,
1636-1641, 1684-1690,
1706-1723, 1765-1771,
1787-1804, 1850-1857,
1863-1894, 1897-1910,
1926-1935, 1937-1943,
1960-1983, 1991-2005,
2008-2014, 2018-2039 y
396-533, 1342-1502,
1672-1920 de Sec. ID Nº 186; 4-25,
45-50, 53-65, 79-85,
87-92, 99-109,
126-137, 141-148,
156-183, 190-203,
212-217, 221-228,
235-242, 247-277,
287-293, 300-319,
321-330, 341-361,
378-389, 394-406,
437-449, 455-461,
472-478, 482-491,
507-522, 544-554,
576-582, 587-593,
611-621, 626-632,
649-661, 679-685,
696-704, 706-716,
726-736, 740-751,
759-766, 786-792,
797-802, 810-822,
824-832, 843-852,
863-869, 874-879,
882-905 y 1-113,
210-232, 250-423,
536-564 de Sec. ID Nº 187; 4-16,
33-39, 43-49, 54-85,
107-123, 131-147,
157-169, 177-187,
198-209, 220-230,
238-248, 277-286,
293-301, 303-315,
319-379, 383-393,
402-414, 426-432,
439-449, 470-478,
483-497, 502-535,
552-566, 571-582,
596-601, 608-620,
631-643, 651-656,
663-678, 680-699,
705-717, 724-732,
738-748, 756-763,
766-772, 776-791,
796-810, 819-827,
829-841, 847-861,
866-871, 876-882,
887-894, 909-934,
941-947, 957-969,
986-994, 998-1028,
1033-1070, 1073-1080,
1090-1096, 1098-1132,
1134-1159, 1164-1172,
1174-1201 y 617-635 de Sec. ID Nº
188; 7-25, 30-40,
42-64, 70-77,
85-118, 120-166,
169-199, 202-213,
222-244 y 190-203 de Sec. ID Nº 189;
4-11, 15-53, 55-93,
95-113, 120-159,
164-200, 210-243,
250-258, 261-283,
298-319, 327-340,
356-366, 369-376,
380-386, 394-406,
409-421, 425-435,
442-454, 461-472,
480-490, 494-505,
507-514, 521-527,
533-544, 566-574 y
385-398 de Sec. ID Nº 190; 5-36,
66-72, 120-127,
146-152, 159-168,
172-184, 205-210,
221-232, 234-243,
251-275, 295-305,
325-332, 367-373,
470-479, 482-487,
520-548, 592-600,
605-615, 627-642,
655-662, 664-698,
718-725, 734-763,
776-784, 798-809,
811-842, 845-852,
867-872, 879-888,
900-928, 933-940,
972-977, 982-1003 y
12-190, 276-283,
666-806 de Sec. ID Nº 191; 4-38,
63-68, 100-114,
160-173, 183-192,
195-210, 212-219,
221-238, 240-256,
258-266, 274-290,
301-311, 313-319,
332-341, 357-363,
395-401, 405-410,
420-426, 435-450,
453-461, 468-475,
491-498, 510-518,
529-537, 545-552,
585-592, 602-611,
634-639, 650-664 y
30-80, 89-105,
111-151 de Sec. ID Nº 192; 7-29,
31-39, 47-54, 63-74,
81-94, 97-117,
122-127, 146-157,
168-192, 195-204,
216-240, 251-259 y
195-203 de Sec. ID Nº 193; 5-16,
28-34, 46-65, 79-94,
98-105, 107-113,
120-134, 147-158,
163-172, 180-186,
226-233, 237-251,
253-259, 275-285,
287-294, 302-308,
315-321, 334-344,
360-371, 399-412,
420-426 y 32-50 de Sec. ID Nº 194;
8-20, 30-36, 71-79,
90-96, 106-117,
125-138, 141-147,
166-174 y 75-90 de Sec. ID Nº 195;
4-13, 15-33, 43-52,
63-85, 98-114,
131-139, 146-174,
186-192, 198-206,
227-233 y 69-88 de Sec. ID Nº 196;
4-22, 29-35, 59-68,
153-170, 213-219,
224-238, 240-246,
263-270, 285-292,
301-321, 327-346,
356-371, 389-405,
411-418, 421-427,
430-437, 450-467,
472-477, 482-487,
513-518, 531-538,
569-576, 606-614,
637-657, 662-667,
673-690, 743-753,
760-767, 770-777,
786-802 y 96-230,
361-491, 572-585 de Sec. ID Nº 197;
4-12, 21-36, 48-55,
74-82, 121-127,
195-203, 207-228,
247-262, 269-278,
280-289 y 102-210 de Sec. ID Nº
198; 13-20, 23-31,
38-44, 78-107,
110-118, 122-144,
151-164, 176-182,
190-198, 209-216,
219-243, 251-256,
289-304, 306-313 y
240-248 de Sec. ID Nº 199; 5-26,
34-48, 57-77,
84-102, 116-132,
139-145, 150-162,
165-173, 176-187,
192-205, 216-221,
234-248, 250-260 y
182-198 de Sec. ID Nº 200; 10-19,
26-44, 53-62, 69-87,
90-96, 121-127,
141-146, 148-158,
175-193, 204-259,
307-313, 334-348,
360-365, 370-401,
411-439, 441-450,
455-462, 467-472,
488-504 y 41-56 de Sec. ID Nº 201;
5-21, 36-42, 96-116,
123-130, 138-144,
146-157, 184-201,
213-228, 252-259,
277-297, 308-313,
318-323, 327-333 y
202-217 de Sec. ID Nº 202; 6-26,
33-51, 72-90,
97-131, 147-154,
164-171, 187-216,
231-236, 260-269,
275-283 y 1-127 de Sec. ID Nº 203;
4-22, 24-38, 44-58,
72-88, 99-108,
110-117, 123-129,
131-137, 142-147,
167-178, 181-190,
206-214, 217-223,
271-282, 290-305,
320-327, 329-336,
343-352, 354-364,
396-402, 425-434,
451-456, 471-477,
485-491, 515-541,
544-583, 595-609,
611-626, 644-656,
660-681, 683-691,
695-718 y 297-458 de Sec. ID Nº 204;
5-43, 92-102,
107-116, 120-130,
137-144, 155-163,
169-174, 193-213 y
24-135 de Sec. ID Nº 205; 4-25,
61-69, 73-85, 88-95,
97-109, 111-130,
135-147, 150-157,
159-179, 182-201,
206-212, 224-248,
253-260, 287-295,
314-331, 338-344,
365-376, 396-405,
413-422, 424-430,
432-449, 478-485,
487-494, 503-517,
522-536, 544-560,
564-578, 585-590,
597-613, 615-623,
629-636, 640-649,
662-671, 713-721 y
176-330 de Sec. ID Nº 206; 31-37,
41-52, 58-79,
82-105, 133-179,
184-193, 199-205,
209-226, 256-277,
281-295, 297-314,
322-328, 331-337,
359-367, 379-395,
403-409, 417-432,
442-447, 451-460,
466-472 y 46-62,
296-341 de Sec. ID Nº 207; 23-29,
56-63, 67-74,
96-108, 122-132,
139-146, 152-159,
167-178, 189-196,
214-231, 247-265,
274-293, 301-309,
326-332, 356-363,
378-395, 406-412,
436-442, 445-451,
465-479, 487-501,
528-555, 567-581,
583-599, 610-617,
622-629, 638-662,
681-686, 694-700,
711-716 y 667-684 de Sec. ID Nº 208;
20-51, 53-59,
109-115, 140-154,
185-191, 201-209,
212-218, 234-243,
253-263, 277-290,
303-313, 327-337,
342-349, 374-382,
394-410, 436-442,
464-477, 486-499,
521-530, 536-550,
560-566, 569-583,
652-672, 680-686,
698-704, 718-746,
758-770, 774-788,
802-827, 835-842,
861-869 y 258-416 de Sec. ID Nº 209;
7-25, 39-45, 59-70,
92-108, 116-127,
161-168, 202-211,
217-227, 229-239,
254-262, 271-278,
291-300 y 278-295 de Sec. ID Nº 210;
4-20, 27-33, 45-51,
53-62, 66-74, 81-88,
98-111, 124-130,
136-144, 156-179,
183-191 y 183-195 de Sec. ID Nº 211;
12-24, 27-33,
43-49, 55-71, 77-85,
122-131, 168-177,
179-203, 209-214,
226-241 y 63-238 de Sec. ID Nº 212;
4-19, 37-50,
120-126, 131-137,
139-162, 177-195,
200-209, 211-218,
233-256, 260-268,
271-283, 288-308 y
1-141 de Sec. ID Nº 213; 11-17,
40-47, 57-63,
96-124, 141-162,
170-207, 223-235,
241-265, 271-277,
281-300, 312-318,
327-333, 373-379 y
231-368 de Sec. ID Nº 214; 9-33,
41-48, 57-79,
97-103, 113-138,
146-157, 165-186,
195-201, 209-215,
223-229, 237-247,
277-286, 290-297,
328-342 y 247-260 de Sec. ID Nº 215;
7-15, 39-45, 58-64,
79-84, 97-127,
130-141, 163-176,
195-203, 216-225,
235-247, 254-264,
271-279 y 64-72 de Sec. ID Nº 216;
4-12, 26-42, 46-65,
73-80, 82-94,
116-125, 135-146,
167-173, 183-190,
232-271, 274-282,
300-306, 320-343,
351-362, 373-383,
385-391, 402-409,
414-426, 434-455,
460-466, 473-481,
485-503, 519-525,
533-542, 554-565,
599-624, 645-651,
675-693, 717-725,
751-758, 767-785,
792-797, 801-809,
819-825, 831-836,
859-869, 890-897 y
222-362, 756-896 de Sec. ID Nº 217;
11-17, 22-28, 52-69,
73-83, 86-97,
123-148, 150-164,
166-177, 179-186,
188-199, 219-225,
229-243, 250-255 y
153-170 de Sec. ID Nº 218; 4-61,
71-80, 83-90,
92-128, 133-153,
167-182, 184-192,
198-212 y 56-73 de Sec. ID Nº 219;
4-19, 26-37, 45-52,
58-66, 71-77, 84-92,
94-101, 107-118,
120-133, 156-168,
170-179, 208-216,
228-238, 253-273,
280-296, 303-317,
326-334 y 298-312 de Sec. ID Nº 220;
7-13, 27-35, 38-56,
85-108, 113-121,
123-160, 163-169,
172-183, 188-200,
206-211, 219-238,
247-254 y 141-157 de Sec. ID Nº 221;
23-39, 45-73,
86-103, 107-115,
125-132, 137-146,
148-158, 160-168,
172-179, 185-192,
200-207, 210-224,
233-239, 246-255,
285-334, 338-352,
355-379, 383-389,
408-417, 423-429,
446-456, 460-473,
478-503, 522-540,
553-562, 568-577,
596-602, 620-636,
640-649, 655-663 y
433-440, 572-593 de Sec. ID Nº 222;
4-42, 46-58, 64-76,
118-124, 130-137,
148-156, 164-169,
175-182, 187-194,
203-218, 220-227,
241-246, 254-259,
264-270, 275-289,
296-305, 309-314,
322-334, 342-354,
398-405, 419-426,
432-443, 462-475,
522-530, 552-567,
593-607, 618-634,
636-647, 653-658,
662-670, 681-695,
698-707, 709-720,
732-742, 767-792,
794-822, 828-842,
851-866, 881-890,
895-903, 928-934,
940-963, 978-986,
1003-1025, 1027-1043,
1058-1075, 1080-1087,
1095-1109,1116-1122,1133-1138,1168-1174,
1179-1186,1207-1214,1248-1267
y 17-319, 417-563 de Sec. ID Nº
223; 6-19, 23-33,
129-138, 140-150,
153-184, 190-198,
206-219, 235-245,
267-275, 284-289,
303-310, 322-328,
354-404, 407-413,
423-446, 453-462,
467-481, 491-500 y
46-187 de Sec. ID Nº 224; 4-34,
39-57, 78-86,
106-116, 141-151,
156-162, 165-172,
213-237, 252-260,
262-268, 272-279,
296-307, 332-338,
397-403, 406-416,
431-446, 448-453,
464-470, 503-515,
519-525, 534-540,
551-563, 578-593,
646-668, 693-699,
703-719, 738-744,
748-759, 771-777,
807-813, 840-847,
870-876, 897-903,
910-925, 967-976,
979-992 y 21-244,
381-499, 818-959 de Sec. ID Nº 225;
19-29, 65-75,
90-109, 111-137,
155-165, 169-175 y
118-136 de Sec. ID Nº 226; 15-20,
30-36, 55-63, 73-79,
90-117, 120-127,
136-149, 166-188,
195-203, 211-223,
242-255, 264-269,
281-287, 325-330,
334-341, 348-366,
395-408, 423-429,
436-444, 452-465 y
147-155 de Sec. ID Nº 227; 11-18,
21-53, 77-83,
91-98, 109-119,
142-163, 173-181,
193-208, 216-227,
238-255, 261-268,
274-286, 290-297,
308-315, 326-332,
352-359, 377-395,
399-406, 418-426,
428-438, 442-448,
458-465, 473-482,
488-499, 514-524,
543-553, 564-600,
623-632, 647-654,
660-669, 672-678,
710-723, 739-749,
787-793, 820.-_828, 838-860,
889-895, 901-907,
924-939, 956-962,
969-976,
991-999,1012-1018,
1024-1029, 1035-1072,
1078-1091,1142-1161 y
74-438 de Sec. ID Nº 228; 4-31,
41-52, 58-63, 65-73,
83-88, 102-117,
123-130, 150-172,
177-195, 207-217,
222-235, 247-253,
295-305, 315-328,
335-342, 359-365,
389-394, 404-413 y
156-420 de Sec. ID Nº 229; 4-42,
56-69,
98-108,120-125,
210-216, 225-231,
276-285, 304-310,
313-318, 322-343 y
79-348 de Sec. ID Nº 230; 12-21,
24-30, 42-50, 61-67,
69-85, 90-97,
110-143, 155-168 y
53-70 de Sec. ID Nº 231; 4-26,
41-54, 71-78, 88-96,
116-127, 140-149,
151-158, 161-175,
190-196, 201-208,
220-226, 240-247,
266-281, 298-305,
308-318, 321-329,
344-353, 370-378,
384-405, 418-426,
429-442, 457-463,
494-505, 514-522 y
183-341 de Sec. ID Nº 232; 4-27,
69-77, 79-101,
117-123, 126-142,
155-161, 171-186,
200-206, 213-231,
233-244, 258-263,
269-275, 315-331,
337-346, 349-372,
376-381, 401-410,
424-445, 447-455,
463-470, 478-484,
520-536, 546-555,
558-569, 580-597,
603-618, 628-638,
648-660, 668-683,
717-723, 765-771,
781-788, 792-806,
812-822 y 92-231,
618-757 de Sec. ID Nº 233; 11-47,
63-75, 108-117,
119-128, 133-143,
171-185, 190-196,
226-232, 257-264,
278-283, 297-309,
332-338, 341-346,
351-358, 362-372 y
41-170 de Sec. ID Nº 234; 6-26,
50-56, 83-89,
108-114, 123-131,
172-181, 194-200,
221-238, 241-259,
263-271, 284-292,
304-319, 321-335,
353-358, 384-391,
408-417, 424-430,
442-448, 459-466,
487-500, 514-528,
541-556, 572-578,
595-601, 605-613,
620-631, 634-648,
660-679, 686-693,
702-708, 716-725,
730-735, 749-755,
770-777, 805-811,
831-837, 843-851,
854-860, 863-869,
895-901, 904-914,
922-929, 933-938,
947-952, 956-963,
1000-1005, 1008-1014,
1021-1030, 1131-1137,
1154-1164, 1166-1174 y
20-487, 757-1153 de Sec. ID Nº 235;
10-34, 67-78,
131-146, 160-175,
189-194, 201-214,
239-250, 265-271,
296-305 y 26-74,
91-100, 105-303 de Sec. ID Nº 236;
9-15, 19-32,
109-122, 143-150,
171-180, 186-191,
209-217, 223-229,
260-273, 302-315,
340-346, 353-359,
377-383, 389-406,
420-426, 460-480 y
10-223, 231-251,
264-297, 312-336 de Sec. ID Nº 237;
5-28, 76-81,
180-195, 203-209,
211-219, 227-234,
242-252, 271-282,
317-325, 350-356,
358-364, 394-400,
405-413, 417-424,
430-436, 443-449,
462-482, 488-498,
503-509, 525-537 y
22-344 de Sec. ID Nº 238; 5-28,
42-54, 77-83, 86-93,
98-104, 120-127,
145-159, 166-176,
181-187, 189-197,
213-218, 230-237,
263-271, 285-291,
299-305, 326-346,
368-375, 390-395 y
1-151 de Sec. ID Nº 239; 6-34,
48-55, 58-64,
84-101,
121-127,143-149,153-159,
163-170, 173-181,
216-225, 227-240,
248-254, 275-290,
349-364, 375-410,
412-418, 432-438,
445-451, 465-475,
488-496, 505-515,
558-564, 571-579,
585-595, 604-613,
626-643, 652-659,
677-686, 688-696,
702-709, 731-747,
777-795, 820-828,
836-842, 845-856,
863-868,
874-882,900-909,926-943,961-976,980-986,992-998,1022-1034,
1044-1074, 1085-1096,
1101-1112, 1117-1123,
1130-1147, 1181-1187,
1204-1211, 1213-1223,
1226-1239, 1242-1249,
1265-1271, 1273-1293,
1300-1308, 1361-1367,
1378-1384, 1395-1406,
1420-1428, 1439-1446,
1454-1460, 1477-1487,
1509-1520, 1526-1536,
1557-1574, 1585-1596,
1605-1617, 1621-1627,
1631-1637, 1648-1654,
1675-1689, 1692-1698,
1700-1706, 1712-1719,
1743-1756 y 91-263 de Sec. ID Nº
240; 4-16, 75-90,
101-136,
138-144,158-164,171-177,191-201,
214-222, 231-241,
284-290, 297-305,
311-321, 330-339,
352-369, 378-385,
403-412, 414-422,
428-435, 457-473,
503-521, 546-554,
562-568, 571-582,
589-594, 600-608,
626-635, 652-669,
687-702, 706-712,
718-724, 748-760,
770-775 y 261-272 de Sec. ID Nº 241;
4-19, 30-41, 46-57,
62-68, 75-92,
126-132, 149-156,
158-168, 171-184,
187-194, 210-216,
218-238, 245-253,
306-312, 323-329,
340-351, 365-373,
384-391, 399-405,
422-432, 454-465,
471-481, 502-519,
530-541, 550-562,
566-572, 576-582,
593-599, 620-634,
637-643, 645-651,
657-664, 688-701 y
541-551 de Sec. ID Nº 242; 6-11,
17-25, 53-58, 80-86,
91-99, 101-113,
123-131, 162-169,
181-188, 199-231,
245-252 y 84-254 de Sec. ID Nº 243;
13-30, 71-120,
125-137, 139-145,
184-199 y 61-78 de Sec. ID Nº 244;
9-30, 38-53, 63-70,
74-97, 103-150,
158-175, 183-217,
225-253, 260-268,
272-286, 290-341,
352-428, 434-450,
453-460, 469-478,
513-525, 527-534,
554-563, 586-600,
602-610, 624-640,
656-684, 707-729,
735-749, 757-763,
766-772, 779-788,
799-805, 807-815,
819-826, 831-855 y
568-580 de Sec. ID Nº 245; 11-21,
29-38 y 5-17 de Sec. ID Nº 246;
2-9 de Sec. ID Nº 247; 4-10,
16-28 y 7-18, 26-34
de Sec. ID Nº 248; 10-16 y 1-15 de
Sec. ID Nº 249; 4-11 de Sec. ID Nº 250;
4-40, 42-51 y de Sec. ID Nº 251;
4-21 y 22-29 de Sec. ID Nº 252;
2-11 Sec. ID Nº 253; 9-17,
32-44 y 1-22 de Sec. ID Nº 254;
19-25, 27-32 y 15-34
de Sec. ID Nº 255; 4-12, 15-22 y
11-33 de Sec. ID Nº 256; 10-17,
24-30, 39-46, 51-70
y 51-61 de Sec. ID Nº 257; 6-19 de
Sec. ID Nº 258; 6-11, 21-27,
31-54 y 11-29 de Sec. ID Nº 259;
4-10, 13-45 y 11-35
de Sec. ID Nº 260; 4-14, 23-32 y
11-35 de Sec. ID Nº 261; 14-39,
45-51 y 15-29 de Sec. ID Nº 262;
4-11, 14-28 y 4-17
de Sec. ID Nº 263; 4-16 y 2-16 de
Sec. ID Nº 264; 4-10, 12-19,
39-50 y 6-22 de Sec. ID Nº 265;
2-13 de Sec. ID Nº 266; 4-11,
22-65 y 3-19 de Sec. ID Nº 267;
17-23, 30-35,
39-46, 57-62 y 30-49
de Sec. ID Nº 268; 4-19 y 14-22 de
Sec. ID Nº 269; 2-9 de Sec. ID Nº 270;
7-18, 30-43 y 4-12
de Sec. ID Nº 271; 4-30, 39-47 y
5-22 de Sec. ID Nº 272; 6-15 y
14-29 de Sec. ID Nº 273; 4-34 y
23-35 de Sec. ID Nº 274; 4-36,
44-57, 65-72 y 14-27
de Sec. ID Nº 275; 4-18 y 11-20 de
Sec. ID Nº 276; 5-19 de Sec. ID Nº 277;
18-36 y 6-20 de Sec. ID Nº 278;
4-10, 19-34, 41-84,
96-104 y 50-63 de Sec. ID Nº 279;
4-9, 19-27 y 8-21
de Sec. ID Nº 280; 4-16, 18-28 y
22-30 de Sec. ID Nº 281; 4-15 y
21-35 de Sec. ID Nº 282; 4-17 y
3-13 de Sec. ID Nº 283; 4-12 y
4-18 de Sec. ID Nº 284; 4-24,
31-36 y 29-45 de Sec. ID Nº
285;_12-22, 34-49 y
21-32 de Sec. ID Nº 286; 4-17 y
22-32 de Sec. ID Nº 287; 4-16,
25-42 y 7-28 de Sec. ID Nº 288;
4-10 y 7-20 de Sec. ID Nº 289;
4-11,16-36,39-54 y
28-44 de Sec. ID Nº 290; 5-20,
29-54 y 14-29 de Sec. ID Nº 291;
24-33 y 10-22 de Sec. ID Nº 292;
10-51, 54-61 y 43-64
de Sec. ID Nº 293; 7-13 y 2-17 de
Sec. ID Nº 294; 11-20 y 6-20 de
Sec. ID Nº 295; 4-30, 34-41 y
19-28 de Sec. ID Nº 296; 11-21 de
Sec. ID Nº 297; 4-16, 21-26 y
9-38 de Sec. ID Nº 298; 4-12,
15-27, 30-42, 66-72
y 10-24 de Sec. ID Nº 299; 8-17 y
11-20 de Sec. ID Nº 300; y 2-19 de
Sec. ID Nº246; 1-12 de Sec. ID Nº 247;
21-38 de Sec. ID Nº 248; 2-22 de
Sec. ID Nº 254; 15-33 de Sec. ID Nº 255;
11-32 de Sec. ID Nº 256; 11-28 de
Sec. ID Nº 259; 10-27 de Sec. ID Nº 260;
9-26 de Sec. ID Nº 261; 4-16 de
Sec. ID Nº 263;_1-18 de Sec. ID Nº 266;
12-29 de Sec. ID Nº 273; 6-23 de
Sec. ID Nº 276; 1-21 de Sec. ID Nº 277;
47-64 de Sec. ID Nº 279; 28-45 de
Sec. ID Nº 285; 18-35 de Sec. ID Nº 287;
14-31 de Sec. ID Nº 291; 7-24 de
Sec. ID Nº 292; 8-25 de Sec. ID Nº 299;
1-20 de Sec. ID Nº 300;_18-33 de
Sec. ID Nº 151; 62-72 de Sec. ID Nº
151;_118-131 de Sec. ID Nº 152;
195-220 de Sec. ID Nº 154; 215-240
de Sec. ID Nº 154; 255-280 de Sec. ID Nº 154,
72-81 de Sec. ID Nº 155; 174-186 de
Sec. ID Nº 156; 317-331 de Sec. ID Nº 157;
35-59 de Sec. ID Nº 158; 54-84 de
Sec. ID Nº 158; 79-104 de Sec. ID Nº 158;
33-58 de Sec. ID Nº 159; 81-101 de
Sec. ID Nº 159; 136-150 de Sec. ID Nº 159;
173-186 de Sec. ID Nº 159; 231-251
de Sec. ID Nº 159; 22-48 de Sec. ID Nº 161;
24-39 de Sec. ID Nº 162; 475-489 de
Sec. ID Nº 163; 38-56 de Sec. ID Nº 164;
583-604 de Sec. ID Nº 164; 202-223
de Sec. ID Nº 165; 222-247 de Sec. ID Nº 165;
242-267 de Sec. ID Nº 165; 262-287
de Sec. ID Nº 165; 282-307 de Sec. ID Nº 165;
302-327 de Sec. ID Nº 165; 25-48 de
Sec. ID Nº 166; 204-217 de Sec. ID Nº 167;
259-276 de Sec. ID Nº 168; 121-139
de Sec. ID Nº 169; 260-267 de Sec. ID Nº 169;
215-240 de Sec. ID Nº 169; 115-140
de Sec. ID Nº 170; 182-204 de Sec. ID Nº 172;
144-153 de Sec. ID Nº 173; 205-219
de Sec. ID Nº 173; 196-206 de Sec. ID Nº 174;
240-249 de Sec. ID Nº 174; 272-287
de Sec. ID Nº 174; 199-223 de Sec. ID Nº 174;
218-237 de Sec. ID Nº 174; 226-249
de Sec. ID Nº 175; 287-306 de Sec. ID Nº 175;
430-449 de Sec. ID Nº 176; 361-375
de Sec. ID Nº 177; 241-260 de Sec. ID Nº 178;
483-502 de Sec. ID Nº 181; 379-396
de Sec. ID Nº 182; 31-51 de Sec. ID Nº 184;
1436-1460 de Sec. ID Nº 186;
1455-1474 de Sec. ID Nº 186;
1469-1487 de Sec. ID Nº 186;
215-229 de Sec. ID Nº 187; 534-561
de Sec. ID Nº 187; 59-84 de Sec. ID Nº 187;
79-104 de Sec. ID Nº 187; 618-635
de Sec. ID Nº 188; 191-203 de Sec. ID Nº 189;
386-398 de Sec. ID Nº 190; 65-83 de
Sec. ID Nº 191; 90-105 de Sec. ID Nº 192;
112-136 de Sec. ID Nº 192; 290-209
de Sec. ID Nº 193; 33-50 de Sec. ID Nº 194;
76-90 de Sec. ID Nº 195; 70-88 de
Sec. ID Nº 196; 418-442 de Sec. ID Nº 197;
574-585 de Sec. ID Nº 197; 87-104 de
Sec. ID Nº 198; 124-148 de Sec. ID Nº 198;
141-152 de Sec. ID Nº 198; 241-248
de Sec. ID Nº 199; 183-198 de Sec. ID Nº 200;
40-57 de Sec. ID Nº 201; 202-217 de
Sec. ID Nº 202; 50-74 de Sec. ID Nº 203;
69-93 de Sec. ID Nº 203; 88-112 de
Sec. ID Nº 203; 107-127 de Sec. ID Nº 203;
74-92 de Sec. ID Nº 205; 207-232 de
Sec. ID Nº 206; 227-252 de Sec. ID Nº 206;
247-272 de Sec. ID Nº 206; 47-60 de
Sec. ID Nº 207; 297-305 de Sec. ID Nº 207;
312-337 de Sec. ID Nº 207; 667-384
de Sec. ID Nº 208; 279-295 de Sec. ID Nº 210;
179-198 de Sec. ID Nº 211; 27-51 de
Sec. ID Nº 213; 46-70 de Sec. ID Nº 213;
65-89 de Sec. ID Nº 213; 84-108 de
Sec. ID Nº 213; 112-141 de Sec. ID Nº 213;
248-260 de Sec. ID Nº 215; 59-78 de
Sec. ID Nº 216; 154-170 de Sec. ID Nº 218;
57-73 de Sec. ID Nº 219; 297-314 de
Sec. ID Nº 220; 142-157 de Sec. ID Nº 221;
428-447 de Sec. ID Nº 222; 573-593
de Sec. ID Nº 222; 523-544 de Sec. ID Nº 223;
46-70 de Sec. ID Nº 223; 65-89 de
Sec. ID Nº 223; 84-108 de Sec. ID Nº 223;
122-151 de Sec. ID Nº 223; 123-142
de Sec. ID Nº 224; 903-921 de Sec. ID Nº 225;
119-136 de Sec. ID Nº 226; 142-161
de Sec. ID Nº 227; 258-277 de Sec. ID Nº 228;
272-300 de Sec. ID Nº 228; 295-322
de Sec. ID Nº 228; 311-343 de Sec. ID Nº 229;
278-304 de Sec. ID Nº 229; 131-150
de Sec. ID Nº 230; 195-218 de Sec. ID Nº 230;
53-70 de Sec. ID Nº 231; 184-208 de
Sec. ID Nº 232; 222-246 de Sec. ID Nº 232;
241-265 de Sec. ID Nº 232; 260-284
de Sec. ID Nº 232; 279-303 de Sec. ID Nº 232;
317-341 de Sec. ID Nº 232; 678-696
de Sec. ID Nº 233; 88-114 de Sec. ID Nº 235;
464-481 de Sec. ID Nº 235; 153-172
de Sec. ID Nº 236; 137-155, 166-184
de Sec. ID Nº 236; 215-228 de Sec. ID Nº 236;
37-51 de Sec. ID Nº 237; 53-75 de
Sec. ID Nº 237; 232-251 de Sec. ID Nº 237;
318-336 de Sec. ID Nº 237; 305-315
de Sec. ID Nº 238; 131-156 de Sec. ID Nº 238;
258-275 de Sec. ID Nº 241; 107-137
de Sec. ID Nº 243; 138-162 de Sec. ID Nº 243;
157-181 de Sec. ID Nº 243; 195-227
de Sec. ID Nº 243; 62-78 de Sec. ID Nº 244;
567-584 de Sec. ID Nº 245, y los fragmentos que
comprenden al menos 6, de preferencia más de 8, especialmente más
de 10 aminoácidos de dichas secuencias.
\vskip1.000000\baselineskip
Todos los fragmentos lineales de un antígeno
particular reactivos en suero hiperinmune pueden identificarse
analizando la secuencia completa del antígeno proteico por una serie
de péptidos solapados por 1 aminoácido con una longitud de al menos
10 aminoácidos. Posteriormente, pueden identificarse los epítopos no
lineales por el análisis del antígeno proteico con sueros
hiperinmunes usando la proteína de longitud total expresada o sus
polipéptidos de dominios. Asumiendo que un dominio definido de una
proteína es suficiente para formar la estructura tridimensional
independiente de la proteína nativa, el análisis del respectivo
polipéptido de dominio recombinante o producido sintéticamente con
el suero hiperinmune permitirá la identificación de epítopos
conformacionales dentro de los dominios individuales de proteínas de
múltiples dominios. Para los antígenos en los que un dominio tiene
epítopos lineales así como conformacionales, pueden usarse
experimentos de competición con péptidos correspondientes a los
epítopos lineales para confirmar la presencia de epítopos
conformacionales.
Además, están contempladas las moléculas de
ácido nucleico que codifican los fragmentos mencionados
anteriormente, las moléculas de ácido nucleico que hibridan con
moléculas de ácido nucleico que codifican los fragmentos, en
particular las que hibridan bajo condiciones rigurosas, y las
moléculas de ácido nucleico, tales como los cebadores de PCR, para
amplificar moléculas de ácido nucleico que codifican los fragmentos.
Al respecto, las moléculas de ácido nucleico de preferencia son las
que corresponden a los fragmentos de preferencia, según se analizó
anteriormente.
Se divulgan vectores que comprenden una molécula
de ácido nucleico o moléculas de ácido nucleico, las células
huésped que están manipuladas genéticamente con los vectores y la
producción de antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos por técnicas recombinantes.
Puede usarse una gran diversidad de vectores de
expresión para expresar un antígeno reactivo en suero hiperinmune o
sus fragmentos. Por lo general, puede usarse cualquier vector
adecuado para mantener, propagar o expresar los ácidos nucleicos
para expresar un polipéptido en un huésped para la expresión en este
aspecto. El vector puede ser, por ejemplo, un vector plasmídico, un
vector de fago de hebra única o de doble hebra, un vector viral de
ADN o ARN de hebra única o de doble hebra. Los plásmidos de partida
divulgados en el presente documento están disponibles
comercialmente, disponibles públicamente, o pueden construirse a
partir de plásmidos disponibles por medio de la aplicación de
rutina de procedimientos bien conocidos, publicados. Entre los
vectores de preferencia, en ciertos aspectos, están aquellos para
la expresión de moléculas de ácido nucleico y de antígenos reactivos
en suero hiperinmune o sus fragmentos. Las construcciones de ácidos
nucleicos en células huésped pueden usarse de una manera
convencional para producir el producto genético codificado por la
secuencia recombinante. Como alternativa, los antígenos reactivos
en suero hiperinmune y sus fragmentos pueden producirse
sintéticamente por medio de sintetizadores de péptidos
convencionales. Las proteínas maduras pueden expresarse en células
de mamífero, levaduras, bacterias, o en otras células bajo el
control de promotores adecuados. También pueden utilizarse sistemas
de traducción libres de células para producir tales proteínas usando
ARN derivados de la construcción de ADN.
Las células huésped pueden manipularse
genéticamente para incorporar moléculas de ácido nucleico y para
expresar las moléculas de ácido nucleico de la presente invención.
Los ejemplos representativos de huéspedes adecuados incluyen las
células bacterianas, tales como células de estreptococos,
estafilococos, E. coli, Streptomyces y Bacillus
subtilis; células fúngicas, tales como células de levadura y
células de Aspergillus; células de insectos tales como
células de Drosophila S2 y de Spodoptera Sf9; células
de animales tales como células CHO, COS, Hela, C127, 3T3, BHK, 293
y células del melanoma de Bowes; y células de plantas.
Se divulga un procedimiento para producir un
antígeno de S. pyogenes reactivo en suero hiperinmune y uno
de sus fragmentos que comprende expresar a partir de la célula
huésped un antígeno reactivo en suero hiperinmune o uno de sus
fragmentos codificado por las moléculas de ácido nucleico
proporcionadas por la presente invención. También se contempla un
procedimiento para producir una célula, que expresa un antígeno de
S. pyogenes reactivo en suero hiperinmune o uno de sus
fragmentos que comprende transformar o transfectar una célula
huésped adecuada con el vector de manera tal que la célula
transformada o transfectada exprese el polipéptido codificado por
el ácido nucleico contenido en el vector.
El polipéptido puede expresarse en una forma
modificada, tal como una proteína de fusión, y puede incluir no
sólo señales de secreción sino también otras regiones funcionales
heterólogas. Por consiguiente, por ejemplo, puede añadirse una
región de aminoácidos adicionales, en particular aminoácidos
cargados, a los extremos N o C terminales del polipéptido para
mejorar la estabilidad y la persistencia en la célula huésped,
durante la purificación o durante la manipulación y el
almacenamiento posteriores. También, pueden añadirse regiones al
polipéptido para facilitar la purificación. Tales regiones pueden
eliminarse antes de la preparación final del polipéptido. La
adición de restos de péptidos a los polipéptidos para engendrar la
secreción o la excreción, para mejorar la estabilidad o para
facilitar la purificación, entre otras, son técnicas familiares y de
la rutina en la técnica. Una proteína de fusión de preferencia
comprende una región heteróloga de inmunoglobulina que es útil para
solubilizar o purificar los polipéptidos. Por ejemplo, el documento
EP-A-O 464 533 (documento
equivalente canadiense 2045869) divulga las proteínas de fusión que
comprenden diversas porciones de la región constante de moléculas
de inmunoglobina junto con otra proteína o parte de de la misma. En
el descubrimiento de fármacos, por ejemplo, se han fusionado
proteínas con las porciones Fc de anticuerpos con el objeto de
realizar ensayos de selección de alto rendimiento para identificar
antagonistas. Véase por ejemplo, {Bennett, D. y col., 1995} y
{Johanson, K. y otros., 1995}.
El antígeno de S. pyogenes reactivo en
suero hiperinmune o uno de sus fragmentos puede recuperarse y
purificarse de cultivos de células recombinantes por medio de
procedimientos bien conocidos, incluidos la precipitación con
sulfato de amonio o etanol, la extracción ácida, la cromatografía de
intercambio aniónico o catiónico, la cromatografía de
fosfocelulosa, la cromatografía de interacción hidrófoba, la
cromatografía de hidroxiapatita y la cromatografía con
lectinas.
Los antígenos reactivos en suero hiperinmune y
sus fragmentos según la presente invención pueden producirse por
medio de síntesis química así como por medios biotecnológicos. Los
últimos comprenden la transfección o la transformación de una
célula huésped con un vector que contiene un ácido nucleico según la
presente invención y el cultivo de la célula huésped transfectada o
transformada bajo condiciones conocidas por los expertos en la
técnica. El procedimiento de producción puede comprender también una
etapa de purificación para purificar o aislar el polipéptido a
producir.
Los antígenos reactivos en suero hiperinmune y
sus fragmentos pueden usarse para la detección del organismo u
organismos en una muestra que contiene estos organismos o sus
polipéptidos derivados. De preferencia, tal detección es para
diagnóstico, de más preferencia para el diagnóstico de una
enfermedad, de mayor preferencia para el diagnóstico del una
enfermedad relacionada o ligada a la presencia o a la abundancia de
bacterias gram positivas, especialmente bacterias seleccionadas del
grupo constituido por estreptococos, estafilococos y lactococos. De
más preferencia, los microorganismos se seleccionan del grupo que
comprende Streptococcus agalactiae, Streptococcus
pneumoniae y Streptococcus mutans, en especial el
microorganismo es Streptococcus pyogenes.
También están contemplados los ensayos de
diagnóstico tales como los ensayos cuantitativos y de diagnóstico
para detectar los niveles de antígenos reactivos en suero
hiperinmune y sus fragmentos en células y tejidos, incluida la
determinación de niveles normales y anormales. Por consiguiente, por
ejemplo, puede utilizarse un ensayo de diagnóstico según la
invención para detectar la sobreexpresión del polipéptido comparado
con muestras de tejidos de control normales para detectar la
presencia de una infección, por ejemplo, y para identificar el
organismo infectante. Las técnicas de ensayo que pueden utilizarse
para determinar los niveles de un polipéptido, en una muestra
obtenida de un huésped son bien conocidas por los expertos en la
técnica. Tales procedimientos de ensayo incluyen los
radioinmunoensayos, los ensayos de unión competitiva, los análisis
de transferencia Western y los ensayos ELISA. Entre estos, los
ELISA son frecuentemente de preferencia. Un ensayo ELISA comprende
inicialmente preparar un anticuerpo específico para el polipéptido,
de preferencia un anticuerpo monoclonal. Además, generalmente se
prepara un anticuerpo informador que se une al anticuerpo
monoclonal. El anticuerpo informador está unido a un reactivo
detectable tal como un reactivo radioactivo, fluorescente o
enzimático, tal como la enzima peroxidasa del rábano picante.
Los antígenos reactivos en suero hiperinmune y
sus fragmentos pueden usarse también con el objeto o con respecto a
una matriz. Más particularmente, al menos uno de los antígenos
reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos pueden
inmovilizarse en un soporte. Dicho soporte comprende típicamente una
diversidad de antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos en el que la diversidad pueda crearse usando uno o varios
de los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos
y/o diferentes antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos. El aspecto característico de tal matriz así como de
cualquier matriz en general es el hecho de que en una región o
posición característica o predefinida en dicho soporte o una de sus
superficies, está inmovilizado un polipéptido característico. Por
esto, cualquier actividad en una posición o región característica
de una matriz puede correlacionarse con un polipéptido específico.
El número de diferentes antígenos reactivos en suero hiperinmune y
sus fragmentos inmovilizados en un soporte puede variar desde tan
pocos como 10 hasta varios miles de antígenos diferentes reactivos
en suero hiperinmune y sus fragmentos. La densidad de antígenos
reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos por cm^{2} es, en
una forma de realización de preferencia, tan baja como 10
péptidos/polipéptidos por cm^{2} hasta al menos 400 diferentes
péptidos/polipéptidos por cm^{2} y más particularmente al menos
1000 antígenos reactivos en suero hiperinmune diferentes y sus
fragmentos por cm^{2}.
La fabricación de tales matrices es conocida por
los expertos en la técnica y, por ejemplo, está descrita en la
Patente de EEUU 5.744.309. La matriz comprende de preferencia un
soporte sólido plano, poroso o no poroso que tiene al menos una
primera superficie. Los antígenos reactivos en suero hiperinmune y
sus fragmentos según se divulgan en el presente documento, se
inmovilizan en dicha superficie. Los materiales de soporte de
preferencia son, entre otros, vidrio o celulosa. También está
dentro de la presente invención el uso de la matriz para cualquiera
de las aplicaciones de diagnóstico descritas en el presente
documento. Aparte de los antígenos reactivos en suero hiperinmune y
sus fragmentos, también pueden usarse las moléculas de ácido
nucleico para la generación de una matriz como se describió
anteriormente. Esto se aplica también a una matriz hecha de
anticuerpos, de preferencia anticuerpos monoclonales como, entre
otros, los descritos en el presente documento.
También se divulga un anticuerpo dirigido a
cualquiera de los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos, a los derivados o a sus fragmentos. Están incluidos, por
ejemplo, los anticuerpos monoclonales y policlonales, anticuerpos
quiméricos, de cadena única y anticuerpos humanizados, así como los
fragmentos Fab, o el producto de una biblioteca de expresión de
Fab. El anticuerpo puede ser quimérico, es decir que diferentes
partes del mismo provienen de diferentes especies o al menos las
respectivas secuencias se toman de diferentes especies.
Los anticuerpos generados contra los antígenos
reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos que corresponden a
una secuencia pueden obtenerse por la inyección directa de los
antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos en un
animal o administrando los antígenos reactivos en suero hiperinmune
y sus fragmentos a un animal, de preferencia un animal no humano.
El anticuerpo obtenido de esa manera se unirá a continuación por sí
mismo a los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos. De esta manera, puede usarse incluso una secuencia que
codifica solamente un fragmento de un antígeno reactivo en suero
hiperinmune y sus fragmentos para generar los anticuerpos que se
unen al antígeno nativo completo reactivo en suero hiperinmune y
sus fragmentos. Tales anticuerpos pueden usarse a continuación para
aislar los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos de tejidos que expresan esos antígenos reactivos en suero
hiperinmune y sus fragmentos.
Para la preparación de anticuerpos monoclonales,
puede usarse cualquier técnica conocida en la técnica que
proporcione los anticuerpos producidos por cultivos de líneas
celulares continuas. (Como se describió originalmente en {Kohler,
G. y col., 1975}.
Las técnicas descritas para la producción de
anticuerpos de cadena única (Patente de EEUU Nº 4.946.778) pueden
adaptarse para producir anticuerpos de cadena única contra los
antígenos inmunogénicos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos según esta invención. También, pueden usarse ratones
transgénicos u otros organismos no humanos tales como otros
mamíferos no humanos, para expresar anticuerpos humanizados contra
los antígenos inmunogénicos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos según esta invención.
Como alternativa, podría utilizarse la
tecnología de presentación de fagos o la presentación ribosómica
para seleccionar los genes de anticuerpos con actividades de unión
hacia los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos
ya sea de repertorios de v-genes de linfocitos
amplificados por PCR de seres humanos seleccionados por poseer los
antígenos diana respectivos o de bibliotecas nuevas {McCafferty, J.
y col., 1990}; {Marks, J. y col., 1992}. La afinidad de estos
anticuerpos puede mejorarse también mezclando las cadenas {Clackson,
T. y col., 1991}.
Si están presentes dos dominios de unión al
antígeno, cada dominio puede estar dirigido contra un epítopo
diferente - denominados anticuerpos "biespecíficos".
Los anticuerpos descritos anteriormente pueden
utilizarse para aislar o para identificar los clones que expresan
los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos o para
purificar los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos por unión del anticuerpo a un soporte sólido para
aislamiento y/o purificación por cromatografía de afinidad.
Por consiguiente, entre otros, los anticuerpos
contra los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos
pueden utilizarse para inhibir y/o para tratar infecciones,
particularmente las infecciones bacterianas y especialmente las
infecciones que se presentan a partir del S. pyogenes.
Los antígenos reactivos en suero hiperinmune y
sus fragmentos incluyen los derivados antigénicamente,
epitópicamente o inmunológicamente equivalentes. El término
"derivado antigénicamente equivalente" según se utiliza en el
presente documento abarca un antígeno reactivo en suero hiperinmune
y sus fragmentos o su equivalente que será reconocido
específicamente por ciertos anticuerpos que, cuando se generan
contra la proteína o el antígeno reactivo al suero hiperinmune y
sus fragmentos, interfieren con la interacción entre el patógeno y
el huésped mamífero. El término "derivado inmunológicamente
equivalente" según se utiliza en el presente documento abarca un
péptido o su equivalente que cuando se utiliza en una formulación
adecuada para generar anticuerpos en un vertebrado, los anticuerpos
actúan para interferir con la interacción entre el patógeno y el
huésped mamífero.
Los antígenos reactivos en suero hiperinmune y
sus fragmentos, tales como un derivado antigénicamente o
inmunológicamente equivalente o una de sus proteínas de fusión
pueden usarse como un antígeno para inmunizar un ratón u otro
animal tal como una rata o un pollo. La proteína de fusión puede
proporcionar estabilidad a los antígenos reactivos en suero
hiperinmune y sus fragmentos. El antígeno puede asociarse, por
ejemplo por conjugación, con una proteína vehículo inmunogénica,
por ejemplo la albúmina sérica bovina (BSA) o la hemocianina de la
lapa (KLH). Como alternativa, un péptido antigénico que comprende
múltiples copias de la proteína o del antígeno reactivo en suero
hiperinmune y sus fragmentos, o un antígeno reactivo en suero
hiperinmune antigénicamente o inmunológicamente equivalente y sus
fragmentos, pueden ser suficientemente antigénicos para mejorar la
inmunogenicidad para evitar el uso de un vehículo.
De preferencia el anticuerpo o su derivado se
modifica para hacerlo menos inmunogénico en el individuo. Por
ejemplo, si el individuo es un ser humano el anticuerpo puede ser de
más preferencia "humanizado", en el que la o las regiones que
determinan la complementariedad del anticuerpo derivado del
hibridoma se han trasplantado en un anticuerpo monoclonal humano,
por ejemplo como está descrito en {Jones, P. y col., 1986} o
{Tempest, P. y col., 1991}.
El uso de un polinucleótido de la invención en
la inmunización genética utilizará de preferencia un procedimiento
de administración adecuado tal como la inyección directa del ADN del
plásmido en el músculo, la administración del ADN complejado con
vehículos proteicos específicos, la coprecipitación del ADN con
fosfato de calcio, el encapsulamiento del ADN en diversas formas de
liposomas, el bombardeo de partículas {Tang, D. y col., 1992},
{Eisenbraun, M. y col., 1993} y la infección in vivo usando
vectores retrovirales clonados {Seeger, C. y col., 1984}.
Se divulga un péptido que se une a cualquiera de
los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos según
la presente invención, y un procedimiento para la fabricación de
tales péptidos por el que el procedimiento se caracteriza por el
uso de los antígenos reactivos al suero al hiperinmune y sus
fragmentos y las etapas básicas son conocidas por el experto en la
técnica.
Tales péptidos pueden generarse usando
procedimientos según el estado de la técnica tales como la
presentación de fagos o la presentación de ribosomas. En el caso de
presentación de fagos, se genera básicamente una biblioteca de
péptidos, en la forma de fagos, y este tipo de biblioteca se pone en
contacto con la molécula diana, en el presente caso un antígeno
reactivo en suero hiperinmune y sus fragmentos. Posteriormente se
retiran los péptidos que se unen a la molécula diana, de
preferencia como un complejo con la molécula diana, a partir de la
reacción respectiva. Los expertos en la técnica saben que las
características de unión, al menos hasta cierto punto, dependen de
la configuración experimental utilizada en particular, tal como la
concentración de sal y otras similares. Tras separar los péptidos
unidos a la molécula diana con una afinidad más alta o una fuerza
mayor, de los miembros no unidos de la biblioteca, y opcionalmente
también tras eliminar la molécula diana del complejo de la molécula
diana y el péptido, el o los péptidos respectivos pueden
posteriormente caracterizarse. Antes de la caracterización se
realiza opcionalmente una etapa de amplificación tal como, por
ejemplo propagando los fagos que codifican los péptidos. La
caracterización comprende de preferencia la secuenciación de los
péptidos unidos a la diana. Básicamente, los péptidos no están
limitados en sus longitudes, sin embargo, de preferencia se
obtienen péptidos de preferencia que tienen longitudes desde
aproximadamente 8 hasta 20 aminoácidos en los procedimientos
respectivos. El tamaño de las bibliotecas puede ser de
aproximadamente 10^{2} hasta 10^{18}, de preferencia de
10^{8} hasta 10^{15} péptidos diferentes, sin embargo, no está
limitado a estos.
Una forma particular de antígenos reactivos en
suero hiperinmune y sus fragmentos que se unen a la diana son las
llamadas "anticalinas" que están descritas, entre otros, en la
solicitud de patente Alemana DE 197 42 706 A1.
Están contemplados los ácidos nucleicos
funcionales que interactúan con cualquiera de los antígenos
reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos, y un procedimiento
para la fabricación de tales ácidos nucleicos funcionales por el
que el procedimiento se caracteriza por el uso de los antígenos
reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos y las etapas
básicas son conocidas por los expertos en la técnica. Los ácidos
nucleicos funcionales son de preferencial los aptámeros y los
spiegélmeros.
Los aptámeros son ácidos
D-nucleicos que tienen hebra única o doble hebra y
que interactúan específicamente con una molécula diana. La
fabricación o la selección de aptámeros están descritas, por
ejemplo, la patente Europea EP 0 533 838. Básicamente se realizan
las siguientes etapas. Primero, se proporciona una mezcla de ácidos
nucleicos, es decir aptámeros potenciales, por la que cada ácido
nucleico comprende típicamente un segmento de varios, de
preferencia al menos ocho nucleótidos posteriormente aleatorizados.
Posteriormente se pone esta mezcla en contacto con la molécula
diana por lo que el o los ácidos nucleicos se unen a la molécula
diana, tal como basándose en la mayor afinidad hacia la diana o con
una fuerza mayor a esta, comparado con la mezcla candidata. El o
los ácidos nucleicos unidos se separan posteriormente del resto de
la mezcla. Opcionalmente, el o los ácidos nucleicos obtenidos de
esta manera se amplifican usando, por ejemplo la reacción en cadena
de la polimerasa. Estas etapas pueden repetirse varias veces dando
al final una mezcla que tiene una mayor relación de ácidos
nucleicos que se unen específicamente a la diana a partir de la que
se selecciona posteriormente de manera opcional el ácido nucleico
de unión final. Estos ácidos nucleicos de unión específica se
denominan aptámeros. Es obvio que en cualquier etapa del
procedimiento para la generación o la identificación de los
aptámeros pueden tomarse muestras de la mezcla de ácidos nucleicos
individuales para determinar la secuencia de los mismos usando
técnicas convencionales. Los aptámeros pueden estabilizarse tal
como, por ejemplo, introduciendo grupos químicos definidos
conocidos por los expertos en la técnica de generación de aptámeros.
Tal modificación puede por ejemplo residir en la introducción de un
grupo amino en la posición 2' del resto de azúcar de los
nucleótidos. Los aptámeros se usan actualmente como agentes
terapéuticos. Sin embargo, los aptámeros seleccionados o generados
de esta manera pueden utilizarse para la validación de dianas y/o
como sustancias líder para el desarrollo de medicamentos, de
preferencia de los medicamentos basados en moléculas pequeñas. Esto
se realiza actualmente por un ensayo de competición por el que la
interacción específica entre la molécula diana y el aptámero se
inhibe por medio de un fármaco candidato por el que tras reemplazar
el aptámero del complejo de la diana y el aptámero, puede asumirse
que el fármaco candidato respectivo permite una inhibición
específica de la interacción entre la diana y el aptámero y, si la
interacción es específica, dicho fármaco candidato será, al menos
en principio, adecuado para bloquear la diana y disminuir de esta
manera su disponibilidad o actividad biológica en un sistema
respectivo que comprende tal diana. La molécula pequeña obtenida de
esta manera puede someterse a continuación a otra derivatización y
modificación para optimizar sus características físicas, químicas,
biológicas y/o médicas tales como la toxicidad, la especificidad, la
biodegradabilidad y la biodisponibilidad.
Los spiegélmeros y su generación o fabricación
se basados en un principio similar. La fabricación de spiegélmeros
se describe en la solicitud de patente internacional WO 98/08856.
Los spiegélmeros son ácidos L-nucleicos, que
significa que están compuestos de L-nucleótidos más
que de D-nucleótidos como están los aptámeros. Los
spiegélmeros se caracterizan por el hecho de tener una estabilidad
muy alta en un sistema biológico y, comparable a los aptámeros,
interactúan específicamente con la molécula diana contra la que
están dirigidos. En el proceso de generación de spiegélmeros, se
crea una población heterógona de ácidos D-nucleicos
y esta población se pone en contacto con la antípoda óptica de la
molécula diana, en el presente caso por ejemplo con el
D-enantiómero del L-enantiómero que
se presenta en la naturaleza de los antígenos reactivos en suero
hiperinmune y sus fragmentos según la presente invención.
Posteriormente, se separan los ácidos D-nucleicos
que no interactúan con la antípoda óptica de la molécula diana.
Pero los ácidos D-nucleicos que interactúan con la
antípoda óptica de la molécula diana se separan, opcionalmente se
determinan y/o se secuencian y posteriormente se sintetizan los
ácidos L-nucleicos correspondientes basándose en la
información de la secuencia de ácido nucleico obtenida de los
ácidos D-nucleicos. Estos ácidos
L-nucleicos que son idénticos en términos de
secuencia a los ácidos D-nucleicos mencionados
anteriormente que interactúan con la antípoda óptica de la molécula
diana, tendrán interacción específicamente con la molécula diana
que se presenta en la naturaleza más que con su antípoda óptica. De
manera similar al procedimiento para la generación de aptámeros, es
también posible repetir las diversas etapas varias veces y por
consiguiente enriquecer los ácidos nucleicos que interactúan
específicamente con la antípoda óptica de la molécula diana.
Están contemplados los ácidos nucleicos
funcionales que interactúan con cualquiera de las moléculas de ácido
nucleico descritas en el presente documento, y un procedimiento
para la fabricación de tales ácidos nucleicos funcionales por el
que el procedimiento está caracterizado por el uso de las moléculas
de ácido nucleico y sus secuencias respectivas y las etapas básicas
son conocidas por los expertos en la técnica. Los ácidos nucleicos
funcionales son de preferencia ribozimas, oligonucleótidos
antisentido y siARN.
Las ribozimas son ácidos nucleicos
catalíticamente activos que están constituidos de preferencia por
ARN que comprenden básicamente dos restos. El primer resto muestra
una actividad catalítica mientras que el segundo resto es
responsable de la interacción específica con el ácido nucleico
diana, en el presente caso el ácido nucleico que codifica los
antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos según la
presente invención. Tras la interacción entre el ácido nucleico
diana y el segundo resto de la ribozima, típicamente por hibridación
y apareamiento de bases de Watson-Crick de las
extensiones esencialmente complementarias de bases en las dos
hebras en hibridación, el resto catalíticamente activo pueden
activarse, que significa que cataliza, de manera intramolecular o
intermolecular, el ácido nucleico diana en caso de que la actividad
catalítica de la ribozima sea una actividad de fosfodiesterasa.
Posteriormente, puede haber otra degradación del ácido nucleico
diana que al final da lugar a la degradación del ácido nucleico
diana así como de la proteína derivada de dicho ácido nucleico
diana. Las ribozimas, su uso y los principios del diseño son
conocidos por los expertos en la técnica y están descritos, por
ejemplo en {Doherty, E. y col., 2001} y {Lewin, A. y col.,
2001}.
La actividad y el diseño de los oligonucleótidos
antisentido para la fabricación de un medicamento y como agente de
diagnóstico, respectivamente, están basados en un modo de acción
similar. Básicamente, los oligonucleótidos antisentido hibridan
basándose en la complementariedad de las bases, con un ARN diana, de
preferencia con un ARNm, activando de este modo la RNasa H. La
RNasa H se activa por ADN acoplado a fosfodiéster y a fosforotioato.
El ADN acoplado a fosfodiéster, sin embargo, se degradada
rápidamente por las nucleasas celulares a excepción del ADN
acoplado a fosforotioato. Estos derivados de ADN resistentes, que no
se presentan en la naturaleza no inhiben la RNasa H tras la
hibridación con el ARN. Es decir, los polinucleótidos antisentido
son sólo eficaces como complejos híbridos de ADN ARN. Los ejemplos
para este tipo de oligonucleótidos antisentido están descritos,
entre otras, en las patentes de EEUU 5.849.902 y 5.989.912. Es
decir, en base a la secuencia del ácido nucleico de la molécula
diana que en el presente caso son las moléculas de ácido nucleico
para los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos,
ya sea a partir de la proteína diana de la que en principio puede
deducirse una secuencia de ácido nucleico respectiva, o conociendo
la secuencia del ácido nucleico como tal, en particular el ARNm,
pueden diseñarse los oligonucleótidos antisentido adecuados
basándose en el principio de complementariedad de las bases.
\newpage
Resultan particularmente de preferencia los
oligonucleótidos antisentido que tienen una extensión corta de ADN
de fosforotioato (3 a 9 bases). Se requiere un mínimo de 3 bases de
ADN para la activación de la RNasa H bacteriana y se requiere un
mínimo de 5 bases para la activación de la RNasa H de mamífero. En
estos oligonucleótidos quiméricos hay una región central que forma
un sustrato para la RNasa H que está flanqueada por "brazos" de
hibridación que comprenden los nucleótidos modificados que no
forman los sustratos para la RNasa H. Los brazos de hibridación de
los oligonucleótidos quiméricos pueden modificarse tal como por
medio de 2'-O-metilo o
2'-flúor. Los enfoques alternativos utilizaron
enlaces metilfosfonato o fosforamidato en dichos brazos. Otras
formas de realización de oligonucleótidos antisentido útiles en la
práctica de la presente invención son
P-metoxioligonucleótidos,
P-metoxioligodesoxirribonucleótidos parciales o
P-metoxioligonucleótidos.
Son de importancia y de utilidad particular los
oligonucleótidos antisentido como se describen más particularmente
en las dos patentes de EEUU mencionadas anteriormente. Estos
oligonucleótidos contienen nucleótidos unidos 5'\rightarrow3' que
no se presentan en la naturaleza. En realidad los oligonucleótidos
tienen dos tipos de nucleótidos:
2'-desoxifosforotioato, que activan la RNasa H, y
nucleótidos modificados en 2', que no lo hacen. Los enlaces entre
los nucleótidos modificados en 2' pueden ser fosfodiésteres,
fosforotioato o P-etoxifosfodiéster. La activación
de la RNasa H se lleva a cabo por una región activadora de RNasa H
contigua, que contiene entre 3 y 5 nucleótidos
2'-desoxifosforotioato para activar la RNasa H
bacteriano y entre 5 y 10 nucleótidos
2'-desoxifosforotioato para activar la RNasa
eucariota y, particularmente, la RNasa H de mamífero. La protección
de la degradación se consigue haciendo que las bases de los
extremos 5' y 3 terminales sean altamente resistentes a las
nucleasas y, opcionalmente, por la colocación de un grupo de
bloqueo 3' terminal.
Más particularmente, el oligonucleótido
antisentido comprende un extremos 5' y un extremo 3'; y desde 11
hasta 59 nucleótidos unidos 5'\rightarrow3' seleccionados
independientemente del grupo constituido por nucleótidos
fosfodiéster modificados en 2' y nucleótidos
P-alquiloxifosfotriéster modificados en 2'; y en el
que el nucleósido 5' terminal está unido a una región activadora de
la RNasa H de entre de tres y diez desoxirribonucleótidos contiguos
unidos por fosforotioato, y en el que el extremo 3' de dicho
oligonucleótido se selecciona del grupo constituido por un
desoxirribonucleótido invertido, una extensión contigua de uno a
tres ribonucleótidos fosforotioato modificados en 2', un grupo
biotina y un nucleótido
P-alquiloxifosfotriéster.
También puede usarse un oligonucleótido
antisentido en el que no es el nucleósido 5' terminal el que está
unido a una región de activación de la RNasa H sino el nucleósido 3'
terminal según se especificó anteriormente. También, el extremo 5'
se selecciona del grupo particular más que el extremo 3' de dichos
oligonucleótidos.
Los ácidos nucleicos así como los antígenos
reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos pueden utilizarse
como o para la fabricación de composiciones farmacéuticas, en
especial vacunas. De preferencia tal composición farmacéutica, de
preferencia vacuna es para la prevención o el tratamiento de las
enfermedades causadas por, relacionadas o asociada con S.
pyogenes. En otro aspecto la invención se refiere a un
procedimiento para inducir una respuesta inmunológica en un
individuo, en particular un mamífero, que comprende inocular el
individuo con los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos de la invención, o uno de sus fragmentos o variantes,
adecuados para producir anticuerpos para proteger a dicho individuo
de la infección, particularmente de la infección del Streptococcus
y más particularmente de las infecciones por S. pyogenes.
Otro aspecto más de la invención se refiere a un
procedimiento para inducir una respuesta inmunológica en un
individuo que comprende administrar, a través de terapia génica o de
otra manera, un ácido nucleico que codifica funcionalmente los
antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos, o uno de
sus fragmentos o variantes, para expresar los antígenos reactivos
en suero hiperinmune y sus fragmentos, o uno de sus fragmentos o
variantes in vivo para inducir una respuesta inmunológica
para producir anticuerpos o una respuesta de células T mediada por
células, ya sea células T productoras de citocinas o células T
citotóxicas, para proteger a dicho individuo de la enfermedad, ya
sea que esa enfermedad esté o no esté establecida dentro del
individuo. Una manera de administrar el gen es haciéndolo penetrar
en las células deseadas acelerándolo como un recubrimiento en
partículas o de otra manera.
Otro aspecto de la invención se refiere a una
composición inmunológica que, cuando se introduce en un huésped
capaz de tener una respuesta inmunológica inducida dentro del mismo,
induce una respuesta inmunológica en tal huésped, en la que la
composición comprende el DNA recombinante que codifica y expresa un
antígeno de los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos de la presente invención. La respuesta inmunológica
puede utilizarse de manera terapéutica o profiláctica y puede tener
la forma de inmunidad por anticuerpos o de inmunidad celular tal
como la que se presenta a partir de células T CD4+ o CTL.
Los antígenos reactivos en suero hiperinmune y
sus fragmentos de la invención o uno de sus fragmentos pueden
fusionarse con una coproteína que no pueda por sí misma producir
anticuerpos, pero que es capaz de estabilizar a la primera proteína
y de producir una proteína fusionada que tendrá propiedades
inmunogénicas y protectoras. Esta proteína recombinante fusionada
comprende además de preferencia una coproteína antigénica, tal como
la glutatión-S-transferasa (GST) o
la beta-galactosidasa, coproteínas relativamente
grandes que solubilizan la proteína y facilitan la producción y la
purificación de la misma. Además, la coproteína puede actuar como
un adyuvante en el sentido de proporcionar una estimulación
generalizada del sistema inmune. La coproteína puede unirse al
extremo amino o al extremo carboxi terminal de la primera
proteína.
\newpage
También, por medio de esta invención se
proporcionan procedimientos que usan la molécula de ácido nucleico
descrita o sus fragmentos particulares en tales experimentos
genéticos de inmunización en modelos animales de infección con
S. pyogenes. Tales fragmentos serán particularmente útiles
para identificar los epítopos de proteínas capaces de provocar una
respuesta inmune profiláctica o terapéutica. Este enfoque puede
permitir la posterior preparación de anticuerpos monoclonales de
valor particular a partir de los órganos requeridos del animal que
resiste o aclara con éxito la infección para el desarrollo de
agentes profilácticos o de tratamientos terapéuticos de la
infección por S. pyogenes en los mamíferos, particularmente
en los seres humanos.
Los antígenos reactivos en suero hiperinmune y
sus fragmentos pueden usarse como un antígeno para la vacunación de
un huésped para producir los anticuerpos específicos que protegen
contra la invasión de bacterias, por ejemplo bloqueando la
adherencia de las bacterias al tejido dañado. Los ejemplos de daños
de tejidos incluyen las heridas en la piel o el tejido conectivo
por ejemplo causadas por daños mecánicos, químicos o térmicos o por
la implantación de dispositivos permanentes, o heridas en las
membranas mucosas, tales como la boca, las glándulas mamarias, la
uretra o la vagina.
La presente invención también incluye una
formulación de vacuna que comprende la proteína recombinante
inmunogénica junto con un vehículo adecuado. Puesto que la proteína
puede degradarse en el estómago, se administra de preferencia por
vía parenteral, incluyendo, por ejemplo, la administración
subcutánea, intramuscular, intravenosa o intradérmica. Las
formulaciones adecuadas para la administración parenteral incluyen
las disoluciones estériles acuosas y no acuosas para inyección que
pueden contener antioxidantes, tampones, bacteriostáticos y solutos
que hacen a la formulación isotónica con el líquido corporal, de
preferencia la sangre, del individuo; y suspensiones estériles
acuosas y no acuosas que pueden incluir agentes de suspensión o
agentes espesantes. Las formulaciones pueden presentarse en
recipientes monodosis o de dosis múltiples, por ejemplo, ampollas
selladas y viales, y pueden almacenarse en estado liofilizado que
requiere solamente la adición del vehículo líquido estéril
inmediatamente antes del uso. La formulación de vacuna puede también
incluir sistemas adyuvantes para mejorar la inmunogenicidad de la
formulación, tales como sistemas de aceite en agua y otros sistemas
conocidos en la técnica. La dosificación dependerá de la actividad
específica de la vacuna y puede determinarse fácilmente por medio
de la experimentación rutinaria.
La presente invención divulga una composición
farmacéutica que comprende tal antígeno reactivo en suero
hiperinmune o uno de sus fragmentos según se proporciona en la
presente invención para S. pyogenes. Tal composición
farmacéutica puede comprender uno o más antígenos o sus fragmentos
reactivos en suero hiperinmune contra S. pyogenes.
Opcionalmente, tales antígenos o sus fragmentos reactivos en suero
hiperinmune de S. pyogenes pueden también combinarse con
antígenos contra otros patógenos en una composición farmacéutica de
combinación. De preferencia, dicha composición farmacéutica es una
vacuna para prevenir o tratar una infección causada por S.
pyogenes y/u otros patógenos contra los que se han incluido los
antígenos en la vacuna.
La presente invención divulga una composición
farmacéutica que comprende una molécula de ácido nucleico que
codifica un antígeno reactivo en suero hiperinmune o uno de sus
fragmentos según se identificaron anteriormente para S.
pyogenes. Tal composición farmacéutica puede comprender una o
más moléculas de ácido nucleico que codifican los antígenos o sus
fragmentos reactivos en suero hiperinmune contra S. pyogenes.
Opcionalmente, tales moléculas de ácido nucleico de S.
pyogenes que codifican los antígenos reactivos en suero
hiperinmune o sus fragmentos pueden también combinarse con
moléculas de ácido nucleico que codifican antígenos contra otros
patógenos en una composición farmacéutica de combinación. De
preferencia, dicha composición farmacéutica es una vacuna para
prevenir o tratar una infección causada por S. pyogenes y/u
otros patógenos contra los que se han incluido los antígenos en la
vacuna.
La composición farmacéutica puede contener
cualquier sustancia auxiliar adecuada, tales como sustancias
tamponadoras, estabilizadores u otros componentes activos,
especialmente los componentes conocidos relacionados con la
composición farmacéutica y/o la producción de vacunas.
Un vehículo o excipiente de preferencia para los
antígenos reactivos en suero hiperinmune, sus fragmentos o una de
sus moléculas de ácido nucleico codificadoras según la presente
invención es un compuesto inmunoestimulador para estimular más la
respuesta inmune al antígeno reactivo en suero hiperinmune dado, su
fragmento o su molécula de ácido nucleico codificadora. De
preferencia, el compuesto inmunoestimulador en la preparación
farmacéutica según la presente invención se selecciona del grupo de
sustancias policatiónicas, en especial los péptidos policatiónicos,
moléculas de ácidos nucleicos inmunoestimuladoras, de preferencia
desoxinucleótidos inmunoestimuladores, alumbre, coadyuvantes
completos de Freund, coadyuvantes incompletos de Freund, compuestos
neuroactivos, en especial la hormona de crecimiento humana, o sus
combinaciones.
También está dentro del ámbito de la presente
invención que la composición farmacéutica, en especial la vacuna,
comprenda aparte de los antígenos reactivos en suero hiperinmune,
sus fragmentos y/o sus moléculas de ácido nucleico codificadoras
según la presente invención, otros compuestos biológicamente o
farmacéuticamente activos. De preferencia, la composición de vacuna
comprende al menos un péptido policatiónico. El o los compuestos
policatiónicos a usar según la presente invención puede ser
cualquiera de los compuestos policatiónicos que muestre los efectos
característicos según el documento WO 97/30721. Los compuestos
policatiónicos de preferencia se seleccionan de polipéptidos
básicos, policationes orgánicos, poliaminoácidos básicos o sus
mezclas. Estos poliaminoácidos deben tener una longitud de cadena
de al menos 4 residuos de aminoácidos (documento WO 97/30721). Son
especialmente de preferencia las sustancias como la polilisina,
poliarginina y los polipéptidos que contienen más del 20%,
especialmente más del 50% de aminoácidos básicos en un intervalo de
más de 8, especialmente más de 20, residuos de aminoácidos o sus
mezclas. Otros policationes de preferencia y sus composiciones
farmacéuticas se describen en el documento WO 97/30721 (por ejemplo
polietilenimina) y en el documento WO 99/38528. De preferencia,
estos polipéptidos contienen entre 20 y 500 residuos de aminoácidos,
especialmente entre 30 y 200 residuos.
Estos compuestos policatiónicos pueden
producirse químicamente o de manera recombinante o pueden obtenerse
de fuentes naturales.
Los (poli)péptidos catiónicos pueden
también ser antimicrobianos con propiedades como se resumen en
{Ganz, T., 1999}. Estos (poli)péptidos pueden ser de origen
procariota o animal o de plantas o pueden producirse químicamente o
de manera recombinante (documento WO 02/13857). Los péptidos pueden
también pertenecer a la clase de las defensinas (documento WO
02/13857). Las secuencias de tales péptidos pueden encontrarse, por
ejemplo, en las bases de datos de secuencias de antimicrobianos en
la siguiente dirección de internet: http: //www. bbcm.
univ.trieste.it/\simtossi/
pag2.html.
pag2.html.
Tales péptidos de defensa del huésped o
defensivos son también una forma de preferencia del polímero
policatiónico según la presente invención. Generalmente, se usa
como polímero policatiónico un compuesto que permite como producto
final la activación (o regulación por disminución) del sistema
inmune adaptativo, de preferencia mediada por células presentadoras
de antígeno (APC) (incluidas las células dendríticas).
Resultan especialmente de preferencia para uso
como sustancias policatiónicas en la presente invención los
péptidos antimicrobianos derivados de la catelicidina o sus
derivados (solicitud de patente internacional WO 02/13857, en
especial los péptidos antimicrobianos derivados de catelicidina de
mamífero, de preferencia de ser humano, de bovino o del ratón.
Los compuestos policatiónicos derivados de
fuentes naturales incluyen HIV-REV o
HIV-TAT (péptidos catiónicos derivados, péptidos de
antennapedia, quitosano u otros derivados de la quitina) u otros
péptidos derivados de estos péptidos o proteínas por medio de
producción bioquímica o recombinante. Otros compuestos
policatiónicos de preferencia son la catelina o sustancias
relacionadas o derivadas de la catelina. Por ejemplo, la catelina
de ratón es un péptido que tiene la secuencia de aminoácidos
NH2-RLAGLLRKGGEKIGEKLKKIGOKIKNFFQKLVPQPE-COOH.
Las sustancias relacionadas o derivadas de la catelina contienen
toda o partes de la secuencia de la catelina con al menos
15-20 residuos de aminoácidos. Las derivaciones
pueden incluir la sustitución o la modificación de los aminoácidos
naturales por aminoácidos que no están entre los 20 aminoácidos
convencionales. Por otra parte, pueden introducirse otros residuos
catiónicos en tales moléculas de catelina. Es de preferencia que
estas moléculas de catelina estén combinadas con el antígeno.
Sorprendentemente, estas moléculas de catelina han resultado ser
también eficaces como adyuvante para un antígeno sin la adición de
otros adyuvantes. Por consiguiente, es posible usar tales moléculas
de catelina como adyuvantes eficaces en las formulaciones de
vacunas con o sin otras sustancias inmunactivadoras.
Otra sustancia policatiónica de preferencia a
utilizar según la presente invención es un péptido sintético que
contiene al menos 2 motivos KLK separados por un conector de 3 a 7
aminoácidos hidrófobos (solicitud de patente internacional WO
02/32451).
La composición farmacéutica contemplada o las
vacunas de la presente invención pueden comprender además
ácido(s) nucleico(s) inmunostimulador(es). Los
ácidos nucleicos inmunostimuladores son por ejemplo los ácidos
nucleicos neutros o artificiales que contienen CpG, las extensiones
cortas de ácidos nucleicos no derivados de vertebrados o en la
forma de oligonucleótidos cortos (ODN) que contienen dinucleótidos
de citosina-guanina (CpG) no metilados en un cierto
contexto de bases (por ejemplo como se describe en el documento WO
96/02555). Como alternativa, también los ácidos nucleicos basados
en la inosina y la citidina como por ejemplo se describen en el
documento WO 01/93903, o los ácidos desoxinucleicos que contienen
residuos desoxiinosina y/o desoxiuridina (descritos en los
documentos WO 01/93905 y WO 02/95027) pueden usarse de preferencia
como ácidos nucleicos inmunostimuladores para la presente
invención. De preferencia, las mezclas de diferentes ácidos
nucleicos inmunostimuladores pueden usarse según la presente
invención.
También está dentro de la presente invención que
cualquiera de los compuestos policatiónicos mencionados
anteriormente esté combinado con cualquiera de los ácidos nucleicos
inmunostimuladores como se mencionó anteriormente. De preferencia,
tales combinaciones son según las descritas en los documentos WO
01/93905, WO 02/32451, WO 01/54720, WO 01/93903, WO 02/13857 y WO
02/95027 y en la solicitud de patente austríaca A 1924/2001.
Además o como alternativa tal composición de
vacuna puede comprender aparte de los antígenos reactivos en suero
hiperinmune y sus fragmentos, y sus moléculas de ácido nucleico
codificadoras según la presente invención un compuesto neuroactivo.
De preferencia, el compuesto neuroactivo es el factor de crecimiento
humano como se describe, por ejemplo en el documento WO 01/24822.
También de preferencia, el compuesto neuroactivo se combina con
cualquiera de los compuestos policatiónicos y/o ácidos nucleicos
inmunostimuladores según se mencionó anteriormente.
Está contemplada una composición farmacéutica.
Tal composición farmacéutica es, por ejemplo, la vacuna de la
invención descrita en el presente documento. Una composición
farmacéutica es también una composición farmacéutica que comprende
cualquiera de los siguientes compuestos o sus combinaciones: las
moléculas de ácido nucleico según la presente invención, los
antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos según la
presente invención, el vector según la presente invención, las
células según la presente invención, el anticuerpo según la
presente invención, los ácidos nucleicos funcionales según la
presente invención y los péptidos de unión tales como las
anticalinas según la presente invención, cualquiera de los agonistas
y antagonistas seleccionados según se describe en el presente
documento. Con relación a los mismos, cualquiera de estos compuestos
puede utilizarse en combinación con un vehículo o vehículos no
estériles o estériles para uso con las células, los tejidos o los
organismos, tales como un vehículo farmacéutico adecuado para la
administración a un sujeto. Tales composiciones comprenden, por
ejemplo, un aditivo del medio o una cantidad terapéuticamente eficaz
de un antígeno reactivo en suero hiperinmune y sus fragmentos de la
invención y un vehículo o excipiente farmacéuticamente aceptable.
Tales vehículos pueden incluir, pero no se limitan a, disolución
salina, disolución salina tamponada, dextrosa, agua, glicerol,
etanol y sus combinaciones. La formulación debe adaptarse al modo de
administración.
Las composiciones farmacéuticas pueden
administrarse de cualquier manera eficaz y conveniente, incluidas
por ejemplo, la administración por vía tópica, oral, anal, vaginal,
intravenosa, intraperitoneal, intramuscular, subcutánea, intranasal
o intradérmica, entre otras.
En la terapia o como un profiláctico, el agente
activo puede administrarse a un individuo como una composición
inyectable, por ejemplo como una dispersión acuosa estéril, de
preferencia isotónica.
Como alternativa, la composición puede
formularse para la aplicación tópica, por ejemplo en la forma de
pomadas, cremas, lociones, pomadas oculares, gotas oculares, gotas
óticas, colutorios, vendajes y suturas impregnados y aerosoles, y
puede contener los aditivos convencional adecuados, incluidos, por
ejemplo, los conservantes, los disolventes para ayudar a la
penetración del fármaco, y los emolientes en pomadas y cremas. Tales
formulaciones tópicas pueden también contener vehículos
convencionales compatibles, por ejemplo crema o bases de pomadas, y
etanol o alcohol oleílico para las lociones. Tales vehículos pueden
constituir desde aproximadamente el 1% hasta aproximadamente el 98%
en peso de la formulación; más usualmente constituirán hasta
aproximadamente el 80% en peso de la formulación.
Además de la terapia descrita anteriormente, las
composiciones de esta invención pueden utilizarse generalmente como
un agente de tratamiento de heridas para evitar la adhesión de
bacterias a las proteínas de la matriz expuestas en el tejido de la
herida y para el uso profiláctico en el tratamiento dental como una
alternativa a, o conjuntamente con, la profilaxis con
antibióticos.
Una composición de vacuna está convenientemente
en forma inyectable. Los adyuvantes convencionales pueden usarse
para aumentar la respuesta inmune. Una monodosis adecuada para la
vacunación es de 0,05-5 \mug de antígeno/kg, y
tal dosis se administra de preferencia 1-3 veces y
con un intervalo de 1-3 semanas.
Con el intervalo de dosis indicado, no deberían
observarse efectos toxicológicos adversos con los compuestos de la
invención que imposibilitarían su administración a los individuos
adecuados.
Además, se divulgan los envases y kits
farmacéuticos y de diagnóstico que comprenden uno o más recipientes
rellenos con uno o más de los componentes de las composiciones de la
invención mencionadas anteriormente. El (los) componente(s)
pueden estar presentes en una cantidad, dosificación, formulación o
combinación útil. Asociado con
tal(es) recipiente(s) puede haber un aviso en la forma prescrita por una agencia gubernamental que regula la fabricación, el uso o la venta de productos farmacéuticos o biológicos, reflejando la aprobación por la agencia de la fabricación, el uso o la venta del producto para la administración a seres humanos.
tal(es) recipiente(s) puede haber un aviso en la forma prescrita por una agencia gubernamental que regula la fabricación, el uso o la venta de productos farmacéuticos o biológicos, reflejando la aprobación por la agencia de la fabricación, el uso o la venta del producto para la administración a seres humanos.
Con respecto a la presente invención cualquier
uso relacionado con enfermedad según se divulga en el presente
documento tal como, por ejemplo, el uso de la composición
farmacéutica o de la vacuna, es particularmente una enfermedad o
una afección de enfermad que está causada por, ligada o asociada con
los estreptococos, de más preferencia, S. pyogenes. Con
respecto a esto, debe señalarse que S. pyogenes comprende
varias cepas, incluidas las divulgadas en el presente documento.
Una enfermedad relacionada, causada o asociada con la infección
bacteriana a prevenir y/o tratar según la presente invención incluye
entre otras la faringitis bacteriana, la escarlatina, el impétigo,
la fiebre reumática, la fascitis necrotizante y la sepsis en los
seres humanos.
Se divulga además un procedimiento de selección
que usa cualquiera de los antígenos reactivos en suero hiperinmune
o los ácidos nucleicos según la presente invención. Los
procedimientos de selección como tales son conocidos por los
expertos en la técnica y pueden diseñarse para seleccionar un
agonista o un antagonista. De preferencia se selecciona un
antagonista que en el presente caso inhibe o evita la unión de
cualquier antígeno reactivo en suero hiperinmune y sus fragmentos
según la presente invención a una pareja de interacción. Tal pareja
de interacción puede ser una pareja de interacción que se presenta
en la naturaleza o una pareja de interacción que no se presenta en
la naturaleza.
Se divulga un procedimiento para seleccionar
compuestos para identificar los que aumentan (agonista) o bloquean
(antagonista) la función de los antígenos reactivos en suero
hiperinmune y sus fragmentos o las moléculas de ácido nucleico de
la presente invención, tales como su interacción con una molécula de
unión. El procedimiento de selección puede implicar alto
rendimiento.
Por ejemplo, para seleccionar agonistas o
antagonistas, la pareja de interacción de la molécula de ácido
nucleico y del ácido nucleico, respectivamente, según la presente
invención, tal vez una mezcla de reacción sintética, un
compartimiento celular, tal como una membrana, una envoltura celular
o pared celular, o una preparación de cualquiera de los mismos,
pueden prepararse a partir de una célula que expresa una molécula
que se une a los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos. La preparación se incuba con los antígenos reactivos en
suero hiperinmune marcados y sus fragmentos en ausencia o en
presencia de una molécula candidata que puede ser un agonista o un
antagonista. La capacidad de la molécula candidata de unirse a la
molécula de unión se refleja en la disminución de la unión del
ligando marcado. Es más probable que las moléculas que se unen
gratuitamente, es decir, sin inducir los efectos funcionales de los
antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos, sean
buenos antagonistas. Las moléculas que se unen bien y provocan los
efectos funcionales que son los mismos o prácticamente los mismos
con relación a los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos son buenos agonistas.
Los efectos funcionales de los potenciales
agonistas y antagonistas pueden medirse, por ejemplo, determinando
la actividad de un sistema informador tras la interacción de la
molécula candidata con una célula o una preparación celular
adecuada, y comparando el efecto con el de los antígenos reactivos
en suero hiperinmune y sus fragmentos o de las moléculas que
provocan los mismos efectos que los antígenos reactivos en suero
hiperinmune y sus fragmentos. Los sistemas informadores que pueden
ser útiles al respecto incluyen, pero no se limitan a, sustratos
colorimétricos marcados convertidos en el producto, un gen
informador que es sensible a los cambios en la actividad funcional
de los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos, y
los ensayos de unión conocidos en la técnica.
Otro ejemplo de un ensayo para antagonistas es
un ensayo competitivo que combina los antígenos reactivos en suero
hiperinmune y sus fragmentos y un antagonista potencial con las
moléculas de unión unidas a membrana, moléculas de unión
recombinantes, sustratos o ligandos naturales, o miméticos de
sustratos o de ligandos, bajo condiciones adecuadas para un ensayo
competitivo de inhibición. Los antígenos reactivos en suero
hiperinmune y sus fragmentos pueden marcarse por ejemplo por medio
de radioactividad o un compuesto colorimétrico, de tal manera que
pueda determinarse exactamente la cantidad de moléculas de antígenos
reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos, unidas a una
molécula de unión o convertidas en un producto para evaluar la
eficacia del antagonista potencial.
Los antagonistas potenciales incluyen moléculas
orgánicas pequeñas, péptidos, polipéptidos y anticuerpos que se
unen a un antígeno reactivo en suero hiperinmune y sus fragmentos de
la invención y de ese modo inhiben o extinguen su actividad. Los
antagonistas potenciales también pueden ser moléculas orgánicas
pequeñas, un péptido, un polipéptido tal como una proteína
estrechamente relacionada o un anticuerpo que se une a los mismos
sitios en una molécula de unión sin inducir la actividad funcional
de los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos.
Los antagonistas potenciales incluyen una
molécula pequeña que se une al sitio de unión de los antígenos
reactivos en suero hiperinmune y sus fragmentos y lo ocupa evitando
de este modo la unión a moléculas de unión celulares, de manera tal
que se impide la actividad biológica normal. Los ejemplos de
moléculas pequeñas incluyen, pero no se limitan a, moléculas
orgánicas pequeñas, péptidos o moléculas análogas a péptidos. Otros
antagonistas potenciales incluyen las moléculas antisentido.
Otros antagonistas potenciales incluyen las
moléculas antisentido (véase {Okano, H. y col., 1991};
OLIGODEOXYNUCLEOTIDES AS ANTISENSE INHIBITORS OF GENE EXPRESSION;
CRC Press, Boca Raton, FL (1988), para una descripción de estas
moléculas).
Los antagonistas potenciales de preferencia
incluyen los derivados de los antígenos reactivos en suero
hiperinmune y sus fragmentos de la invención.
Según se utiliza en el presente documento la
actividad de un antígeno reactivo en suero hiperinmune y sus
fragmentos es su capacidad para unirse a cualquiera de sus parejas
de interacción o el alcance de tal capacidad para unirse a su
pareja de interacción o a cualquier pareja de interacción.
Es posible el uso de los antígenos reactivos en
suero hiperinmune y sus fragmentos, las moléculas de ácido nucleico
o los inhibidores para interferir con la interacción física inicial
entre un patógeno y un huésped mamífero responsable de las secuelas
de la infección. En particular las moléculas de la invención pueden
utilizarse: i) en la prevención de la adhesión del S.
pyogenes a las proteínas de la matriz extracelular de mamíferos
en los dispositivos permanentes o a las proteínas de la matriz
extracelular en heridas; ii) para bloquear la invasión de las
células del mamífero mediada por proteínas, por ejemplo, iniciando
la fosforilación de las tirosina cinasas de mamífero. {Rosenshine,
I. y col., 1992} para bloquear la adhesión bacteriana entre las
proteínas de la matriz extracelular de mamífero y las proteínas
bacterianas que median el daño tisular; iv) para bloquear la
progresión normal de la patogénesis en las infecciones iniciadas con
excepción de las causadas por la implantación de dispositivos
permanentes o por otras técnicas quirúrgicas.
Cada una de las secuencias de ADN codificadoras
proporcionadas en el presente documento puede utilizarse en el
descubrimiento y el desarrollo de compuestos antibacterianos. La
proteína codificada tras la expresión puede utilizarse como diana
para la selección de los fármacos antibacterianos. Además, las
secuencias de ADN que codifican las regiones amino terminal de la
proteína codificada o Shine-Delgarno u otras
secuencias que facilitan la traducción del respectivo ARNm pueden
utilizarse para construir secuencias antisentido para controlar la
expresión de la secuencia codificadora de interés.
Los antagonistas y agonistas pueden utilizarse,
por ejemplo, para inhibir las enfermedades que se presentan a
partir de la infección con estreptococos, especialmente S.
pyogenes, tales como la sepsis.
Está contemplado un dispositivo de afinidad, tal
dispositivo de afinidad comprende al menos un material de soporte y
cualquiera de los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos que está unido al material de soporte. Debido a la
especificidad de los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos por sus células diana o moléculas diana o sus parejas de
interacción, los antígenos reactivos en suero hiperinmune y sus
fragmentos permiten una eliminación selectiva de su(s)
pareja(s) de interacción de cualquier tipo de muestra
aplicada al material de soporte a condición de que se cumplan las
condiciones para la unión. La muestra puede ser una muestra
biológica o médica, incluyendo, pero no limitado a, caldo de
fermentación, residuo celular, preparación de células, preparación
de tejidos, preparación de órganos, sangre, orina, linfa, licor y
similares.
Los antígenos reactivos en suero hiperinmune y
sus fragmentos pueden unirse a la matriz de una manera covalente o
no covalente. El material de soporte adecuado es conocido por los
expertos en la técnica y puede seleccionarse del grupo que
comprende celulosa, silicio, vidrio, aluminio, perlas
paramagnéticas, almidón y dextrano.
La presente invención se ilustra además por
medio de las siguientes figuras, los ejemplos y el listado de
secuencias de los que pueden tomarse otras características, formas
de realización y ventajas. Debe entenderse que los presentes
ejemplos se presentan sólo a manera de ilustración y no como
limitación de la divulgación.
La Figura 1 muestra la caracterización del suero
humano específico de S. pyogenes.
La Figura 2 muestra la caracterización de la
biblioteca genómica de fragmentos pequeños, LSPy-70,
de Streptococcus pyogenes SF370/M1.
La Figura 3 muestra la selección de células
bacterianas por MACS usando IgG humanas biotiniladas.
La Figura 4 muestra un ejemplo para el estudio
de distribución de genes con los antígenos identificados.
La Figura 5 muestra la tinción de superficie
celular por citometría de flujo.
La Figura 6 muestra el valor protector de
antígenos recombinantes identificados de S. pyogenes.
La Tabla 1 muestra el resumen de todas las
selecciones realizadas con bibliotecas genómicas de S.
pyogenes y suero humano.
La Tabla 2 muestra la serología de epítopos con
suero humano.
La Tabla 3 muestra el resumen del análisis de
distribución de genes para los antígenos identificados en cincuenta
cepas de S. pyogenes.
La Tabla 4 resume la información sobre las
proteínas antigénicas utilizadas para los experimentos de
inmunización.
La Tabla 5 muestra la variabilidad de las
proteínas antigénicas en seis cepas diferentes de S.
pyogenes.
A continuación se describen con más detalle las
figuras a las que puede hacerse referencia en la memoria
descriptiva.
La Figura 1 muestra la caracterización del suero
humano para S. pyogenes según se mide por medio de ELISA.
La Figura 2 muestra la distribución de tamaños
de fragmentos de la biblioteca genómica de fragmentos pequeños de
Streptococcus pyogenes SF370/M1, LSPy-70.
Después de la secuenciación se fragmentaron 576 secuencias de
clones seleccionados aleatoriamente para eliminar los residuos del
vector y se graficó el número de clones con diversos tamaños de
fragmentos genómicos. (B) Ilustración gráfica de la distribución de
la misma serie de clones secuenciados aleatoriamente de
LSPy-70 sobre el cromosoma de S. pyogenes.
Los círculos azules indican secuencias coincidentes a ORFs anotados
en orientación +/+. Los rectángulos rojos representan clones
completamente coincidentes a las secuencias cromosómicas no
codificadoras en orientación +/+. Los diamantes verdes ubican a
todos los clones con secuencias complementarias o quiméricas. Las
distancias numéricas en pares de bases están indicadas sobre cada
genoma circular para la orientación. La división de diversas series
de clones dentro de la biblioteca se presenta en números y
porcentaje al pie de la figura.
La Figura 3A muestra la selección del separador
MACS con IgG humanas biotiniladas. Se seleccionó la biblioteca
LSPy-70 en pMAL9.1 con 10 \mug de
(P4-IgG) de suero humano biotinilada en el primer
ciclo y con 1 \mug en el segundo ciclo de selección. Como control
negativo, no se añadió suero a las células de la biblioteca para la
selección. La cantidad de células seleccionadas después del 1º y del
2º ciclo de elución se muestra para cada ciclo de selección. La
Figura 3B muestra la reactividad de los clones específicos
(1-52) aislados por presentación de superficie
bacteriana según se analizó por medio del análisis de transferencia
Western con el suero humano (P4-IgG) utilizado para
la selección del MACS en una dilución de 1:3.000. Como un control
de carga también se analizó la misma transferencia con anticuerpos
dirigidos contra la proteína de plataforma LamB en una dilución de
1:5.000. LB, extracto de un clon que expresa LamB sin el inserto del
péptido extraño.
La Figura 4A muestra los tipos de emm de S.
pyogenes analizados para el estudio de distribución de genes.
La Figura 4B muestra el análisis de PCR para la distribución de
genes de los genes Spy0269 con los respectivos oligonucleótidos. El
tamaño predicho de los fragmentos de PCR es de 1.000 pares de bases.
1-50, cepas de S. pyogenes según se
presentan bajo A; N, sin adición de ADN genómico; P, ADN genómico de
S. pyogenes SF310, que sirvió como molde para la
construcción de la biblioteca.
Figura 5. Detección de la unión de anticuerpos
específicos en la superficie celular de estreptococos grupo A por
citometría de flujo. En la Figura 5A se incubó suero preinmune de
ratón y suero policlonal generado contra el lisado S.
pyogenes con la cepa SF370/M1 de S. pyogenes y se analizó
por citometría de flujo. El control representa el nivel de unión no
específica del anticuerpo secundario a la superficie de las células
de S. pyogenes. Los histogramas en las figuras 5B y 5C
indican la fluorescencia aumentada por la unión específica de los
anticuerpos anti-Spy0012 (B) o anti Spy1315 y
anti-Spy1798 (C) con respecto al suero de control
contra las dos proteínas de plataforma LamB y FhuA,
respectivamente.
Figura 6. Se inmunizaron ratones NMRI con 3
dosis consecutivas de proteína recombinante (50 \mug/dosis)
separadas por dos semanas los días 0, 14 y 28. Como control
negativo, se inmunizaron los ratones con PBS en presencia de
adyuvante. La proteína M1 (Spy2018) sirvió como control positivo
para el experimento de desafío. El desafío bacteriano se realizó
con 5 x 10^{7} células de S. pyogenes AP1 i.v. y la
supervivencia de los ratones se observó diariamente durante A) 18
días, B) 21 días y C) 19 días, respectivamente.
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Tabla 1: Proteínas inmunogénicas
identificadas por presentación de superficie bacteriana.
A, biblioteca LSPy-70 en LamB
con IC3-IgG (1588), B, biblioteca
LSPy-70 en LamB con IC3-IgA (1539),
C, biblioteca LSPy-70 en LamB con
IC6-IgG (1173), D, biblioteca
LSPy-70 en LamB con P4-IgG (1138),
E, biblioteca LSPy-70 en LamB con
P4-IgA (981), F, biblioteca LSPy-150
en btuB con IC3-IgG (991), G, biblioteca
LSPy-150 en btuB con IC6-IgG
(1036), H, biblioteca LSPy-150 en btuB con
P4-IgG (681), I, biblioteca LSPy-400
en fhuA con IC3-IgG (559), K, biblioteca
LSPy-400 en fhuA con IC6-IgG (543),
L, biblioteca LSPy-400 en fhuA con
P4-IgG (20), *, la predicción de las secuencias
antigénicas de más 5 aminoácidos de longitud se realizó con el
programa ANTIGENIC {Kolaskar, A. y col., 1990}.
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Tabla 2: Serología de epítopos con suero
humano.
Se muestra la reactividad inmunológica de los
péptidos sintéticos individuales que representan los epítopos
seleccionados con los sueros humanos individuales. El grado de
reactividad es patrón/codificado gris; blanco: - (< 50 U), gris:
+ (50-119 U), diagonal: ++ (120-199
U), cruzado diagonal: +++ (200-1000 U) y cruzado
vertical: ++++ (> 1000U). Las unidades de ELISA (U) se calculan a
partir de las lecturas de DO_{545 \ nm} y la dilución del suero
después de la corrección del fondo. Puntuación, suma de todas las
reactividades (adición de la cantidad de todos los +); los sueros
P1 a P10 son de pacientes con faringitis aguda y los sueros N1 a
N10 son de adultos sanos. P y N se utilizan como controles internos.
Nombres de los péptidos: SP00012, ORF Spy0012 anotado; SPA0450, ORF
potencial nuevo en el marco de lectura alternativo de Spy0450;
SPC0406, ORF potencial nuevo en el complemento de Spy0406; SPN0001,
ORF potencial nuevo en la región no codificadora.
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Tabla 3: Distribución de genes en las cepas
de S. pyogenes .
Se probaron cincuenta cepas de S.
pyogenes según se muestra en la Figura 4A por PCR con los
oligonucleótidos específicos para los genes que codifican los
antígenos relevantes. Se secuenció el fragmento de PCR de un
fragmento de PCR seleccionado para confirmar la amplificación del
fragmento de ADN correcto. *, número de sustituciones de
aminoácidos en la cepa M89 con respecto a S. pyogenes SF370
(M1). #, cepa alternativa utilizada para la secuenciación, porque
el gen no estaba presente en M89.
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Tabla 4: Proteínas recombinantes utilizadas
para los experimentos de inmunización en ratones NMRI.
La inmunización con los antígenos recombinantes
y el desafío con S. pyogenes AP1 patógeno se realizó como se
describe en Procedimientos experimentales. A, Se administran los
aminoácidos del antígeno respectivo contenido dentro de la proteína
recombinante como se utiliza para los experimentos de inmunización
en animales con relación a la proteína de longitud total. B, El
porcentaje de supervivencia se representa como protección y los
paréntesis describen el porcentaje de protección del control
negativo (inmunizado con PBS) seguido por el porcentaje de
protección del control positivo (Spy2018). C, Se seleccionó Spy0269
por el hecho de que los ratones mostraron mejor supervivencia
aunque al final del período de observación todos los ratones
murieron. Esto se refleja por medio del tiempo de supervivencia
promedio medido en días: 14,6 (Spy0269), 11,6 (PBS) y 19,3 días
(Spy2018).
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Tabla 5: Variación de las secuencias de las
proteínas antigénicas de S. pyogenes .
Las proteínas antigénicas se analizaron para
verificar los intercambios de aminoácidos en seis cepas diferentes
de S. pyogenes como se presenta en Procedimientos
experimentales. El número de los residuos indica la posición del
aminoácido en la proteína de longitud total.
En el caso de Spy1666, se presentan los cambios
en comparación con un gen homólogo en Streptococcus
pneumoniae TIGR4 (SP0334), porque el gen está muy conservado en
S. pyogenes así como en S. pneumoniae. A, residuos de
aminoácidos en proteínas de S. pyogenes SF370. B,
residuo(s) de aminoácidos, que pueden presentarse en
cualquiera de los genes analizados de las otras cinco cepas de S.
pyogenes, si son diferentes de S. pyogenes SF370. C,
residuos de Spy0416 implicados en la actividad catalítica.
Los cambios en estos residuos se anticipan para
hacer a la enzima inactiva y por consiguiente se intercambian de
manera experimental con alanina, serina, treonina de glicina para
producir una proteína recombinante enzimáticamente inactiva.
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Los anticuerpos producidos contra estreptococos
del grupo A por el sistema inmune humano y presentes en los sueros
humanos son indicativos de la expresión in vivo de las
proteínas antigénicas y de su inmunogenicidad. Estas moléculas son
esenciales para la identificación de antígenos individuales en el
enfoque según se describe en la presente invención, que está basado
en la interacción de los anticuerpos antiestreptocócicos específicos
y los correspondientes péptidos o proteínas de S. pyogenes.
Para acceder a los repertorios de anticuerpos relevantes, se
recogieron sueros humanos de
- I.
- pacientes con infecciones agudas por S. pyogenes, tales como faringitis, infección de heridas y bacteriemia. (Se mostró que S. pyogenes era el agente causante por medio de pruebas microbiológicas médicas),
- II.
- adultos sanos no infectados, ya que las infecciones por estreptococos del grupo A son comunes, y los anticuerpos están presentes como consecuencia de la inmunización natural a partir de contactos previos con los estreptococos.
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Los sueros se caracterizaron para los
anticuerpos anti S. pyogenes por una serie de ensayos de
ELISA y de inmunotransferencia. Se usaron varios antígenos
estreptocócicos para mostrar que los títulos medidos no eran un
resultado de la suma de anticuerpos con reactividad cruzada. Con ese
objeto se usaron dos preparaciones de antígenos diferentes:
extracto de células completas o proteínas del sobrenadante del
cultivo preparadas a partir de S. pyogenes SF370/M1
cultivado durante la noche (fase estacionaria) en medio de cultivo
THB (caldo de Todd-Hewitt). Se determinaron los
niveles de anticuerpos IgG e IgA. Se seleccionaron los sueros para
otro análisis por inmunotransferencia basado en los valores de
anticuerpos totales contra las dos preparaciones de antígenos.
Los valores se compararon en diluciones dadas
donde la respuesta era lineal (Figura 1). Los sueros se clasificaron
en base a la reactividad contra los múltiples componentes
estreptocócicos, y los más altos se seleccionaron para otro
análisis por inmunotransferencia. Este amplio enfoque de
caracterización de anticuerpos ha dado lugar a la identificación
inequívoca de sueros antiestreptocócicos hiperinmunes.
Recientemente se ha informado que no sólo los
anticuerpos IgG del suero, sino también los IgA pueden ser
reconocidos por los receptores de FcRIII de los PMN y pueden
promover la opsonización {Phillips-Quagliata, J. y
col., 2000; Shibuya, A. y col., 2000). El papel principal de los
anticuerpos IgA es la neutralización, principalmente en la
superficie de la mucosa. El nivel IgA del suero refleja la calidad,
la cantidad y la especificidad de la IgA dimérica secretora. Por
esa razón la muestra de suero no sólo se analizó para la IgG
antiestreptocócica, sino también para los niveles de IgA. En los
ensayos de ELISA se usaron reactivos secundarios altamente
específicos para detectar anticuerpos del tipo de alta afinidad,
tales como IgG e IgA, pero se evitó la IgM. La producción de
anticuerpos IgM se produce durante la respuesta humoral adaptativa
primaria, y da como resultado anticuerpos de baja afinidad,
mientras que los anticuerpos IgG e IgA ya han experimentado la
maduración de la afinidad, y son más valiosos para luchar o
prevenir las enfermedades.
Los péptidos se sintetizaron en pequeña escala
(4 mg de resina; hasta 288 en paralelo) usando la química de
F-moc convencional en una resina de amida Rink
(PepChem, Tübingen, Alemania) usando un sintetizador SyroII
(Multisyntech, Witten, Alemania). Después de organizar la secuencia,
los péptidos se alargaron con Fmoc-ácido épsilon aminohexanoico
(como conector) y biotina (Sigma, St. Louis, MO; activada como un
aminoácido normal). Los péptidos se escindieron de la resina con
TFA al 93%, trietilsilano al 5% y agua al 2% durante una hora. Los
péptidos se secaron bajo vacío y se liofilizaron tres veces desde
acetonitrilo/agua (1:1). La presencia de la masa correcta se
verificó por espectrometría de masas en un Reflex III
MALDI-TOF (Bruker, Bremen Alemania). Los péptidos
se utilizaron sin otra purificación.
Para la caracterización del suero: Se
recubrieron las placas de ELISA (Maxisorb, Millipore) con proteína
total 5-10 \mug/ml diluida en el tampón de
recubrimiento (carbonato de sodio 0,1M, pH 9,2). Se realizaron tres
diluciones del suero (2.000X, 10.000X, 50.000X) en
PBS-BSA.
Para la serología de los péptidos: Los
péptidos marcados con biotina estaban recubriendo las placas de
ELISA con estreptavidina (EXICON) en una concentración de 10
\mug/ml según las instrucciones del fabricante. Los sueros se
probaron en dos diluciones, 200X y 1.000X.
Se usaron anticuerpos secundarios IgG antihumano
o IgA antihumano altamente específicos conjugados con peroxidasa
del rábano picante (HRP) según las recomendaciones del fabricante
(dilución: 1.000x). Los complejos
antígeno-anticuerpo se cuantificaron midiendo la
conversión del sustrato (ABTS) al producto coloreado en base a las
lecturas de DO_{405 \ nm} en un lector automatizado de ELISA
(TECAN SUNRISE). Tras el recubrimiento manual, las placas de
péptidos se procesaron y se analizaron por medio del robot de ELISA
Gemini 160 (TECAN) con un lector incorporado (GENIOS, TECAN).
Se prepararon muestras del lisado bacteriano
total y del sobrenadante del cultivo de S. pyogenes SF370/M1
cultivado in vitro. Se separaron 10 a 25 \mug de proteína
total/carril por SDS-PAGE usando el sistema de
electroforesis Mini-Protean 3 Cell de BioRad y se
transfirieron las proteínas a una membrana de nitrocelulosa (ECL,
Amersham Pharmacia). Tras bloquear durante la noche en leche al 5%,
se añadieron los antisueros en una dilución 2.000x y se usó IgG
anti ratón marcada con HRPO para la detección.
Lisado bacteriano total: Las bacterias se
lisaron por ciclos repetidos de
congelación-descongelación: incubación en mezcla de
hielo seco/etanol hasta la congelación (1 minuto), a continuación
descongelación a 37ºC (5 minutos): repetido 3 veces. A continuación
de esto se sometió a sonicación y se realizó la recogida del
sobrenadante por centrifugación (3.500 rpm, 15 minutos, 4ºC).
Sobrenadante del cultivo: Tras eliminar las
bacterias, se precipitó el sobrenadante de los cultivos bacterianos
crecidos durante la noche con etanol helado (100%): 1 parte de
sobrenadante/3 partes de etanol incubado durante la noche a -20ºC.
El precipitado se recogió por centrifugación (2.600 g, durante 15
minutos) y se secó. Los sedimentos secos se disolvieron en PBS para
ELISA, o en urea y tampón de muestra de SDS para la
SDS-PAGE y la inmunotransferencia. La concentración
de proteínas de las muestras se determinó por el ensayo de
Bradford.
Purificación de los anticuerpos para la
selección genómica. Se seleccionaron cinco sueros de los
pacientes y del grupo no infectado en base a los valores
antiestreptocócicos generales para generar una combinación de
sueros utilizada en el procedimiento de selección. Los anticuerpos
contra las proteínas de E. coli se eliminaron incubando el
suero inactivado con calor con célula completas de E. coli
(DH5alfa, transformado con pHIE11, cultivada bajo las mismas
condiciones usadas para la presentación de superficie bacteriana).
Se generaron preparaciones de IgG altamente enriquecidas de los
sueros combinados, deplecionados por medio de cromatografía de
afinidad de proteína G, según las instrucciones del fabricante
(UltraLink Immobilized Protein G, Pierce). Los anticuerpos IgA se
purificaron también por cromatografía de afinidad usando IgA
antihumana marcada con biotina (Southern Biotech) inmovilizada en
estreptavidina-agarosa (GIBCO BRL). La eficacia de
la depleción y la purificación se controló por
SDS-PAGE, transferencia Western, ELISA y mediciones
de concentración de proteínas.
\vskip1.000000\baselineskip
Preparación de ADN genómico de
estreptococos. Se inocularon 50 ml de medio de caldo de
Todd-Hewitt con bacterias S. pyogenes
SF370/M1 de un cultivo en profundidad congelado y se cultivó con
aireación y agitación durante 18 horas a 37ºC. A continuación se
recogió el cultivo, se centrifugó a 1.600x g durante 15 minutos y
se retiró el sobrenadante. Se lavaron los sedimentos bacterianos 3
veces con PBS y se resuspendieron cuidadosamente en 0,5 ml de
disolución de Lisozima (100 mg/ml). Se añadieron 0,1 ml de RNasa A
10 mg/ml tratada con calor y 20 U de RNasa T1, se mezcló
cuidadosamente y la disolución se incubó durante 1 hora a 37ºC. Tras
la adición de 0,2 ml de disolución de SDS al 20% y 0,1 ml de
Proteinasa K (10 mg/ml) se incubó el tubo durante la noche a 55ºC.
A continuación se añadió 1/3 del volumen de NaCl saturado y se
incubó la disolución durante 20 minutos a 4ºC. Se sedimentó el
extracto en una microcentrífuga (13.000 rpm) y se transfirió el
sobrenadante a un tubo nuevo. La disolución se extrajo con
PhOH/CHCl_{3}/IAA (25:24:1) y con CHCl_{3}/IAA (24:1). Se
precipitó el ADN a temperatura ambiente añadiendo 0,6x el volumen
de isopropanol, se transfirió desde la disolución con una pipeta
Pasteur estéril a tubos que contenían etanol helado al 80%. Se
recuperó el ADN centrifugando el precipitado a
10-12.000x g, a continuación se secó al aire y se
disolvió en H_{2}Odd.
Preparación de fragmentos pequeños de ADN
genómico. Los fragmentos de ADN genómico se cortaron
mecánicamente en tamaños de fragmentos de tamaños en el intervalo
entre 150 y 300 pb usando un sonicador con punta o
"cup-horn" (sonicator UV 2200 Sonoplus de
Bandelin equipado con punta BB5, pulsos de 10 segundos con una
salida de potencia del 100%) o en fragmentos de tamaños entre 50 y
70 pb mediante el tratamiento suave con DNasa I (Novagen). Se
observó que la sonicación dio como resultado una distribución de
tamaños de los fragmentos mucho más estrecha cuando se rompió el
ADN en fragmentos del intervalo de tamaños de
150-300 pb. Sin embargo, a pesar de la extensa
exposición del ADN a la fuerza de corte hidromecánica inducida por
ondas ultrasónicas, la posterior disminución en los tamaños de los
fragmentos no pudo alcanzarse de manera eficaz y reproducible. Por
consiguiente, se obtuvieron tamaños de fragmentos de 50 a 70 pb por
medio del tratamiento suave con DNasa I usando un kit de escisión
aleatoria de Novagen. Se preparó una dilución 1:20 de DNasa I con el
kit proporcionado y se llevó a cabo la digestión en presencia de
MnCl_{2} en un volumen de 60 \mul a 20ºC durante 5 minutos para
asegurar la escisión de la doble hebra por medio de la enzima. Las
reacciones se interrumpieron con 2 \mul de EDTA 0,5M y se evaluó
la eficiencia de la fragmentación en un gel de
TAE-agarosa al 2%. Este tratamiento dio como
resultado la fragmentación total del ADN genómico en fragmentos de
aproximadamente 50-70 pb. A continuación se
generaron los extremos romos de los fragmentos dos veces usando
Polimerasa de ADN T4 en presencia de 100 \muM de cada dNTP para
asegurar el lavado eficaz de los extremos. Los fragmentos se usaron
inmediatamente en reacciones de unión o se congelaron a -20ºC para
su uso posterior.
Descripción de los vectores. El vector
pMAL4.31 se construyó en una estructura central de
pASK-IBA {Skerra, A., 1994} con el gen de
beta-lactamasa (bla) intercambiado con el gen
de la resistencia a la Kanamicina. Además se clonó el gen
bla en el sitio de clonación múltiple. La secuencia que
codifica la beta-lactamasa madura está precedida
por la secuencia del péptido líder de ompA para permitir la
secreción eficaz a través de la membrana citoplásmica. Además una
secuencia que codifica los primeros 12 aminoácido (secuencia
espaciadora) de la beta-lactamasa madura sigue a la
secuencia del péptido líder de ompA para evitar la fusión de
secuencias inmediatamente después del sitio de escisión de líder de
la peptidasa, ya que por ejemplo los grupos de aminoácidos cargados
positivamente en esta región disminuirían o impedirían la
translocación a través de la membrana citoplásmica {Kajava, A. y
col., 2000}. Un sitio de restricción de SmaI servirá para la
inserción de la biblioteca. Un sitio de Fsel secuencia arriba y un
sitio de Notl secuencia abajo, que se utilizaron para la
recuperación del fragmento seleccionado, flanquean el sitio de
Smal. Los tres sitios de restricción se insertan después de
la secuencia que codifica la secuencia espaciadora de 12 aminoácidos
de manera tal que el gen bla se transcribe en el marco de lectura
-1 dando como resultado un codón de parada de 15 pb después del
sitio de Notl. Una inserción de +1 pb restablece el ORF de
bla de manera que la proteína beta-lactamasa
se produce con una consiguiente obtención de la resistencia a la
Ampicilina.
El vector pMAL9.1 se construyó clonando el gen
lamB en el sitio de clonación múltiple de pEH1
{Hashemzadeh-Bonehi, L. y col., 1998}.
Posteriormente, se insertó una secuencia en lamB después del
aminoácido 154, que contenía los sitios de restricción de
FseI, SmaI y NotI. El marco de lectura para
esta inserción se construyó de manera tal que la transferencia de
los fragmentos de ADN seleccionado del marco escindidos por medio de
digestión con FseI y NotI del plásmido pMAL4.31 da un
marco de lectura continuo de lamB y el inserto
respectivo.
El vector pMAL10.1 se construyó clonando el gen
btuB en el sitio de clonación múltiple de pEH1.
Posteriormente, se insertó una secuencia en btuB después del
aminoácido 236, que contenía los sitios de restricción de
FseI, XbaI y NotI. El marco de lectura para
esta inserción se eligió de manera tal que la transferencia de los
fragmentos de ADN seleccionados del marco escindidos por la
digestión con Fsel y Notl del plásmido pMAL4.31 da un
marco de lectura continuo de btuB y el inserto
respectivo.
El vector pHIE11 se construyó clonando el gen
fhuA en el sitio de clonación múltiple de pEH1. A partir de
entonces, se insertó una secuencia en fhuA después del
aminoácido 405, que contenía los sitios de restricción de
FseI, XbaI y NotI. El marco de lectura para
esta inserción se eligió de manera tal que la transferencia de los
fragmentos de ADN seleccionados del marco escindidos por la
digestión con Fsel y Notl del plásmido pMAL4.31 da un
marco de lectura continuo de fhuA y el inserto
respectivo.
Clonación y evaluación de la biblioteca para
la selección del marco. Se unieron fragmentos de ADN genómico
de S. pyogenes en el sitio de SmaI del vector pMAL4.31. El
ADN recombinante se electroporó en células de E. coli DH10B
electrocompetentes (GIBCO BRL) y los transformantes se plaquearon en
agar LB suplementado con Kanamicina (50 \mug/ml) y Ampicilina (50
\mug/ml). Las placas se incubaron durante la noche a 37ºC y se
recogieron las colonias para la extracción de ADN a gran escala. Se
almacenó una placa representativa y se conservó para recoger las
colonias para el análisis por PCR de las colonias y la secuenciación
a gran escala. Se usó un ensayo de PCR de colonias únicas para
determinar inicialmente la distribución bruta de tamaño de los
fragmentos así como la eficacia de la inserción. A partir de los
datos de la secuenciación se evaluó el tamaño preciso de los
fragmentos, la integridad de la unión en el sitio de inserción así
como la exactitud de la selección del marco (regla
3n+1).
Clonación y evaluación de la biblioteca para
la presentación de superficie bacteriana. Los fragmentos de ADN
genómico se escindieron del vector pMAL4.31, que contenía la
biblioteca de S. pyogenes con las enzimas de restricción
FseI y NotI. A continuación se transfirió la población
completa de fragmentos en los plásmidos pMAL9.1 (LamB), pMAL10.1
(BtuB) o pHIE11 (FhuA), que se habían digerido con FseI y NotI.
Usando estas dos enzimas de restricción, que reconocen una secuencia
rica en GC de 8 pb, el marco de lectura que se había seleccionado
en el vector pMAL4.31 se mantiene en cada uno de los vectores de la
plataforma. A continuación se transformó la biblioteca de plásmidos
en células de E. coli DH5alfa por electroporación. Las
células se plaquearon en placas grandes de agar LB suplementado con
Kanamicina 50 \mug/ml y se cultivaron durante la noche a 37ºC a
una densidad que da colonias únicas claramente visibles. A
continuación se rasparon las células de la superficie de estas
placas, se lavaron con medio LB fresco y se almacenaron en alícuotas
a -80ºC para la selección de la biblioteca.
Bibliotecas para la selección del marco.
Se generaron tres bibliotecas (LSPy70, LSPy150 y LSPy300) en el
vector de pMAL4.31 con tamaños de aproximadamente 70, 150 y 300 pb,
respectivamente. Para cada biblioteca, la unión y posterior
transformación de aproximadamente 1 \mug de ADN del plásmido
pMAL4.31 y 50 ng de ADN genómico fragmentado de S. pyogenes
dio 4 x 10^{5} a 2 x 10^{6} clones después de la selección del
marco. Para evaluar la aleatoriedad de las bibliotecas, se
secuenciaron aproximadamente 600 clones de LSPy70 elegidos
aleatoriamente. El análisis bioinformático mostró que de estos
clones sólo unos pocos estaban presentes más de una vez. Además, se
mostró que el 90% de los clones entraban en el intervalo de tamaños
entre 16 y 61 pb con un tamaño promedio de 34 pb (Figura 2). Todas
las secuencias siguieron la regla 3n+1, mostrando que todos los
marcos de los clones se seleccionaron adecuadamente.
Bibliotecas de presentación de superficie
bacteriana. La presentación de péptidos en la superficie de
E. coli requería la transferencia de los insertos de las
bibliotecas de LSPy del vector de selección del marco pMAL4.31 a
los plásmidos de presentación pMAL9.1 (LamB), pMAL10.1 (BtuB) o
pHIE11 (FhuA). Los fragmentos de ADN genómico se escindieron por
restricción con FseI y NotI y la unión de insertos de
5 ng con 0,1 \mug de ADN del plásmido y la posterior
transformación en células DH5alfa dio como resultado
2-5 x 10^{6} clones. Los clones se rasparon de
las placas de LB y se congelaron sin otra amplificación.
\vskip1.000000\baselineskip
Selección por MACS. Se cultivaron
aproximadamente 2,5 x 10^{8} células de una biblioteca dada en 5
ml de medio LB suplementado con Kanamicina 50 \mug/ml durante 2
horas a 37ºC. La expresión se indujo por la adición de IPTG 1 mM
durante 30 minutos. Las células se lavaron dos veces con medio LB
fresco y se resuspendieron aproximadamente 2 x 10^{7} células en
100 \mul de medio LB y se transfirieron a un tubo Eppendorf.
Se añadieron 10 \mug de IgG humanas,
biotiniladas purificadas del suero a las células y la suspensión se
incubó durante la noche a 4ºC con agitación suave. Se añadieron 900
\mul de medio LB, la suspensión se mezcló y se centrifugó
posteriormente durante 10 minutos a 6.000 rpm a 4ºC (Para las
selecciones de IgA, se usaron 10 \mug de IgA purificadas y éstas
se capturaron con anticuerpos secundarios IgG antihumano
biotinilado). Las células se lavaron una vez con 1 ml de LB y a
continuación se resuspendieron en 100 \mul de medio LB. Se
añadieron 10 \mul de microperlas de MACS acopladas a
estreptavidina (Miltenyi Biotech, Alemania) y la incubación
continuó durante 20 minutos a 4ºC. A partir de entonces se añadieron
900 \mul de medio LB y se cargó la suspensión celular microperlas
de MACS en la columna de MS equilibrada (Miltenyi Biotech, Alemania)
que se fijó al imán. (Las columnas de MS se equilibraron lavando
una vez con 1 ml de EtOH al 70% y dos veces con 2 ml de medio
LB).
\newpage
A continuación se lavó la columna tres veces con
3 ml de medio LB. Tras retirar el imán, se eluyeron las células
lavando con 2 ml de medio LB. Tras lavar la columna con 3 ml de
medio LB, se cargó el eluato de 2 ml por segunda vez en la misma
columna y se repitieron los procesos de lavado y elución. El proceso
de carga, lavado y elución se realizó por tercera vez, dando como
resultado un eluato final de 2 ml.
A continuación se realizó un segundo ciclo de
selección. Se recogieron las células del eluato final mediante
centrifugación y se resuspendieron en 1 ml de medio LB suplementado
con Kanamicina 50 \mug/ml. El cultivo se incubó a 37ºC durante 90
minutos y a continuación se indujo con IPTG 1 mM durante 30 minutos.
Posteriormente se recogieron las células, se lavaron una vez con 1
ml de medio LB y se suspendieron en 10 \mul de medio LB. Puesto
que el volumen se redujo, se añadió 1 \mug de IgG biotiniladas,
humanas y la suspensión se incubó durante la noche a 4ºC con
agitación suave. Todas las otras etapas fueron exactamente iguales
al primer ciclo de selección. Las células seleccionadas tras dos
ciclos de selección se plaquearon en placas de agar LB suplementado
con Kanamicina 50 \mug/ml y se cultivaron durante la noche a
37ºC.
Evaluación de los clones seleccionados por
secuenciación y análisis de transferencia Western. Los clones
seleccionados se cultivaron durante la noche a 37ºC en 3 ml de medio
LB suplementado con Kanamicina 50 \mug/ml para preparar el ADN de
plásmido usando procedimientos convencionales. La secuenciación se
realizó en MWG (Alemania) o en colaboración con TIGR (EEUU).
Para el análisis de transferencia Western se
separaron aproximadamente 10 a 20 \mug de proteína celular total
por SDS-PAGE al 10% y se transfirieron a la membrana
HybondC (Amersham Pharmacia Biotech, Inglaterra). Las proteínas de
fusión de LamB, BtuB o FhuA se detectaron usando suero humano como
el anticuerpo primario en una dilución de aproximadamente 1:5.000 y
anticuerpos IgG o IgA anti humano acoplados a HRP en una dilución
de 1:5.000 como anticuerpos secundarios. La detección se realizó
usando el kit de detección ECL (Amersham Pharmacia Biotech,
Inglaterra). Como alternativa, se usaron anticuerpos anti FhuA de
conejo o anti LamB de ratón como anticuerpos primarios en
combinación con los anticuerpos secundarios respectivos acoplados a
HRP para la detección de las proteínas de fusión.
Selección de bibliotecas de presentación de
superficie bacteriana por clasificación celular activada por
magnetismo (MACS) usando Ig biotiniladas. Las bibliotecas LSPy70
en pMAL9.1, LSPy150 en pMAL10.1 y LSPy300 en pHIE11 se
seleccionaron con combinaciones de IgG e IgA humanas, biotiniladas,
de sueros de pacientes o sueros de individuos sanos (véase Ejemplo
1: Preparación de anticuerpos a partir de suero humano). El
procedimiento de selección se realizó como se describió en
Procedimientos experimentales. La Figura 3A muestra un ejemplo
representativo de una selección con la biblioteca
LSPy-70 y P4-IgG. Como puede
observarse a partir del recuento de colonias después del primer
ciclo de selección de la selección por MACS, el número total de
células recuperadas al final se reduce drásticamente desde 3 x
10^{7} células hasta aproximadamente 5 x 10^{4} células,
mientras que la selección sin anticuerpos adicionados mostró una
reducción hasta aproximadamente 2 x 10^{3} células (Figura 3A).
Tras el segundo ciclo, se recuperó una cantidad de células similar
con P4-IgG, mientras que se recuperaron menos de 10
células cuando no se añadieron IgG de suero humano, mostrando
claramente que la selección fue dependiente de los anticuerpos
específicos de S. pyogenes. Para evaluar el rendimiento de
la selección, se tomaron aleatoriamente aproximadamente 50 clones
seleccionados y se sometieron al análisis de transferencia Western
con el mismo suero, combinado (Figura 3B). Este análisis reveló que
el 70% de los clones seleccionados mostraron reactividad con los
anticuerpos presentes en el suero relevante mientras que la cepa de
control que expresa LamB sin un inserto específico de S.
pyogenes no reaccionó con el mismo suero. En general, se
observó que la tasa de reactividad se mantuvo dentro del intervalo
del 35 al 75%. El análisis por PCR de las colonias mostró que todos
los clones seleccionados contenían un inserto en el intervalo de
tamaños esperado.
La posterior secuenciación de un número mayor de
clones tomados aleatoriamente (600 a 1200 por selección) dio lugar
a la identificación del gen y de la correspondiente secuencia del
péptido o proteína que se reconoció específicamente por el suero
humano para la selección. La frecuencia con la que se selecciona un
clon específico refleja al menos en parte la abundancia y/o
afinidad de los anticuerpos específicos en el suero usado para
selección y reconocimiento del epítopo presentado por este clon. Al
respecto, es llamativo que los clones derivados de algunos ORF (por
ejemplo Spy0433, Spy2025) se tomaron más de 80 veces, indicando su
propiedad altamente inmunogénica. La Tabla 1 resume los datos
obtenidos para las 15 selecciones realizadas. Todos los clones que
se presentan en la Tabla 1 se han verificado por análisis de
transferencia Western usando extractos de células completas de
clones únicos para mostrar la reactividad indicada por la
combinación de suero humano usada en la respectiva selección. Como
puede observarse de la Tabla 1, regiones características de los ORF
identificados se identifican como inmunogénicas, puesto que se
presentan fragmentos de las proteínas de tamaños variables en la
superficie por las proteínas de plataforma.
Vale la pena destacar además que la mayoría de
los genes identificados por la selección por presentación de
superficie bacteriana codifican proteínas que están unidas a la
superficie de S. pyogenes y/o se secretan. Esto está de
acuerdo con el papel esperado de las proteínas unidas o secretadas
en la virulencia de S. pyogenes.
\vskip1.000000\baselineskip
En el análisis se incluyeron aproximadamente
sueros de 100 pacientes y de 60 adultos sanos. Tras el análisis
bioinformático de los clones seleccionados, se diseñaron y se
sintetizaron los péptidos correspondientes. En el caso de epítopos
con más de 28 residuos de aminoácidos, se construyeron péptidos
superpuestos. Todos los péptidos se sintetizaron con un marcador de
biotina N-terminal y se usó como reactivo de
recubrimiento en las placas de ELISA recubiertas con
Estreptavidina.
El análisis se realizó en dos etapas. Primero,
se seleccionaron los péptidos en base a su reactividad con los
sueros individuales, que se incluyeron en las combinaciones de
sueros (cinco sueros individuales) usados para las preparaciones de
reactivos de selección de IgG e IgA para la presentación de
superficie bacteriana. Los péptidos que no mostraron una reacción
positiva no se incluyeron en otros estudios, más detallados.
Segundo, se probó una gran cantidad de sueros individuales no
preseleccionados de pacientes con faringitis aguda o con
enfermedades postestreptocócicas o de adultos y niños sanos contra
los péptidos que mostraban reactividad específica y elevada con los
sueros de selección. Se midieron los niveles de anticuerpos por
medio de ELISA y se compararon por la puntuación calculada para
cada péptido en base a la cantidad de sueros positivos y la
amplitud de la reactividad. En la tabla 2 se muestra un ejemplo para
la reactividad de los sueros de 174 péptidos que representan
epítopos de S. pyogenes de la selección genómica con 20
sueros humanos (que representan 4 combinaciones diferentes de cinco
sueros) usados para la identificación de antígenos. Los péptidos
varían desde altamente y ampliamente reactivos hasta débilmente
positivos. Entre los más reactivos hay antígenos conocidos, algunos
de ellos también son protectores en modelos de desafío en animales
para portación nasofaríngea (por ejemplo, la peptidasa C5a y la
proteína M).
\vskip1.000000\baselineskip
Distribución de genes de antígenos de
estreptococos del grupo A por PCR. Un antígeno de vacuna ideal
sería un antígeno que esté presente en todas, o en la gran mayoría
de las cepas del organismo diana para el que está dirigida la
vacuna. Para establecer si los genes que codifican los antígenos
identificados de Streptococcus pyogenes se presentan de
manera ubicua en cepas de S. pyogenes, se realizó la PCR en
una serie de aislamientos de S. pyogenes independientes con
cebadores específicos para el gen de interés. Los aislamientos de
S. pyogenes se obtuvieron cubriendo los tipos de emm
presentes con más frecuencia en los pacientes como se muestra en la
Figura 4A. Se diseñaron secuencias de oligonucleótidos como
cebadores para todos los ORF identificados dando productos de
aproximadamente 1.000 pb, de ser posible cubriendo todos los
epítopos inmunogénicos identificados. Se preparó el ADN genómico de
todas las cepas de S. pyogenes según se describe en el
Ejemplo 2. La PCR se llevó a cabo en un volumen de reacción de 25
\mul usando polimerasa Taq (1U), dNTP 200 nM, 10 pMol de cada
oligonucleótido en el kit según las instrucciones del fabricante
(Invitrogen, Holanda). Como patrón, se realizaron 30 ciclos (1 x: 5
minutos, 95ºC, 30x: 30 segundos, 95ºC, 30 segundos, 56ºC, 30
segundos, 72ºC, 1 x 4 minutos, 72ºC), a menos que tuvieran que
adaptarse las condiciones para los pares de cebadores
individuales.
Todos los genes identificados que codifican
proteínas inmunogénicas se probaron por PCR para verificar su
presencia en 50 cepas diferentes de S. pyogenes (Figura 4A).
Como un ejemplo, la figura 4B muestra la reacción de PCR para
Spy0269 con todas las 50 cepas indicadas. Como resulta claramente
visible, el gen está presente en todas las cepas analizadas. El
fragmento de PCR de la cepa Nº 8 (M89) se secuenció y mostró que de
917 pb sólo 2 pb eran diferentes comparado con la cepa SF310 de
S. pyogenes M1, dando como resultado sólo una diferencia de
aminoácidos entre los dos aislamientos. De un total de 96 genes
analizados, 70 estaban presentes en todas las cepas probadas,
mientras que 22 genes estaban ausentes en más de 10 de las 50 cepas
probadas (Tabla 3). Varios genes (Spy0433, Spy0681) mostraron
variación en el tamaño y no estaban presentes en todos los
aislamientos de cepas. Algunos genes mostraron variación en el
tamaño, pero por otro lado estaban conservados en todas las cepas
probadas (por ejemplo Spy1371). La secuenciación del fragmento
generado por PCR de una cepa y la posterior comparación con la cepa
M1 confirmó la amplificación del fragmento de ADN correcto y reveló
un grado de divergencia de secuencia como se indicó en la Tabla 3.
Es importante señalar que muchos de los antígenos identificados
están bien conservados en todas las cepas en secuencia y tamaño y
por consiguiente son nuevos candidatos de vacuna para prevenir
infecciones por estreptococos del grupo A.
\vskip1.000000\baselineskip
Se cultivaron clones de E. coli que
albergan plásmidos que codifican la proteína de plataforma fusionada
a un péptido de S. pyogenes en medio LB suplementado con
Kanamicina 50 \mug/ml a 37ºC. Los cultivos obtenidos durante la
noche se diluyeron 1:10, se hicieron crecer hasta una DO_{600} de
0,5 y se indujeron con IPTG 0,2 mM durante 2 horas. Las células
bacterianas sedimentadas se suspendieron en tampón PBS y se
rompieron por medio de sonicación en hielo, generando un extracto
celular bruto. Según la medición de DO_{600}, se inyectó una
alícuota correspondiente a 5 x 10^{7} células en el ratón NMRI
i.v., seguida por una estimulación después de 2 semanas. El suero
se recogió 1 semana después de la segunda inyección. Los niveles de
anticuerpos específicos de epítopo se midieron por medio de ELISA
de péptidos.
La expresión de antígenos por medio del cultivo
in vitro de S. pyogenes SF370/M1 se probó por medio de
inmunotransferencia. Los diferentes medios de cultivo y las
condiciones de cultivo se probaron para detectar la presencia de
antígenos en los lisados totales y en los sobrenadantes de cultivos
bacterianos. La expresión se consideró confirmada cuando se detectó
una banda específica correspondiente a la movilidad electroforética
esperada y al peso molecular predicho.
El análisis por citometría de flujo se llevó a
cabo de la siguiente manera. Las bacterias se hicieron crecer bajo
condiciones de cultivo, que dieron como resultado la expresión del
antígeno como se muestra por el análisis de inmunotransferencia.
Las células se lavaron dos veces en Disolución de Hanks Equilibrada
(HBSS) y se ajustó la densidad celular hasta aproximadamente 1 X
10^{6} UFC en 100 \mul de HBSS, BSA al 0,5%. Tras incubar
durante 30 a 60 minutos a 4ºC con antisueros diluidos 50 a 100
veces, los anticuerpos no unidos se eliminaron por medio de
centrifugación en HBSS en exceso, BSA al 0,5%. Se incubó el
anticuerpo secundario anti ratón de cabra (fragmento
F(ab')_{2} específico) marcado con fluoresceína (FITC) con
las células a 4ºC durante 30 a 60 minutos. Tras lavar las células,
se fijaron los anticuerpos con paraformaldehído al 2%. Los
anticuerpos unidos se detectaron usando un citómetro de flujo
FACScan de Becton Dickinson y los datos se analizaron además con el
programa informático CELLQuest. Los sueros de control incluyeron
suero preinmune de ratón y suero policlonal de ratón generado con
lisados preparados a partir de células de E. coli inducidas
con IPTG transformadas con plásmidos que codifican los genes
lamB o fhuA sin el inserto genómico de S.
pyogenes.
Se probó la actividad de los sueros inmunes
específicos de epítopo para inducir la opsonofagocitosis en un
ensayo basado en FACS. Los sueros se inactivaron con calor y a
continuación se eliminaron los anticuerpos anti E. coli por
incubación con célula completa de E. coli (3x). Se
preopsonizaron 10^{7} células de S. pyogenes marcadas con
Alexa 488 en presencia de suero inmune al 2-10% y
suero de hámster al 2% como fuente de complemento y a continuación
se añadieron a 10^{6} células fagocíticas (líneas celulares
monocíticas murinas RAW246.7 o P388.D1). Se incubó la mezcla
celular durante 30 minutos a 37ºC. Se registró el tiempo, la
concentración de IgG y la captación de bacterias dependiente del
complemento como un aumento en la intensidad media de fluorescencia
de las células fagocíticas medida con un clasificador de células
activadas con fluorescencia.
Se incubaron células macrófagos murinos
(RAW246.7 o P388.D1) y bacterias y se determinó la pérdida de
bacterias viables tras 60 minutos por medio del recuento de
colonias. En resumen, las bacterias se lavaron dos veces en
Disolución Salina Equilibrada de Hanks (HBSS) y se ajustó la
densidad celular hasta aproximadamente 1 X 10^{5} UFC en 50
\mul de HBSS. Las bacterias se incubaron con sueros de ratón
(hasta el 25%) y complemento de cobaya (hasta el 5%) en un volumen
total de 100 \mul durante 60 minutos a 4ºC. Las bacterias
preopsonizadas se mezclaron con los macrófagos (línea celular
murina RAW264.7 o P388.D1; 2 X 10^{6} células por 100 \mul) en
una relación 1:20 y se incubaron a 37ºC en un agitador rotativo a
500 rpm. Se diluyó una alícuota de cada muestra en agua estéril y
se incubó durante 5 minutos a temperatura ambiente para lisar los
macrófagos. A continuación se plaquearon diluciones en serie sobre
placas de agar con caldo de Todd-Hewitt. Las placas
se incubaron durante la noche a 37ºC, y se hizo el recuento de
colonias con el contador rápido de colonias Countermat (IUL
Instruments). Los sueros de control incluyeron suero preinmune de
ratón y suero policlonal de ratón generado con lisados preparados a
partir de E. coli inducida con IPTG transformadas con
plásmidos que albergan los genes lamB o flmA sin el
inserto genómico de S. pyogenes.
\newpage
Expresión in vitro y tinción de la
superficie celular. La expresión de las proteínas antigénicas se
analizó in vitro en S. pyogenes SF370/M1 usando los
sueros generados contra los clones de E. coli que albergan
plásmidos que codifican la proteína de plataforma fusionada al
péptido de S. pyogenes. Este análisis sirvió como primera
etapa para determinar si se expresa una proteína para evaluar la
expresión superficial del polipéptido por medio del análisis FACS.
Se anticipó que no todas las proteínas serían expresadas bajo la
condiciones in vitro, pero se detectaron varias proteínas
por medio de análisis de transferencia Western en los lisados
celulares totales (por ejemplo Spy0012, Spy0112, Spy0416, Spy0437,
Spy0872, Spy1032, Spy1315, Spy1798; datos no mostrados).
Posteriormente se demostró por medio de un ensayo basado en
citometría de flujo la accesibilidad de la superficie celular para
diversas proteínas antigénicas. Se incubaron los estreptococos con
sueros de ratón preinmunes y policlonales generados contra el
lisado de S. pyogenes o clones de E. coli que
albergan plásmidos que codifican la proteína de plataforma fusionada
a un péptido de S. pyogenes, seguido por la detección con el
anticuerpo secundario marcado fluorescente. Como se muestra en la
Fig. 5A, los antisueros generados contra el lisado de S.
pyogenes causan un cambio en la fluorescencia de la población
celular de S. pyogenes SF370/Ml. Se observó una tinción de
superficie celular similar de las células de S. pyogenes
SF370/M1 con el suero policlonal generado contra péptidos del
antígeno Spy0012 (Fig. 5B), Spy1315 y Spy1798 (Fig. 5C), aunque
sólo se tiñó una subpoblación de bacterias, como lo indica la
detección de dos picos. Este fenómeno puede ser un resultado de la
expresión diferencial de los productos genéticos durante el
crecimiento de la bacteria o de la inhibición parcial de la unión
del anticuerpo causada por otras moléculas de superficie.
Estos experimentos confirmaron la predicción
bioinformática de que estas proteínas se exportan por su secuencia
del péptido señal y además mostraron que están ancladas en la
superficie de la célula de S. pyogenes SF370/M1. También
confirmaron que estas proteínas están disponibles para el
reconocimiento por anticuerpos humanos y las transforman en
candidatos valiosos para el desarrollo de una vacuna contra la
enfermedad producida por estreptococos del grupo A.
\vskip1.000000\baselineskip
Se amplificó el gen o el fragmento de ADN de
interés a partir del ADN genómico de S. pyogenes SF370 por
medio de amplificación por PCR usando cebadores específicos de
genes. Aparte de la secuencia específica del gen, los cebadores
contenían bases adicionales en el respectivo extremo 5' constituidas
por sitios de restricción que ayudaron en la clonación direccional
del producto de PCR amplificado. La secuencia del cebador específica
del gen varió entre 15-24 bases de longitud. Los
productos de PCR obtenidos se digirieron con las enzimas de
restricción adecuadas y se clonaron en el vector pET28b(+) digerido
adecuadamente (NOVAGEN). Tras confirmar la construcción del
plásmido recombinante, se transformaron las células de E.
coli BL21 STAR® (INVITROGEN) que sirvieron como huéspedes de
expresión. Estas células están optimizadas para expresar de manera
eficaz el gen de interés según está codificado por el plásmido de
pET28b.
Se cultivaron las células de E. coli BL21
STAR® que albergan el plásmido recombinante en la fase logarítmica
en medio LB suplementado con Kanamicina 50 \mug/ml a 37ºC. Una vez
alcanzada una DO_{600 \ nm} de 0,8, se indujo el cultivo con IPTG
1 mM durante 3 horas a 37ºC. Las células se recogieron por
centrifugación, se lisaron mediante una combinación del
procedimiento de congelación/descongelación seguido por la rotura de
las células con el reactivo Bug-buster® de NOVAGEN.
El lisado se separó por medio de centrifugación en fracciones
solubles (sobrenadante) e insolubles (sedimento).
Según la localización de la proteína, se
siguieron diferentes estrategias de purificación. Las proteínas en
la fracción soluble se purificaron por la unión del sobrenadante de
los lisados celulares tras la rotura celular a perlas de
Ni-Agarosa
(Ni-NTA-Agarose®, QIAGEN). Por la
presencia de la penta-Histidina (HIS) en el extremo
C, N o en ambos extremos de la proteína expresada, la proteína se
une al Ni-agarosa mientras que otras proteínas
contaminantes se lavan y eliminan de la columna por medio de tampón
de lavado. Las proteínas se eluyeron mediante una disolución que
contenía imidazol 100 mM en el tampón adecuado. Se concentró el
eluato, se analizó la concentración de proteína por el método de
Bradford y se analizó por medio de SDS-PAGE y
transferencia Western. Las proteínas en la fracción insoluble se
purificaron por solubilización del sedimento en un tampón adecuado
que contiene Urea 8 M. La purificación se realizó bajo condiciones
de desnaturalización (en tampón que contiene Urea 8M) usando los
mismos materiales y procedimientos que los mencionados anteriormente
para las proteínas solubles. El eluato se concentró y se dializó
para eliminar toda la urea de manera gradual o por etapas.
La disolución de proteínas final se concentró,
se analizó por medio de SDS-PAGE y se midió por
medio del método de Bradford.
La expresión se consideró confirmada cuando se
detectó una banda específica correspondiente a la movilidad
electroforética y al peso molecular predichos. Para las proteínas,
que precipitaron durante la diálisis por la eliminación del
reactivo de desnaturalización urea, los cuerpos de inclusión
insolubles se lavaron varias veces y se usaron directamente para la
inmunización de ratones.
Se ensayó la inmunogenicidad de las proteínas en
un modelo animal experimental usando ratones NMRI y la cepa AP1 de
S. pyogenes como agente infeccioso. Se inmunizaron diez
ratones NMRI hembra de 7-8 semanas de edad con 50
\mug/dosis de proteína recombinante cada 2 semanas para un total
de 3 dosis. La dosis inicial se potenció con adyuvante Completo de
Freund mientras que las dos dosis restantes se potenciaron con
adyuvante Incompleto de Freund. Al final de la inmunización se
extrajo sangre de los ratones para controlar el valor de
anticuerpos y se desafiaron posteriormente por vía intravenosa
(i.v.) con una dosis letal de S. pyogenes AP1 (5 x 10^{7}
de bacterias patógenas). Se asignaron puntuaciones de supervivencia
a los ratones durante 18 hasta 21 días posteriores al desafío.
De las 31 proteínas seleccionadas para la
expresión de la proteína recombinante, 29 proteínas pudieron
producirse en E. coli hasta un nivel suficiente para la
purificación. Mientras que algunas de las proteínas pudieron
producirse como proteína soluble (véase Tabla 4), algunas proteínas
resultaron insolubles (por ejemplo Spy416B, Spy0872) o precipitaron
tras la diálisis, que tenía la finalidad de eliminar el reactivo de
desnaturalización urea tras la solubilización de las proteínas
insoluble tales como Spy0031, Spy0292, Spy720.
En estos casos los cuerpos de inclusión lavados
se inyectaron directamente en los ratones para la inmunización. En
general, la purificación por afinidad dio una preparación de
proteína recombinante de al menos un 85% de pureza.
La Tabla 4 presenta los antígenos que se
probaron en ratones y mostraron algún grado de protección en
animales experimentales. Las proteínas recombinantes, que se
probaron también en el modelo de bacteriemia en animales, pero que
no mostraron ningún nivel de protección en los experimentos
descritos no se presentan en esta tabla; pero se incluyen las
proteínas tales como Spy0012, Spy1063 y Spy1494. El modelo de
bacteriemia descrito evalúa el valor protector de los candidatos de
vacuna contra enfermedades invasivas ya que las bacterias patógenas
se inyectan directamente en la sangre. Las proteínas recombinantes,
que inducen anticuerpos capaces de proteger contra tal infección
por estreptococo grupo A, se consideran candidatos valiosos para el
desarrollo de una vacuna contra la enfermedad causada por
estreptococo grupo A. En comparación con el control positivo Spy2018
(proteína M1), que se mostró previamente que proporciona protección
contra el desafío con S. pyogenes, una serie de antígenos
lograron un nivel similar cuando se alcanzó el punto final del
experimento de desafío tras 18 ó 21 días (Tabla 4) (Spy0416,
Spy1607 o Spy0292). Otras proteínas sólo mostraron un efecto
protector parcial (Spy0720, Spy0872), pero pueden demostrar mucha
eficacia cuando se combinan con otros antígenos (Fig. 6).
Sorprendentemente, la selección de antígenos
había identificado epítopos inmunogénicos predominantemente en la
primera mitad de las dos proteínas más grandes, Spy0416 y Spy1972.
Por consiguiente se ha concluido que la región protectora también
puede estar contenida en la parte N terminal de la proteína. En el
caso de Spry0416, ambas partes del antígeno se produjeron como
proteína recombinante (Spy0416A y Spy0416B; véase Tabla 4) y se
probaron en experimentos animales. Los experimentos mostraron que
sólo la primera mitad de la proteína Spy0416 (Tabla 4; Spy0416A)
proporcionó protección en el modelo animal, mientras que la segunda
mitad de la proteína (Spy0416B) no tuvo ningún efecto protector,
definiendo claramente una región más pequeña dentro de la proteína
como el candidato para vacuna. Para el antígeno Spy1972 sólo la
primera mitad de la proteína de longitud total se produjo como
proteína recombinante y se probó en el modelo animal.
\vskip1.000000\baselineskip
El análisis de PCR de las cepas de S.
pyogenes está descrito en el Ejemplo 5. La secuenciación de los
fragmentos de PCR proporcionaron una estimación de la variabilidad
del gen y el resumen de los resultados se presenta en la Tabla 3.
La disponibilidad de las secuencias genómicas de cinco cepas de
Streptococcus pyogenes (SF370: M1; MGAS8232: M18;
SSI-1: M3; MGAS315: M3; Manfredo: M5) permitió una
mejor evaluación de la variabilidad de los antígenos. Todas las
secuencias se alinearon con la secuencia del antígeno respectivo de
S. pyogenes SF370 y los residuos de aminoácidos identificados
que difieren de aquellos en la proteína antigénica de S.
pyogenes SF370. Se detectaron las secuencias insertadas o
delecionadas en algunas de las proteínas antigénicas, pero no se
incluyen en este análisis.
La Tabla 5 muestra todas las posiciones que se
identificaron como variables en los antígenos indicados en una de
las cuatro cepas de S. pyogenes (MGAS8232: M18;
SSI-1: M3; MGAS315: M3; Manfredo: M5) o la cepa
usada para secuenciar el fragmento amplificado por PCR (véase Tabla
3). El análisis bioinformático muestra que algunas de las proteínas
antigénicas están muy bien conservadas sin intercambio de ninguna de
las seis cepas de los serotipos M1, M3, M5 y M18. Las proteínas
pertenecientes a este grupo incluyen Spy0103 y Spy1536, mientras
que los intercambios en la otra proteína antigénica son más
numerosos en las proteínas más grandes que en las más pequeñas,
como se espera a partir de la diferencia en tamaño por sí misma.
Aunque se analizó una diversidad de cepas, prácticamente nunca se
observó que hubiera cambiado un único residuo por más de un
aminoácido diferente en las otras cepas. Otro análisis de las
secuencias de los genes respectivos en una gran cantidad de cepas
de serotipos, indicación clínica o localización geográfica variables
identificará con certeza posibles cambios en los residuos de
aminoácidos presentados o en otros residuos.
Sólo una de las proteínas antigénicas analizadas
por alineación de las seis secuencias de genes mostró un grado
considerable de variación en el tamaño (Spy1357: SF370 - 217
aminoácidos; MGAS8232 - 245 aa; SSI-1 - 329 aa;
MGAS315 - 329 aa; Manfredo - 279 aa). Por consiguiente, es evidente
que la mayoría de los antígenos evaluados están muy bien
conservados en secuencia así como en tamaño y proporcionan
candidatos prometedores para el desarrollo de vacunas.
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264
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CRF0122
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265
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CRF0406
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Sec. ID
266
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CRF0416
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267
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CRF0507
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Sec. ID
268
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CRF0549
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Sec. ID
269
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CRF0569
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Sec. ID
270
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CRF0628
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Sec. ID
271
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CRF0727
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Sec. ID
272
\hskip0.3cm
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CRF0742
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Sec. ID
273
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CRF0784
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Sec. ID
274
\hskip0.3cm
\newpage
CRF0854
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Sec. ID
275
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF0875
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
276
\hskip0.3cm
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF0907
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
277
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF0979
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
278
\hskip0.3cm
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF1068
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
279
\hskip0.3cm
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF1152
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
280
\hskip0.3cm
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF1203
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
281
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
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CRF1225
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
282
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
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\vskip1.000000\baselineskip
CRF1236
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
283
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF1362
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
284
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF1524
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
285
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF1525
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
286
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF1527
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
287
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF1588
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
288
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF1649
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
289
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF1749
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
290
\hskip0.3cm
\newpage
CRF1903
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
291
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF1964
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
292
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF2055
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
293
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF2091
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
294
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF2096
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
295
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF2104
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
296
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF2116
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
297
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
CRF2153
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
298
\hskip0.3cm
\newpage
NRF0001
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
299
\hskip0.3cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
NRF0003
\vskip1.000000\baselineskip
Sec. ID
300
\hskip0.3cm
Claims (12)
1. Una vacuna que comprende un fragmento
antigénico del antígeno reactivo en suero hiperinmune de Sec. ID Nº
215, seleccionado del grupo constituido por péptidos que comprenden
las secuencias de aminoácidos 31-345 ó
247-260 de Sec. ID Nº 215 ó derivados que comprenden
la secuencia de aminoácidos 37-345 de Sec. ID Nº 215
con 1 a 10 sustituciones, deleciones o adiciones de aminoácidos, en
cualquier combinación.
2. La vacuna según la reivindicación 1,
caracterizada porque los péptidos comprenden los aminoácidos
31-345 ó 247-260 de Sec. ID Nº
215.
3. La vacuna según la reivindicación 1,
caracterizada porque los péptidos están constituidos por una
secuencia de aminoácidos 31-345 ó
247-260 de Sec. ID Nº 215.
4. La vacuna según la reivindicación 2,
caracterizada porque los fragmentos están constituidos por
los aminoácidos 31-345 ó 247-260 de
Sec. ID Nº 215 y una secuencia líder o secretora, una secuencia
utilizada para la purificación o una secuencia de proproteína.
5. La vacuna según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque comprende además
una sustancia inmunoestimuladora, de preferencia seleccionada del
grupo que comprende polímeros policatiónicos, en especial péptidos
policatiónicos, desoxinucleótidos (ODN) inmunoestimuladores,
péptidos que contienen al menos dos motivos LysLeuLys, compuestos
neuroactivos, en especial la hormona del crecimiento humana,
alumbre, adyuvante completo o incompleto de Freund o sus
combinaciones.
6. Uso de una molécula de ácido nucleico que
codifica un fragmento antigénico según se define en una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 4 o un fragmento antigénico según se
define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para la
fabricación de una preparación farmacéutica, en especial para la
fabricación de una vacuna, contra la infección por S.
pyogenes.
7. Una vacuna que comprende un anticuerpo, o al
menos una parte eficaz del mismo, que se une al fragmento
antigénico según se define en una cualquiera de las reivindicaciones
3 ó 4.
8. Una vacuna según la reivindicación 7, en la
que el anticuerpo es un anticuerpo monoclonal.
9. Una vacuna según la reivindicación 7 u 8, en
la que dicha parte eficaz comprende los fragmentos Fab.
10. Una vacuna según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 9, en la que el anticuerpo es un anticuerpo
quimérico.
11. Una vacuna según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 10, en la que el anticuerpo es un anticuerpo
humanizado.
12. Uso de los anticuerpos según se definen en
una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11 para la preparación
de un medicamento para tratar o prevenir las infecciones por S.
pyogenes.
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