ES2334071T3 - Ensayo de infectividad. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para infectar una línea celular diana con un agente EET, que comprende: i) formar una preparación de membrana que contiene un agente EET de un primer tipo de célula animal en una primera membrana; y mezclar dicha preparación de membrana con una segunda membrana de un segundo tipo de célula animal; en el que el primer y segundo tipos de células animales son diferentes; ii) formar una membrana contigua que comprende dicho agente EET y dicha segunda membrana; iii) poner en contacto dicha línea celular diana con dicha membrana contigua; y así infectar dicha línea celular diana con dicho agente EET; en el que la segunda membrana es del mismo tipo de células animal que la de la línea celular diana.
Description
Ensayo de infectividad.
La presente invención se refiere a
procedimientos para la promoción de la infección de una línea de
cultivo celular con un agente EET para generar una línea celular
infectadas, preferentemente una línea celular transfectadas de
manera estable. La presente invención también se refiere a las
utilizaciones de la línea celular infectada para la detección de un
agente EET y para el diagnóstico de enfermedades EET, y para la
identificación de agentes terapéuticos adecuados para tratar
enfermedades EET.
Las encefalopatías espongiformes transmisibles
(EET) son una familia de trastornos neurodegenerativos que incluye
la enfermedad de Creutzfeldt-Jacob (ECJ) y Kuru en
humanos, la encefalopatía espongiforme bovina (EEB) en bovinos y
tembladera en ovejas. Las EET presentan, como una enfermedad
familiar, esporádica o iatrogénica, una frecuencia de
aproximadamente 1 caso por millón de población (Will, 1993). Sin
embargo, la aparición de una variante de la enfermedad de
Creutzfeldt-Jacob (vECJ) en el Reino Unido en la
década de 1990 - posiblemente debido al consumo de productos
cárnicos infectados con EEB (Bruce, et al, 1997; Hill et
al, 1997) - ha planteado la posibilidad de niveles mucho más
altos de incidencia de la ECJ.
La naturaleza de las enfermedades transmisibles
EET se debe a una única entidad infecciosa, llamada prión, que se
propone que no tiene componentes de ácidos nucleicos (Prusiner
1982). Las enfermedades EET se caracterizan por la formación de
formas mutantes (PrP^{Sc}) de la proteína priónica celular normal
(PrP^{c}). El prión mutante, PrP^{Sc}, es muy resistente a la
degradación física y química. En particular, el PrP^{Sc} es muy
resistente a la proteasa, en comparación con el prión normal, el
PrP^{c}.
Los priones resistentes a la proteasa pueden
producirse de manera hereditaria como resultado de mutaciones (es
decir, enfermedad EET familiar), o de forma esporádica mediante un
mecanismo aún no definido (es decir, enfermedad EET esporádica).
Además, los priones resistentes a la proteasa pueden producirse por
"infección" después de la exposición del prión normal del al
prión exógenos resistente - por ejemplo, mediante transfusión de
sangre infectada, mediante la implantación de tejido o trasplante, o
mediante la exposición a la contaminación de productos médicos e
instrumentos quirúrgicos (es decir, enfermedad EET iatrogénica).
Se han adoptado prácticas rigurosas en las
industrias agrícolas y las que transforman carne para reducir el
riesgo de contaminación cruzada entre animales infectados con EEB y
de la carne que se destina al consumo humano. Sin embargo, los
animales infectados con EEB todavía pueden ser procesados de manera
no intencionada en mataderos, sobre todo si el animal está en las
etapas tempranas de la enfermedad y, por lo tanto, sin ser
detectado como un huésped infectados con EET. También hay un riesgo
considerable en la eliminación de material infectado con EEB
conocido, especialmente si el equipo utilizado en la operación de
eliminación se vuelve a utilizar posteriormente en las prácticas de
la manipulación normal sin una esterilización adecuada.
La naturaleza resistente proteolítica del prión
PrP^{SC} significa que no se ve afectada gran parte por los
procedimientos estándar de esterilización. Así, la combinación de
estabilidad excepcional, diversas vías de transmisión y problemas
con el diagnóstico y la detección tiene importantes consecuencias
para la salud pública.
En particular, ha resultado difícil definir el
nivel de riesgo de transmisión de enfermedades priónicas humanas a
través de la cirugía, trasplante o transfusión. Hay casos bien
documentados de transmisión a través de neurocirugía (Bernoulli
et al 1977; Brown et al, 2000), trasplante de
duramadre (Anon, 1987; Brooke et al, 2004), y utilización de
hormona de crecimiento humano (Brown, et al, 2000; Swerdlow
et al, 2003), todos relativos a formas esporádicas de la
enfermedad. La posibilidad de transmisión a través de cirugía de
rutina también existe, y algunos estudios han sugerido que una
mayor tasa de ECJ esporádica se incrementa con el número de actos
quirúrgicos que una persona pueda haber sufrido (Collins et
al, 1999, Ward et al, 2002).
El largo período de incubación de la enfermedad,
ya sea a nivel pre-clínico o
sub-clínico (revisado por Hill y Collinge, 2003)
significa que actualmente no es posible estimar el número de
personas portadoras de la enfermedad. Todos estos portadores,
independientemente de si se van a desarrollar los síntomas, puede
ser capaces de transmitir la enfermedad a otras personas,
especialmente las personas de un determinado genotipo más
susceptibles, a través de cualquiera de las rutas descritas
anteriormente.
La aparición de la vECJ ha hecho la estimación
de los niveles de riesgo mucho más difícil, ya que determinados
aspectos de su presentación difieren sensiblemente del de las formas
más tradicionales. A modo de ejemplo, el agente de la vCJD se
encuentra en niveles mucho más altos en tejido linfoide como las
amígdalas y el apéndice (Hilton et al, 2002; Joiner et
al, 2002) y el sistema nervioso periférico (Herzog et
al). Ambas características sugieren que la transmisión
iatrogénica de la vECJ es más probable que en las formas
tradicionales de ECJ, debido al número mucho mayor de prácticas
quirúrgicas relacionadas con estos tejidos, en comparación con la
cirugía del sistema nervioso central (aunque el material de prión se
ha encontrado en el músculo esquelético de pacientes con ECJ
esporádica - Glatzel et al, 2003). En la actualidad existen
buenas evidencias de que la vECJ, al menos, puede transmitirse
mediante transfusión sanguínea (Llewelyn et al, 2004; Peden
et al, 2004), lo que aumenta aún más el riesgo asociado con
la cirugía de rutina y el manejo de instrumentos quirúrgicos
contaminados.
Las áreas clave de incertidumbre, en parte,
resultan de la falta de una detección adecuada y/o herramientas de
diagnóstico para la investigación de las EET, dando lugar a
problemas importantes para la gestión, tanto de las EET humanas
como las animales.
Se han desarrollado varios procedimientos para
el análisis post-mortem de material cerebral
de bovinos sospechosos de estar infectados con la EEB, y éstas han
sido adaptadas para el diagnóstico de la caquexia crónica en los
ciervos. Sin embargo, actualmente no hay procedimientos para pruebas
ante-mortem en animales.
La detección y el diagnóstico de todas las
formas de la enfermedad EET humana son muy difíciles, porque no hay
ningún procedimiento de detección validado actualmente disponible.
El diagnóstico de personas sospechosas de estar infectadas con una
enfermedad EET, por lo tanto, es muy difícil, con las mediciones
neurofisiológicas y los resultados de comportamiento como principal
criterio de diagnóstico, con el apoyo de biopsia de las amígdalas,
y confirmación solamente post mortem. En este sentido, la
biopsia de las amígdalas - aunque proporciona datos útiles de
soporte para el diagnóstico - actualmente no es definitiva y no es
propicia para su uso diagnóstico con fines de detección. En
particular, la utilidad de la biopsia de la amígdala se limita a la
detección de la vECJ (ya que el agente de priones vCJD no se
encuentra en niveles significativos en el tejido de las amígdalas
en la forma familiar, esporádica o iatrogénica de la ECJ).
La identificación del tipo de cepas EET sigue
siendo un área importante de investigación, ya que la
identificación de los orígenes de una de cepas EET puede ayudar a
identificar el origen del agente, y puede aportar pruebas valiosas
respecto a la ruta de la infección. Los procedimientos conocidos
para identificar los orígenes de las cepas de EET incluyen
diferentes procedimientos bioquímicos (que todavía no están
totalmente demostrados) y bioensayos con cepas de origen animal
múltiples para definir la relación de infectividad de la cepa
aislada. Estos estudios consumen mucho tiempo, son costosos, y el
trabajo con números de animales potencialmente grandes tiene
implicaciones éticas.
Así, la disponibilidad de un procedimiento
adecuado para la detección y el cultivo de las cepas de EET sería
sumamente valioso, tanto en términos de ser capaz de reducir la
dependencia de los ensayos con animales, sino también en términos
de reducir el coste y el tiempo necesarios para el diagnóstico.
Aparte de su potencial de diagnóstico, las
líneas celulares infectadas de forma transitoria o estable con el
agente de EET, serían muy útiles para la detección de fármacos que
sean capaces de interferir en la patogenia de la infección y para
investigar los procesos que subyacen a la invasión celular y la
muerte.
Así, el desarrollo de una línea celular EET
infectable sería particularmente útil para desarrollar terapias
para las enfermedades EET. Aunque se han sugerido una serie de
modelos celulares, sólo un número muy limitado de estos modelos han
demostrado que son capaces de propagar de manera estable las cepas
de EET. Las líneas celulares descritas en la literatura se ven muy
limitadas por la gama de agentes infecciosos que pueden ser
utilizados. En más detalle, sólo un número limitado de líneas
celulares pueden ser infectadas por una gama muy limitada de
agentes EET.
Las únicas combinaciones publicadas son las
líneas celulares N2a, SMB o GT7 infectadas con tembladera RML
(véase, por ejemplo, WO 02/059615 y WO 03/081249, que describen
N2a/RML sistemas infecciosos).
Una única publicación (Arjona et al,
2004) cita la infección de líneas celulares GT1 y N2a con los
agentes de priones en humanos (ECJ esporádica). Aunque estos
resultados aún no se han justificado, este documento describe la
infección con cepas ECJ muy definidas y no aborda la cuestión más
amplia de por qué ciertos tipos de células sólo pueden ser
infectados por ciertos agentes.
Una serie de otros grupos han tratado de
infectar líneas celulares con EEB, ECJ, otras cepas de tembladera y
otros agentes EET, pero han sido infructuosos. Las razones para no
ser capaz de generar modelos de infección celular para otras cepas
EET (tales como EEB y vECJ) no están claras, pero pueden referirse a
la necesidad de mantener un delicado equilibrio entre la
propagación estable del agente infeccioso y la muerte celular, tal
como se observa durante la infección por EET.
El documento WO 02/24871 describe un
procedimiento para propagación in vitro del agente
responsable de EET.
Fevrier B. et al., PNAS vol. 101 (26), 29
de junio de 2004, páginas 9683-9688 indica que las
células liberan priones en asociación con exosomas.
Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica
de un modelo de infección de la célula que sea capaz de soportar la
infección y/o la propagación de una serie de agentes/cepas EET, y
por lo tanto ser útil para el diagnóstico de las EET y/o para la
detección de la terapia potencial.
La presente invención responde a esta necesidad
en la técnica, proporcionando un procedimiento para infectar una
célula diana con un agente EET, tal como se define en las
reivindicaciones.
El agente EET es preferentemente uno
seleccionado entre el grupo que consiste en ECJ, vECJ, ECJ
esporádica, ECJ familiar, ECJ iatrogénica, EEB, EEB ovina, y CWD.
En otra realización, el agente EET puede ser tembladera.
En una realización preferida, la fuente del
agente EET se selecciona entre el grupo que consiste en tejidos
linfáticos (por ejemplo, amígdalas, apéndice, amígdalas rectales),
tejidos neuronales (por ejemplo, cerebro, sistema nervioso
central), y sangre (por ejemplo, linfocitos). En una realización,
dichos tejidos o dicha sangre pueden ser de origen humano. En otra
realización, dichos tejidos o dicha sangre pueden ser de origen
bovino. En otras realizaciones, dichos tejidos o dicha sangre pueden
ser de origen ovino/ciervos.
El procedimiento de la presente invención
permite que las células resistan la muerte celular durante las
primeras etapas de la exposición al agente infeccioso EET, lo que
permite que las células propaguen el agente de forma estable
durante el posterior crecimiento y división celular. En una
realización, las líneas celulares infectadas de la presente
invención demuestran estabilidad durante al menos 2 semanas,
típicamente por lo menos 4 semanas. En una realización preferida,
las líneas celulares infectadas demuestran estabilidad durante al
menos 2 meses, preferentemente durante al menos 3 meses, y más
preferentemente durante al menos 4 meses.
El procedimiento de la presente invención
proporciona medios para permitir la infección de nuevas
combinaciones de líneas celulares y agentes EET, superando así la
"barrera de especies". En particular, el procedimiento es
adecuado para el establecimiento de modelos para el diagnóstico de
ECJ.
El procedimiento de la presente invención tiene
una serie de aplicaciones útiles para el diagnóstico de las
enfermedades EET y para el cribado de candidatos potenciales del
fármaco, tal como se describe en detalle más adelante.
En una realización de la presente invención, la
fuente de material infeccioso - por ejemplo, el cerebro los tejidos
o la sangre de animales infectados (por ejemplo, cerebro de ratón VM
infeccioso EEB-301V) - se mezcla con un
intermediario (es decir, donantes) antes de la preparación de la
membrana para la infección final de una célula diana. Esta mezcla
se realiza en una etapa de mezcla específica, y preferentemente en
ausencia sustancial de células enteras, antes de la posterior
infección de la célula diana. Esta etapa de mezcla ayuda a mejorar
la compatibilidad entre el tipo de EET y la célula objetivo
final.
En una realización, el agente infeccioso no se
purifica antes de mezclarse con la preparación de membrana del
donante. En este sentido, es preferible que el agente infeccioso
esté presente como parte de una preparación de la membrana (es
decir, el agente infeccioso preferentemente se purifica para
eliminar las células en conjunto, pero los componentes de la
membrana se retienen).
Con la introducción del agente infeccioso en un
intermediario (es decir, la membrana de un donante), el agente se
integra en una membrana contigua en la que se presenta favorable
para que se produzca la infección de células posteriormente. En
este sentido, se ha postulado que un mecanismo para la conversión de
células mediadas de PrP^{c} mediante PrP^{sc} implica el salto
de PrP^{sc} intacta a la célula objetivo, incluyendo su anclaje
GPI, y luego actuar en cis sobre otras moléculas PrP^{c} (Hooper,
2002). Mediante la inserción previa de la PrP^{sc} en una
membrana intermediaria (es decir, donante), el procedimiento de la
presente invención niega el requisito aparente de contacto celular
directo entre el agente infeccioso y la célula diana, y aumenta la
eficiencia global del proceso.
En una realización, los cofactores de células
específicas, tales como dominios similares a cavéolas, están
presentes en las preparaciones de membrana intermedias (es decir,
donantes). Cuando están presentes, estos cofactores pueden ayudar a
las etapas iniciales de la infección, y por separado, pueden actuar
como acompañantes para facilitar la endocitosis y el tráfico en
varios compartimentos intracelulares, y afectan a los diferentes
procesos celulares. Por ejemplo, el transporte de agentes
infecciosos en los lisosomas podría dar lugar a la inhibición o la
sobrecarga de los organelos, que a su vez evita la capacidad de la
célula de, a continuación, quitar/degradar las moléculas más
infecciosas. El transporte de los agentes infecciosos en estos
compartimentos, por lo tanto, puede ayudar a garantizar que la
célula infectada sea estable y que las generaciones posteriores
también permanezcan infectadas.
En una realización, las membranas intermedias
(es decir, los donantes) de la presente invención (incluyendo el
agente infeccioso integrado) ejercen un efecto directo en la célula
diana. En este sentido, en el uso de la presente invención, dichas
membranas (por ejemplo, en forma de microsomas o exosomas) son
transportadas hacia las células objetivo utilizando las vías de
endocitosis. Estas vías pueden conducir a rutas de degradación de
la célula diana (por ejemplo, lisosomas), que se sobrecarga, lo que
permite que el agente infeccioso se establezca en la célula
diana.
Las células están normalmente expuestas al
agente infeccioso durante 24-96 horas. El tiempo
exacto depende de la concentración de inóculo, que puede requerir
incubaciones más largas para preparaciones "más débiles", o
por el contrario un periodo de tiempo donde haya una considerable
muerte celular bajo exposición. El inóculo se elimina mediante
cambios del medio y la extensión de la infección se monitoriza
mediante procedimientos inmunológicos para la detección de
PrP^{sc}, tal como se describe en los siguientes ejemplos. Después
de aproximadamente 1-2 semanas posteriores a la
exposición, las poblaciones de células infectadas de forma
transitoria mueren o se infectan de manera estable. Estas líneas
celulares tienen una vida útil de entre 3 a 4 meses y son capaces
de dividirse cuando sea necesario, sin pérdida de PrP^{sc} o su
morfología distintiva.
Una amplia gama de diferentes tipos de
preparaciones de membrana puede ser utilizadas como el
"donante" en la presente invención. Preferiblemente, la
membrana donante está presente en forma de una preparación
sustancialmente libre de células (es decir, que no incluye las
células enteras que contienen los núcleos intactos).
Preferiblemente, la membrana de los donantes está sustancialmente
libre de priones (especialmente libre de PrP^{sc}).
Preferiblemente, la membrana donante es un tipo que es diferente
del material de la fuente de tipo celular del agente infeccioso (es
decir, TSE).
La centrifugación forma la base de la mayoría de
los procedimientos para el enriquecimiento de las fracciones de
membrana - por ejemplo, membranas microsomales o exosomales. A modo
de ejemplo, una fracción microsomal total de crudo se puede
preparar usando la aproximación basada diferencial relativamente
simple, que permite el aislamiento de las membranas que comprenden
vesículas derivadas de todos los tipos de membranas celulares -
incluyendo la membrana plasmática, la retícula endoplasmática y
Golgi, por ejemplo. Muchos de los cuerpos intracelulares a partir
de los cuales se derivan las membranas han sido asociados con
PrP^{sc}, el agente infeccioso putativo. Este tipo de
preparación, por lo tanto, constituye una fuente de membranas que
se asocian con las formas extracelulares e intracelulares del agente
del prión en varias etapas de procesamiento, junto con cualquier
cofactor requerido para la infectividad.
Alternativamente, se pueden utilizar fracciones
de enriquecimiento, tales como preparaciones de membrana de plasma
enriquecido o de membrana endosómica. En este sentido, la membrana
plasmática y las membranas endosómica se cree que son uno de los
sitios principales para la propagación del prión.
Una gama de técnicas de enriquecimiento
convencionales se pueden utilizar para el refinamiento de la
fracción microsomal - por ejemplo, centrifugación de gradiente de
densidad y/o separación de fase dependiente de la temperatura,
utilizando Triton X-114 (C Bordier, 1981).
Por ejemplo, la separación de fase dependiente
de la temperatura utilizando Triton X-114 facilita
el aislamiento de "dominios de balsa" de lípidos resistentes
al detergente, o dominios similares a cavéolas, que se ha
demostrado que contienen un alto nivel de infecciosidad (Safar et
al. 1990). Estos dominios también han demostrado ser
importantes en la conversión de PrP^{c} a PrP^{sc} (Taraboulos,
1995).
La mezcla de material infeccioso y las
preparaciones de membrana celular intermedias (es decir, donantes)
se puede realizar mediante cualquier procedimiento convencional -
por ejemplo, procedimientos que implican la simple mezcla, corte
del material infeccioso en la preparación de la membrana, y la
generación de preparaciones de membrana fundida después de la
interrupción de la célula limitada y la fusión posterior.
Diferentes metodologías pueden utilizarse para
promover la interacción entre el agente infeccioso y las
preparaciones de membrana donantes, y/o entre la preparación de la
membrana fundida resultante y las células diana. Por ejemplo, es
conocido el uso de polietileno glicol (PEG) para crear una línea
celular productora de anticuerpo inmortal mediante la fusión de
células B que producen anticuerpos intactos con un tipo de células
del melanoma. El PEG también puede ser utilizado para fusionar
preparaciones de lisatos celulares/de membrana enriquecidas con
materiales similares desde la fuente de infección. Lo mismo se
aplica a la fusión final de la preparación de las preparaciones de
membrana fundida resultantes y las células diana. Otros polímeros
que compiten por el agua, tales como dextranos y
poli(vinilpirrolidona) (PVP), también aumentan las
interacciones intermoleculares entre las especies diferentes de la
membrana. Otros lípidos, tales como agentes de transfección de ADN,
O-alquilfosfatidilcolinas, también pueden utilizarse
para promover la fusión de las membranas.
Otros medios para promover la interacción entre
el agente infeccioso y de las membranas donantes (también entre las
membranas fusionadas resultantes y las células diana) es alterando
el contenido de lípidos presentes en la bicapa lipídica por sí
mismas antes de la lisis celular y la purificación mediante la
adición de productos químicos al medio celular. Así, en una
realización, un agente infeccioso, las membranas donantes y/o las
células diana son tratadas para eliminar los componentes de la
superficie celular que podrían interferir con el proceso de
infección, o en el caso de los agentes infecciosos y las membranas
donantes, para enriquecer las fracciones como las subfracciones de
la membrana celular, las balsas de lípidos o las membranas
endosómicas que potencialmente mejoran el proceso de infección. A
modo de ejemplo, se sabe que el monooleato de glicerol, el ácido
oleico y el ácido araquidónico, son todos capaces de desestabilizar
la bicapa y promover así la fusión de la membrana (McIntosh, 1999).
Además, la adición de un inhibidor de la sintetasa de ceramida, tal
como fumonisina B1, reduce la cantidad de esfingolípidos presentes
en las balsas de lípidos. Esto se ha demostrado que conduce a
mayores niveles de PrP^{sc} en una célula infectada (Naslavsky,
1999).
En una realización, se pueden utilizar la
sonicación para desestabilizar las membranas, contribuyendo así a
la interacción entre los agentes infecciosos y las membranas
donantes, y/o la fusión entre las membranas (es decir, las
membranas donantes con el agente infeccioso integrado) y las células
diana.
Así, la extensión de la fusión de la membrana
puede controlarse mediante una combinación de medios físicos y
químicos.
En una realización, la línea celular objetivo
utilizada para las infecciones puede coincidir con las especies
animales y/o el tipo de célula en el que el agente infeccioso (es
decir, el agente EET) ha sido detectado. A modo de ejemplo, la
línea celular de neuroblastoma N2a de ratón puede estar infectada
con EEB-301V o vECJ pasada de ratón. También a modo
de ejemplo, las líneas celulares de neuroblastoma humano tal como
Kelly, NB69 y SK-N-SH pueden estar
infectadas con material humano vCJD de células neuronales primarias
o inmortalizadas, de origen bovino o de ratón, derivadas de los
ganglios de la raíz dorsal puede ser utilizadas como destino de la
infección con EEB o el material EEB de ratón pasado,
respectivamente. Además, las células no neuronales humanas, tal
como la línea celular Caco-2 derivada del intestino,
pueden utilizarse como destino de la infección con material de
vECJ.
En una realización preferida, la línea celular
objetivo y la línea celular en la que el agente infeccioso se ha
detectado son ambas bovinas. En una realización más preferida, la
línea celular objetivo y la línea celular en el que el agente
infeccioso se ha detectado son ambas humanas.
En una realización alternativa, la línea celular
objetivo utilizada para las infecciones no es necesario que
coincida con la especie animal/tipo de células en las que el agente
EET se ha detectado, dando lugar a una infección de especies
mixtas. A modo de ejemplo, las líneas celulares objetivo N2a de
ratón se pueden infectar con el material vCJD o ECJ no variante
humano, tal como las formas familiar o esporádica de la enfermedad.
La línea celular PC12 de rata de fenotipo neuronal se puede infectar
con vCJD o ECJ no variante humano, o material EEB. La línea celular
de no neuroblastoma humano, Caco-2, pueden
infectarse con el material no humano, tal como EEB o tembladera
pasada en ratón.
Así, en una realización, una línea celular de
ratón puede infectarse con agente infeccioso de cobaya, tal como
tembladera de cobaya.
Podrán aplicarse criterios de selección
correspondientes en la elección de la membrana intermedia (es
decir, donante) empleada. Esta selección se puede basar en una
coincidencia con la membrana donante y/o con las especies
animales/tipo celular en el que el agente infeccioso se ha
detectado, por ejemplo, tal como se describió anteriormente. En una
realización preferida, la selección se basa en una coincidencia
entre la membrana donante y la célula diana. A modo de ejemplo, las
membranas N2a donantes de ratón pueden combinarse con EEB pasado de
ratón para infectar una línea celular murina, tal como N2a. Las
membranas donantes humanas derivadas de células Kelly pueden
combinarse con material vCJD o ECJ no variante para infectar una
línea celular humana. La coincidencia se realiza preferiblemente a
nivel de especies, aunque también puede (o por separado) realizarse
en el nivel de tipo de células.
En una realización alternativa, sin embargo, no
será necesario aplicar los criterios de coincidencia entre la
membrana donante y/o las especies animales/tipo celular en el que el
agente infeccioso se ha detectado. A modo de ejemplo, las membranas
donantes murinas de células N2a pueden combinarse con material
humano, tal como material vECJ o no vECJ para infectar las líneas
celulares derivadas. Por el contrario, las membranas de células
NB69 humanas pueden mezclarse con material EEB pasado de ratón para
infectar las células derivadas murinas.
En una realización preferida, se emplea una
especie animal coincidente y una combinación de tipo de células.
Por ejemplo, material infeccioso de caquexia crónica (CWD) se
combina con membranas donantes derivadas de una línea celular de
neuroblastoma humano o de ratón. Esta fusión se utiliza para
inocular el mismo tipo de célula que proporcionan las membranas
donantes, creando así un ratón infectado con CWD crónica o una línea
celular humana.
Para aumentar la variedad de especies/material
mixto que puede generarse, el tipo de célula diana a infectar puede
modificarse para coincidir más con las especies y/o el tipo de
células a partir de las que el material infeccioso se ha derivado.
Por ejemplo, usando un tipo de célula objetivo N2a (es decir, ratón)
a infectarse con material infeccioso vCJD como ejemplo, la línea
celular objetivo se puede modificar primero utilizando la
interferencia de ARN (RNAi) para "knock-out" la
expresión del PrP^{c} murino endógeno. Usando la tecnología
convencional de expresión recombinante, esta línea celular
"knock-out" se modifica para expresar el gen
PrP^{c} humano (es decir, una célula N2a^{hPrPc}). Las membranas
intermedias (es decir, donantes) se purifican a partir de este
nuevo tipo de células, se mezclan con un agente infeccioso vECJ, y a
continuación se utilizan para infectar la línea celular objetivo el
N2a^{hPrPc} original. Un enfoque similar puede utilizarse con las
formas familiares o esporádicas de la enfermedad.
Las membranas donantes "transgénicas"
descritas anteriormente también pueden utilizarse para facilitar la
infección de las líneas celulares objetivo de tipo salvaje.
Utilizando el ejemplo N2a, las membranas se purifican a partir de
tipo de células N2a^{hPrPc}, mezcladas con vCJD y a continuación
se utilizan para infectar un tipo de células de neuroblastoma
murino sin modificar, tal como la cepa GT1.
Otras combinaciones incluyen la modificación de
líneas celulares de neuroblastoma murino o humano para expresar un
PrP^{c} cérvido para crear un ensayo in vitro de CWD.
Se pueden utilizar membranas donantes
"transgénicas" más complejas mediante fusión de las membranas
de la célula diana con membranas derivadas de una línea celular no
infectada de la misma especie que el agente infeccioso. Una vez
más, usando el ejemplo N2a, las membranas N2a purificadas se
fusionan con las membranas purificadas derivadas de una línea
celular de neuroblastoma humano, tal como las de Kelly, para crear
una preparación de membrana "transgénica" compleja. Esta se
funde en una segunda etapa con agente vECJ y se utiliza para
infectar la línea celular N2a. Del mismo modo, un proceso similar
puede usarse para infectar una línea celular de neuroblastoma
humano, tal como NB69, con EEB o CWD pasado de ratón.
Según un segundo aspecto de la presente
invención, se proporciona un procedimiento para detectar la
presencia de un agente EET en una muestra de células, que
comprende:
- iii)
- poner en contacto dicha célula diana con una preparación de membrana, en el que la preparación de la membrana comprende el agente EET y una membrana donante;
- iv)
- infectar la célula diana con el agente EET, y
- v)
- detectar de la presencia del agente EET en la célula diana.
Todas las realizaciones descritas anteriormente
para el primer aspecto de la presente invención se aplican
igualmente al segundo aspecto de la presente invención.
Mediante el uso de este aspecto de la invención,
un agente EET (presente en una muestra infectada) puede pasarse
fácilmente, proporcionando así un medio sencillo y rápido para la
propagación, proporcionando dicho agente EET una cantidad adecuada
para su detección y, opcionalmente, el tipo de cepa (por ejemplo,
mediante detección de anticuerpos o secuenciación del ADN).
Un área de aplicación de las líneas celulares
producidas mediante el procedimiento de la presente invención
reside en la capacidad para comprobar las muestras potencialmente
infectadas, tal como sangre de donantes (por ejemplo, leucocitos),
para la presencia de agentes de prión infeccioso. En este sentido,
los agentes del prión infeccioso identificados en la sangre están
asociados con distintas fracciones, siendo alrededor del 50% de la
infección extracelular y estando el 50% asociado con los leucocitos.
Los leucocitos son rutinariamente eliminados de la sangre donada en
muchos países, incluido el Reino Unido, para reducir la posibilidad
de transmisión de enfermedades, y este material es ideal para
probarse a través de un modelo de infección celular de la presente
invención.
Sin embargo, mientras que en la vCJD y la
tembladera parece que hay una cantidad relativamente grande de
infecciosidad en sangre, este no es el caso de las formas más
esporádicas y familiares de ECJ. La detección de estos agentes
infecciosos depende de la identificación de las muestras y/o el
tejido que muestra la infectividad y que son razonablemente
accesibles para el muestreo (por ejemplo, una serie de tejidos
periféricos o líquido cefalorraquídeo). La razón para la detección
de agentes de priones en muestras de tejido es similar a la descrita
en la sangre (Head, 2004).
Otro riesgo potencial de infección cruzada viene
de la utilización de productos de origen animal para la producción
de fármacos biológicos derivados de cultivo celular. En este
sentido, una línea celular podría estar contaminada con agente de
EET endógena, y/o la infección puede ser introducida desde
materiales de origen animal (por ejemplo, suero bovino fetal)
utilizados en el crecimiento o el cultivo de la línea celular. El
procedimiento de la presente invención es particularmente útil para
la detección de agentes EET en estas situaciones, donde la cantidad
de material infeccioso está probablemente muy por debajo del nivel
de sensibilidad que ofrecen las pruebas in vitro, tales como
Western blot.
Según un tercer aspecto de la presente
invención, se proporciona un procedimiento para detectar la
presencia de un tipo de cepa de agente EET en una muestra de
células, que comprende:
- i)
- poner en contacto el agente EET de prueba, en los ensayos por separado, con una pluralidad de preparaciones de membrana donantes, en el que cada preparación de membrana donante comprende una membrana de una especie animal diferente;
- ii)
- en cada ensayo, mezclar el agente EET y la membrana donante respectiva para proporcionar una pluralidad de mezclas de membrana donante EET;
- iii)
- poner en contacto una pluralidad de dichas mezclas de membranas EET donantes, en ensayos por separado, con una célula diana; y
- iv)
- detectar de la presencia del agente EET en las células diana;
donde las especies animales de los componentes
de la membrana donante de la célula diana(s) en la(s)
que se detecta el agente EET es indicativa del tipo de cepa del
agente EET en la muestra.
Una variación de la misma realización, que
comprende:
- i)
- poner en contacto el agente EET de prueba, en ensayos por separado, con una pluralidad de preparados de membrana donante;
- ii)
- en cada ensayo, mezclar el agente EET y la membrana donante respectiva para proporcionar una pluralidad de mezclas de membrana donante EET;
- iii)
- poner en contacto una pluralidad de dichas mezclas de membrana donante EET, en ensayos por separado, con una pluralidad de células diana, en donde cada célula diana es de una especie animal diferente;
- iv)
- detectar de la presencia del agente EET en las células diana;
en donde la especie animal de la
célula(s) diana en las que se detecta el agente EET es
indicativa del tipo de cepa del agente EET en la muestra.
Todas las formas de realización descritas en
relación con el primer aspecto de la presente invención se aplican
igualmente al tercer aspecto de la presente invención.
Teniendo en cuenta su velocidad y sensibilidad,
en una realización, el procedimiento de la presente invención
también es útil para la caracterización de cepas. La diferenciación
entre las cepas EET se logra mediante el uso de células diana (o
membranas de múltiples donantes) que difieren en su susceptibilidad
al agente EET en cuestión. A modo de ejemplo, el diagnóstico de una
infección EEB en los ovinos se puede lograr mediante la incubación
de muestras de cerebro de oveja con una serie de líneas celulares
diana, según la presente invención. En consecuencia, el agente
infeccioso sólo infecta las líneas celulares que son sensibles al
agente. Alternativamente, las líneas celulares pueden mostrar una
amplia gama de susceptibilidad a la infección. Refiriéndose al
ejemplo anterior de EEB, el patrón de la infección será diferente
del de, por ejemplo, la tembladera o ECJ, que demostrará una
selectividad diferente para diferentes líneas celulares.
Para lograr esta selectividad, las líneas
celulares diana pueden derivarse de una serie de diferentes
especies animales. Alternativamente, para lograr la selectividad,
las líneas celulares diana pueden diferenciarse mediante una serie
de agentes no convencionales para modificar la respuesta celular.
Como una alternativa más, las líneas celulares diana pueden
tratarse con agentes modificadores glicoproteína/glucolípido
convencionales diferentes para alterar la química de la superficie
de las líneas celulares. Las técnicas y los reactivos adecuados son
convencionales (Naslavsky, 1999).
Al igual que con el segundo aspecto de la
presente invención, la infección se detecta preferentemente
mediante la unión de anticuerpos a PrP^{sc}, y mediante la
visualización posterior a través de, por ejemplo, ELISA o Western
blot.
Según un cuarto aspecto de la presente
invención, se proporciona un procedimiento para evaluar la eficacia
de una tecnología de descontaminación contra un agente EET,
comprendiendo dicho procedimiento:
- i)
- exponer el agente EET a tecnología de descontaminación;
- ii)
- poner en contacto una primera célula diana con una preparación de membrana de prueba, en donde la preparación de membrana de prueba comprende el agente EET expuestos y una membrana donantes, e infectar la célula diana con el agente EET expuesto;
- iii)
- contactar una segunda célula diana con una preparación de membrana de control, donde la preparación de la membrana de control comprende agente EET expuesto y una membrana donante, e infectar la célula diana con el agente EET no expuesto; y
- iv)
- detectar la presencia del agente EET en la primera y segunda célula diana;
en donde una reducción del agente EET en la
primera célula comparada con la segunda célula indica que la
tecnología de descontaminación es efectiva.
Todas las formas de realización descritas en
relación con el primer aspecto de la presente invención se aplican
igualmente al cuarto aspecto de la presente invención.
En un aspecto, la primera y segunda células
objetivo son de la misma especie animal, preferentemente, tanto del
grupo que consiste en humanos, ovejas, vaca, ratón y ciervos.
En un aspecto, las células diana son del mismo
tipo de célula (por ejemplo, células neuronales, tales como células
de neuroblastoma, o células de fibroblastos).
En un aspecto, el componente de la membrana
donante de la preparación de membrana de prueba y la preparación de
la membrana de control son de la misma especie animal
(preferiblemente ambos del grupo que consiste en humanos, ovejas,
vacas, ratones y ciervos).
Cualquier tecnología de descontaminación se
puede determinar utilizando este procedimiento, incluyendo procesos
de descontaminación y/o productos químicos de descontaminación.
La referencia a un "agente EET expuesto"
significa un agente EET que se ha expuesto a tecnología de
descontaminación. Así, un "agente EET no expuesto" es un agente
EET que no ha sido expuesto a tecnología de descontaminación.
En un aspecto, el agente EET puede estar
expuesto a tecnología de descontaminación en la solución. Tras la
exposición a la tecnología de descontaminación, la muestra puede
requerir un tratamiento posterior - por ejemplo, centrifugación y/o
lavado - para separar el agente de tratamiento de la tecnología de
descontaminación, evitando así una muerte celular excesiva tras la
incubación con la célula diana.
Alternativamente, el agente EET puede estar
expuesto a tecnología de descontaminación en una fase sólida, por
ejemplo un disco de metal - permitiendo así una determinación que se
hará de las tecnologías de descontaminación para su uso en
instrumentos quirúrgicos. Así, en un aspecto, el cuarto aspecto de
la invención comprende además la etapa inicial de secado del agente
EET en fase sólida, antes exponerse a la tecnología de
descontaminación (por ejemplo, una tecnología de limpieza o
desinfección). Las membranas donantes pueden incubarse con fases
sólidas tratadas, lo que permite que se produzca la fusión y la
conversión.
Al igual que con los aspectos segundo y tercero
de la presente invención, la infección se detecta preferentemente
mediante la unión de anticuerpos a PrP^{sc}, y la visualización
posterior a través de, por ejemplo, ELISA o Western blot.
La eficacia de la tecnología de descontaminación
puede examinarse como una reducción de registro de la
infecciosidad, comparando el número de células infectadas para las
fusiones de prueba con el número de células infectadas de las
fusiones de control. Así, el cuarto aspecto de la invención permite
hacer comparaciones directas de la eficacia de las diferentes
tecnologías de descontaminación.
La presente invención se describe ahora con
referencia a las figuras, en las que:
La figura 1A muestra morfologías celulares de
células N2a siguiendo con EEB-301V;
La figura 1B muestra la inmunodetección de
PrP^{C/Sc} en poblaciones celulares;
La figura 2 muestra la inmunodetección de PrP
resistente a proteinasa K para células con EEB- 301V.
En mayor detalle, la figura 1A muestra la
morfología celular distintiva de las células N2a con
EEB-301V. En los paneles 1 y 2, puede apreciarse el
desarrollo de neuritas extendidas. Grandes células granuladas con
vacuolización clara se muestran en los paneles 3-6.
Estas células granuladas también mostraron la agrupación de las
células normales N2a en su superficie celular (grupos 3 y 5). No se
observan morfologías equivalentes en las células N2a en el cultivo
en una etapa comparativa. Aumento x20 (paneles 1 y 2), x80 (grupos
3-6).
La figura 1B muestra ELISPOT mostrando
inmunodetección de PrP^{C/Sc} en poblaciones celulares. El panel
A muestra la inmunotinción de PrP^{c} para las células N2a en
medio solo (panel A1), tras la adición de homogenado cerebral
normal (2), o la preparación de membrana microsomal (3). La señal
PRP^{C} se retira después de la digestión de la proteinasa K
(véase el panel 4). Como control positivo; se filtró homogenado de
cerebro infeccioso EEB 301V y se digiere con
proteinasa-K demostrando la detección de PrP^{Sc}
(panel 5). El panel B muestra la inmunotinción de los distintos
clones de células N2a después del juntarse con homogenado de cerebro
infeccioso EEB-301V y el cultivo posterior. Los
clones de células muestran distintos patrones de inmunotinción, que
permanecen después de la digestión con proteinasa K (paneles
B1-6), confirmando así la infectividad de la
célula.
La figura 2 ilustra ELISPOT mostrando
inmunodetección de PrP resistente a proteinasa K para las células
juntadas con EEB-301V. Las células juntadas con
preparación de células de membranas microsomales en solitario
(control MMP) o en combinación con homogenado infeccioso de cerebro
de ratón EEB-301V (de los pozos iniciales C10, C7,
C2, F4, E5) se filtra a través de una placa ELISPOT. Todas las
muestras, excepto para el control MMP, fueron tratadas con
proteinasa K (PK, 5 \mug/ml, 37ºC, 90 min) de acuerdo con el
protocolo descrito en los ejemplos a continuación. La membrana se
bloqueó y sondó con 6H4 (Prionics), seguida de fosfatasa alcalina
anti-ratón y color desarrollado con TMB. El
tratamiento con proteinasa K eliminó la señal en el grupo de control
MMP, pero la señal se mantuvo en varios clones procedentes de los
pozos con la preparación MMP-iMBH (en particular,
C7 clon 3, 7 y 8, C2 clon 3, clon F4 1 y el clon E5 2, 4, y 5).
Ejemplo
1
Las fracciones de membrana infecciosa se
aislaron mediante una separación inicial del orgánulo intacto
seguido de centrifugación diferencial para purificar las membranas.
Se generó primero un homogenado crudo al 20% (w/v) mediante
homogeneización de los cerebros en tampón de fosfato salino (PBS)
usando un Stomacher. El homogenado crudo resultante también se
cortó usando un mortero manual de seguridad que comprende un émbolo
de PTFE y un recipiente de vidrio. La suspensión fina resultante fue
sometida a 3 etapas de centrifugación: Etapa 1, 1000 g, 5 min, para
eliminar las partículas grandes de material, etapa 2, 10000 g, 7
min, para eliminar orgánulos intactos tales como núcleos y
mitocondrias; etapa 3, 100000 g, 60 min, para formar cuentas de
membranas microsomales. Las membranas microsomales fueron
resuspendidas en PBS al 20% (w/v) y almacenadas a -70ºC hasta su
utilización. Alternativamente, si era necesaria una preparación más
cruda de membrana microsomal, la etapa de centrifugación final
consistió en 26000 g, 120 min.
Líneas celulares de neuroblastoma de ratón, tal
como N2a o GT1, o líneas celulares de neuroblastoma humano, tal
como Kelly, NB69 o SK-N-SH fueron
cultivadas utilizando técnicas estándar de cultivo celular. El
medio se basó en cualquiera de RPMI, MEM o DMEM: HAMS F12 con un
10-15% de suero bovino fetal (FCS) agregado en
presencia o ausencia de 2 mm de glutamina y 1% de aminoácidos no
esenciales. Además, se añadió entre un 1-5% de
glucosa para aumentar el nivel de expresión de PrP^{c} y ayudar
así el proceso de infección. En la preparación de las células para
la infección, se dividieron utilizando una proporción adecuada para
alcanzar una densidad celular de aproximadamente 1x104 células por
pozo en una placa de 24 pozos. Dos días después de la división, las
células estaban listas para ser infectadas.
Este procedimiento da como resultado una nueva
presentación del agente infeccioso asociado con cofactores
asociados a la membrana de la célula diana para ayudar a la
infección en el modelo celular.
La línea celular diana a infectar fue utilizada
para preparar una fracción de membrana microsomal, tal como sigue.
Las células diana fueron cultivadas bajo las mismas condiciones
descritas anteriormente. Aproximadamente 1x10^{7} células fueron
cosechadas, lavadas con PBS y lisadas. Las células fueron brevemente
resuspendidas en tampón HEPES 10 mM, pH 7,5 + 1 mM EDTA, cóctel de
inhibidores de proteasa (Complete, Roche Diagnostics GmbH) y se
cortaron al pasar por una aguja 23G 5 veces. Un volumen igual de
tampón de lisis que contenía sucrosa 500 mM fue añadido para
mantener la integridad de los núcleos. La suspensión se inoculó de
nuevo y se centrifugó a 6000 g durante 10 minutos para formar
material en grandes partículas. El sobrenadante se centrifugó a
15500 g durante 4 horas a 4ºC. El sobrenadante resultante fue
descartado y las cuentas, que contienen un una preparación de
membrana microsomal en crudo, se resuspendió en PBS.
La fusión de los microsomas en crudo de la
célula diana con material infeccioso en forma de homogeneizado
crudo o una preparación de membrana enriquecida se logró mediante la
combinación de los componentes en una proporción de 100 \mug de
microsomas diana y 1500 \mug de material infeccioso (es decir,
1:15) y la inyección a través de una aguja de seguridad un total de
3 veces. La mitad del material fundido se aplicó entonces a las
células diana por pozo en una placa de 24 pozos.
Dos días después de la exposición al agente
infeccioso, el medio fue sustituido y se monitorizó el índice de
crecimiento de las células. El índice de crecimiento poco después de
la infección tiende a reducirse y, por lo tanto, las células no
requieren la división durante 7-10 días. En esta
situación, se añadió medio nuevo en la parte superior de las
células para mantener la viabilidad celular. Las células se
dividieron en dos ocasiones cuando confluyen y se analizaron para
determinar la infectividad (ver más abajo). Las células infectadas
se mantuvieron en el medio estándar de cultivo de células tal como
se describió previamente con la glucosa añadida y se dividen como
se requiera.
La primera indicación de que las células han
sido infectadas es que hay una considerable muerte celular, con las
células restantes que tienen una morfología distinta (figura 1). Las
células infectadas tienen un alto grado de vacuolización, que
podría ser lisosomal en naturaleza, ya que las células pueden estar
tratando de degradar el material infeccioso. Las células
supervivientes produjeron neuritas que se extienden desde el cuerpo
celular principal - indicando que tenía lugar la diferenciación de
eventos.
La confirmación de la infecciosidad se realizó
utilizando una técnica de transferencia de células basada en el
procedimiento descrito por Klohn et al. (2003). Después de la
división, alrededor de 5000 células fueron colocadas en un pozo de
una placa de filtración de 96 pozos (Immobilon-P,
Millipore) y se lava con PBS a través de succión y se deja secar
durante 1 hora.
Para evaluar la presencia de PrP^{sc}, las
células secas fueron tratadas con 5 \mug/ml de proteinasa K en
tampón de lisis celular (10 mM Tris, 150 mM NaCl pH 7,2, 0,5%
desoxicolato, 0,5% Tritón) durante 90 minutos a 37ºC. La membrana
se lavó a continuación dos veces con PBS y se incubó durante 25
minutos a temperatura ambiente con inhibidor de proteasa APMSF (5
mM en PBS). La proteína en la membrana fue desnaturalizada en tampón
de urea (6M urea en 10 mM Tris pH 8,0) durante 10 minutos a
temperatura ambiente. La membrana se lavó 4 veces con PBS, se
bloqueó durante 45 minutos a temperatura ambiente con leche
desnatada 5% en PBS y se lavó una vez con PBS. El anticuerpo
primario 6H4 fue añadido a la disolución 1:1000 en PBST que contenía
leche desnatada 1% y la membrana se incubó durante 1 hora a 37ºC.
La membrana se lavó 4 veces con PBST y se incubó con fosfatasa
alcalina anti-ratón (1/1000 en PBST) durante 2 horas
a 37ºC. Después del lavado de la membrana 4 veces con PBST, los
anticuerpos unidos se detectaron mediante la adición de BCPT y
reactivos NBT. Tras el desarrollo del color, la placa se lavó con
agua y se filmó con una cámara digital.
La figura 2 muestra la identificación de las
células infectadas con el procedimiento de transferencia de
células. El patrón de manchas en la membrana se refiere a distintas
colonias de células infectadas y se ofrece una estimación del nivel
de infectividad presente en la muestra original.
La utilización de equipos de contaje ELISpot
aumenta considerablemente el número de muestras que pueden ser
controladas utilizando este procedimiento y tiene una sensibilidad
próxima a la del bioensayo en ratones.
La confirmación de la infecciosidad puede
lograrse mediante el uso de una variedad de distintos sistemas de
detección basados en anticuerpos. El Western blot se realizó con
ácido fosfotúngstico (PTA) para enriquecer la PrP^{sc} en lisados
celulares (Safar et al, 1998). El PTA selectivamente
precipita PrP^{sc}, dejando la forma no infecciosa, PrP^{c} en
la solución. Entre 5.000-20.000 células se lisan en
300 ml de 10 mM Tris/HCl, pH 7,4 + 1 NP40%, 1% Triton
X-100, 4% Sarcosil: se añadió PK a 25 mg/ml y se
incubó durante 1 hora a 37ºC. La digestión se detuvo mediante la
adición de Pefabloc (Roche Diagnostics GmbH) en 1 mM, y se añadió
PTA al 0,3% en presencia de 170 mM MgCl_{2}, pH 7,4. Después de
16 h a 37ºC, el PrPsc precipitado se hizo en cuentas mediante
centrifugación y se analizó mediante Western blot utilizando el
anticuerpo específico del prión, 6H4, tal como se describe
anteriormente. El patrón de bandas en la mancha también puede ayudar
a la identificación del tipo de cepa (véase el ejemplo 8). Para
detectar las isoformas PrP^{sc} sensibles a la proteinasa, se
incorporó la metodología de PTA al inmunoanálisis dependiente de la
conformación (CDI, Safar et al. 1998). Extractos de la
célula fueron preparados por duplicado, tal como se describió
anteriormente, con una alícuota desnaturalizada con GdnHCI. El
anticuerpo anti-prión marcado con europio, 3F4, sólo
es capaz de reconocer su epítope en PrP^{sc} después de la
desnaturalización y, por lo tanto, la relación de la unión del
anticuerpo entre las formas nativas y desnaturalizadas de la
muestra permite determinar la cantidad de PrP^{sc} presente a
través de medios fluorométricos.
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Ejemplo
2
Para promover la fusión de las membranas de
diferentes tipos de células, los dos componentes fueron cortados a
través de una aguja fina (véase el Ejemplo 1).
Para la caracterización de las vesículas, se
utilizó microscopía electrónica (EM) para determinar el rango de
tamaño de las partículas formadas. Las vesículas que son demasiado
grandes (> 250 nm) puede que no se endocitosen de manera
efectiva mediante la célula diana y, por lo tanto, afectan a la
infectividad. Sin embargo, el rango de tamaño de las partículas
producidas puede controlarse mediante la variación del consumo de
energía en el sistema y el uso de diferentes concentraciones de
productos químicos. Además, EM ventajosamente permite estimar el
porcentaje de las membranas derivadas del retículo endoplasmático
rugoso (rER) en la preparación de la membrana microsomal. Mediante
el uso de una serie de marcadores específicos para las membranas de
las enzimas derivadas de los organelos de la célula principal,
puede también caracterizarse de manera precisa la composición de la
preparación de la membrana. Por ejemplo, en la determinación de la
5'- nucleosidasa, la actividad indica la presencia de fragmentos de
membrana plasmática, y la determinación de la actividad de
bD-galactosidasa, indica la presencia de material
derivado lisosomal.
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Ejemplo
3
Diferentes tipos de membrana donante y/o agente
infeccioso pueden utilizarse para lograr la infección o para variar
la selectividad de la prueba. Para preparar una preparación de
plasma más enriquecido, los homogeneizados procedentes de tejidos o
células se someten a una velocidad de rotación baja como para la
preparación de una preparación en crudo de la membrana microsomal.
Las cuentas de esta etapa se resuspenden en 71% de sacarosa, se
transfieren a tubos de centrifugación y se recubren con un 53% y 42%
de sacarosa y se centrifuga a 100000 g durante 1 h. Las membranas
plasmáticas de alta pureza de banda y justo por encima del 42% -
53%. Usando diferentes concentraciones de sacarosa, también se
puede lograr la purificación de las membranas asociadas con
endocitosis, tales como los lisosomas o endosomas. La combinación de
la sacarosa por encima de la técnica de centrifugación de gradiente
con separación de fases Triton X-100 permite un
mayor nivel de depuración para lograr como resultado el aislamiento
de microdominios particulares, "balsas de lípidos", dentro de
las membranas.
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Ejemplo
4
Los leucocitos son sistemáticamente eliminados
de la sangre donada, y una variedad de dispositivos de filtración
están disponibles comercialmente y serán conocidos por parte de los
están familiarizados con la técnica. Después de la donación de
sangre y de la leucorreducción, la unidad de filtro se desmonta y el
filtro se lava para aislar la fracción de leucocitos.
Los leucocitos pueden ser tratados en este punto
para facilitar el proceso de infección. A modo de ejemplo, los
leucocitos se pueden tratar para aislar a las fracciones de membrana
específicas, para eliminar el prión infeccioso anclado a GPI de la
superficie de la célula, o para eliminar grupos glicosil de las
glicoproteínas celulares a través de uno de los procedimientos
descritos anteriormente.
La línea celular diana es preferiblemente una
línea celular de neuroblastoma humano, tal como células Kelly o
NB69 (Schwab, 1983), pero otras líneas celulares humanas también
pueden ser adecuadas para soportar el proceso de infección.
Las fracciones de células infecciosas
(preparadas tal como se describe anteriormente) son cortadas, junto
con una preparación de membrana celular donante mediante el paso
repetido a través de una aguja 23G: las células diana viables son
expuestas a fusión, seguido de recubrimiento posterior en placas de
cultivo de tejidos. Las células se cultivan durante un período de
7-14 días, o quizás durante más tiempo si es
necesario para que se manifieste la infectividad, y los gránulos de
células y/o el sobrenadante se recogen mediante ELISpot en una
membrana de nitrocelulosa o
PVDF.
PVDF.
El ELISpot es sondeado con un anticuerpo
anti-prión (por ejemplo, 6H4 Prionics), que tiene un
epítope que es resistente a la digestión de proteinasa K de las
preparaciones filtradas con membrana. Esto se realiza para
identificar la presencia de PrP^{Sc} plegado resistente a la
proteasa, que se cree que es indicativo de la enfermedad.
Alternativamente, el filtro se sondea con un anticuerpo que es
específico para la forma no plegada y no reconoce la forma celular
normal, PrP^{c}. Preferiblemente, el anticuerpo es específico
para la forma del prión infeccioso que está presente en la sangre,
ofreciendo así la especificidad adicional para el procedimiento de
detección. Las muestras positivas son las identificadas con material
inmunorreactivo de priones en comparación con el control negativo
de células no infectadas y leucocitos normales.
Las unidades de sangre se ponen en cuarentena
hasta que se conocen los resultados de las pruebas y, si es
negativo para infectividad de priones, las unidades se liberan
posteriormente para su uso.
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Ejemplo
5
Muestras de LCR se toman de personas sospechosas
de tener ECJ esporádica. La muestra se centrifuga para aislar las
células intactas del LCR que es probable que incluyan astrocitos,
gliales y posiblemente algunas células neuronales (aunque la
presencia de células neuronales no es esencial para el éxito de la
prueba). Las cuentas de células se mezclan con una preparación de
membrana donante, por ejemplo, derivada de la línea celular diana,
tal como células de neuroblastoma humano (tal como
SK-N-SH células) y las membranas se
funden mediante el uso de PEG o tratamientos similares. Las células
diana viables se exponen a la preparación de membrana fundida y se
colocan en placas de cultivo de tejidos y las muestras se incuban
durante el período de tiempo requerido. La infección se detecta
mediante ELISpot con la membrana sondeada con anticuerpos
anti-prión adecuados, ya sea directamente o después
de la digestión con Proteinasa K.
Opcionalmente, los modelos descritos en los
ejemplos 1-3 pueden utilizarse para optimizar y/o
mejorar la absorción de material infeccioso en la línea
celular.
Un segundo ejemplo se refiere a la detección de
tembladera en células aisladas de un hisopo bucal de una oveja
sospechosa. Estas células se recogen mediante centrifugación como
anteriormente y se mezclan con una preparación derivada de una
membrana de la célula diana, tal como la línea celular de
neuroblastoma de ratón N2a. Opcionalmente, una línea celular
transgénica que expresa una PrP ovina en la línea celular N2a, en
la que el gen PrP nativo de ratón se ha eliminado mediante técnicas
convencionales, se puede utilizar como línea celular diana. Las
células bucales se incuban con una preparación de membrana donante,
por ejemplo, derivada de la célula diana, con las membranas unidas
mediante cualquiera corte o fusión de la membrana (tal como se
describió anteriormente). Las células diana viables se incuban con
las membranas se fusionan y se colocan en placas y se analizan tal
como se describió anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
6
La línea celular diana de interés se cultiva en
condiciones estándar según sea necesario. Se toman células de los
cultivos de crecimiento activo o de los cultivos que se han
diferenciado para detener la progresión del ciclo celular. Las
células se recogen, se forman en cuentas mediante centrifugación y
las cuentas de células mezcladas con una preparación de membrana
donante (por ejemplo, derivados de células diana preparados con uno
de los procedimientos descritos anteriormente). Los procedimientos
de fusión basados corte o sonicación ayudan a asegurar que las
células en cuentas se lisan durante este proceso y ayuda a
garantizar la integración eficiente del sistema de dos componentes.
La fusión de la membrana resultante se utiliza para inocular las
preparaciones de célula diana, que se colocan en placas y crecen el
tiempo suficiente para permitir la infección de la célula diana, y
a continuación se cultivan para proporcionar material suficiente
para el análisis. A continuación las células pueden evaluarse para
infección mediante ELISpot o Western blot, según proceda.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
7
Las líneas celulares diana infectadas son
generadas mediante uno de los procedimientos descritos
anteriormente. Una vez establecidas, las líneas celulares pueden
ser utilizadas para probar los agentes propuestos para tener algún
tipo de actividad contra el prión. Por ejemplo, un anticuerpo
monoclonal que se une a PrP^{Sc} se incuba con la línea celular
en una variedad de concentraciones y en diversos cursos de tiempo.
La línea celular se evalúa para la producción continua de
PrP^{Sc} tras el tratamiento de anticuerpos y esto se compara con
los controles de células no tratadas y las células tratadas con un
anticuerpo del mismo isotipo pero no dirigido a PrP. ELISpot o
Western blot con anticuerpos adecuados se utilizan para evaluar los
efectos de los anticuerpos en la propagación del prión. Los
candidatos potencialmente interesantes son identificados como los
que reducen los niveles de PrP^{Sc} producido por la célula y que
lo hace en concentraciones que son compatibles con su uso
terapéutico.
Procedimientos similares se aplican en el
cribado de candidatos de fármaco, para el uso de estrategias
"marcado génico" dirigidas a la prevención de acumulación de
PrP^{Sc}, y para otros procedimientos terapéuticos.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
8
Un panel de líneas celulares de diferentes
destinatarios se crea utilizando una variedad de diferentes
técnicas.
Inicialmente, se identifican modelos de células
de neuroblastoma u otras dianas de una serie de diferentes especies
y/o genotipos PrP. Esto podría, por ejemplo, incluir las líneas
celulares de neuroblastoma humano (por ejemplo, Kelly, NB69,
SK-N-SH); neuroblastomas de
ratón/rata (N2a, PC12); líneas celulares transgénicas con genes de
PrP alterado (por ejemplo, N2a con gen PrP ovino, bovino o humano),
y líneas celulares inmortalizadas de diferentes regiones del
cerebro (por ejemplo, hipocampo, sustancia negra, bulbo raquídeo,
tálamo y otros).
Estas líneas celulares se pueden tratar, además,
con reactivos químicos que alteran el patrón de glicosilación de
ciertas proteínas y/o las propiedades superficiales de la línea
celular (por ejemplo, reactivos para modificar la síntesis de
colesterol, línea celular deficiente en gangliósido N2a, líneas
celulares negativas en glicosiltransferasa (por ejemplo, líneas
celulares alfa(1,2) fucosiltransferasa), negativas en
glicohidrolasa o reactivos químicos que logran efectos similares),
o que alteran el tráfico intracelular de vesículas unidas a la
membrana (por ejemplo, neurotoxinas botulínicas, brefeldina A,
bafilomicina). El panel preciso de líneas celulares que se
utilizarán para el estudio puede depender del agente infeccioso y de
sus orígenes.
Para evaluar el tipo de cepa, la muestra (por
ejemplo, cerebro o las células blancas de la sangre) se mezcla
primero con una preparación de membrana donante purificada a partir
de una serie de células diana diferentes de acuerdo con los
protocolos mencionados anteriormente. Las membranas celulares y el
agente infeccioso que se probarán se mezclan con o sin corte, según
corresponda, y se aplican a la correspondiente línea celular diana
a infectar, y las células se colocan en placas de cultivo de
tejidos. Las líneas celulares se cultivan durante un mínimo de 7
días y la infección de células se evalúa mediante ELISpot y/o
Western blot. La definición del tipo de cepa depende de la gama de
líneas celulares infectadas y la correlación de esta información con
los estudios previos con cepas EET de origen definido (Bruce,
2002).
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Ejemplo
9
Un panel de líneas celulares se configura tal
como se describió anteriormente (Ejemplo 8), junto con sus
membranas donantes respectivas.
Para demostrar la eficacia de una tecnología de
descontaminación contra un agente EET en la solución, el agente se
expuso por primera vez al proceso de descontaminación química o para
la duración de tiempo determinada. Después de la exposición, la
muestra, opcionalmente, puede requerir una centrifugación y/o lavado
para separar el agente de tratamiento en el proceso de
descontaminación o químico, para prevenir una muerte celular
excesiva.
Las membranas donantes de las líneas celulares
respectivas se funden con el agente de tratamiento mediante uno de
los procedimientos descritos anteriormente, y las células se colocan
en placas de cultivo de tejidos. De manera similar, se establece el
control de fusiones, consistente en el agente EET no tratado con las
membranas donantes. Después de un periodo adecuado de tiempo, la
extensión de la infección se determina mediante el
procedimiento
ELISPOT.
ELISPOT.
\newpage
La eficacia de la tecnología de descontaminación
puede expresarse como una reducción de la infecciosidad de registro
mediante la comparación del número de células infectadas con la
forma de fusiones de ensayo con el del control de fusiones.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
10
El ensayo de infectividad también se puede
utilizar para evaluar las tecnologías de descontaminación para su
uso en instrumentos quirúrgicos.
El agente infeccioso se seca sobre una fase
sólida señal adecuada (por ejemplo, un disco de metal) y se expone
a tecnología de limpieza o desinfección. Las membranas donantes se
incuban con las fichas tratadas, utilizando los procedimientos
descritos anteriormente, para permitir que se produzcan eventos de
fusión y de conversión, seguidos por incubación con las células
diana. De manera similar, se establece el control de fusiones,
consistente en el agente EET no tratado con las membranas donantes.
Las células se retiran de las placas y se determina el número de
infectados mediante ELISPOT.
Otra vez, una reducción de la infecciosidad de
registro puede determinarse por comparación con el grupo de control
infeccioso sin tratamiento, lo que permite realizar comparaciones
directas sobre la eficacia de las diferentes tecnologías de
descontaminación.
\vskip1.000000\baselineskip
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Esta lista de referencias citadas por el
solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no
forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto
el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este
respecto.
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[0122]
Claims (17)
1. Procedimiento para infectar una línea celular
diana con un agente EET, que comprende:
- i)
- formar una preparación de membrana que contiene un agente EET de un primer tipo de célula animal en una primera membrana; y mezclar dicha preparación de membrana con una segunda membrana de un segundo tipo de célula animal; en el que el primer y segundo tipos de células animales son diferentes;
- ii)
- formar una membrana contigua que comprende dicho agente EET y dicha segunda membrana;
- iii)
- poner en contacto dicha línea celular diana con dicha membrana contigua;
y así infectar dicha línea celular diana con
dicho agente EET;
en el que la segunda membrana es del mismo tipo
de células animal que la de la línea celular diana.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento para infectar una línea celular
diana con un agente EET, que comprende:
- i)
- formar una preparación de membrana que contiene un agente EET de una primera especie animal, en una primera membrana, y mezclar dicha preparación de membrana con una segunda membrana de una segunda especie animal, en donde la primera y segunda especies animales son diferentes;
- ii)
- formar una membrana contigua que comprende dicho agente EET y dicha segunda membrana;
- iii)
- poner en contacto dicha línea celular diana con dicha membrana contigua;
y así infectar dicha línea celular diana con
dicho agente EET;
en el que la segunda membrana es de la misma
especie animal que la línea celular diana.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el agente EET de dicho primer tipo de célula animal y la
segunda membrana son de diferentes especies animales.
4. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que el agente EET de la primera especie animal y la segunda
membrana son de diferentes tipos de células animales.
5. Procedimiento según cualquier reivindicación
anterior, en el que el TSE se selecciona entre el grupo formado por
ECJ, vECJ, ECJ esporádica, ECJ familiar, ECJ yatrogénica, EEB, EEB
ovina, y CWD.
6. Procedimiento según cualquier reivindicación
anterior, en el que la fuente del agente EET se selecciona entre el
grupo formado por tejidos linfáticos (por ejemplo, amígdalas,
apéndice, amígdala rectal), tejidos neuronales (por ejemplo,
cerebro, sistema nervioso central), y sangre (por ejemplo,
linfocitos).
7. Procedimiento según cualquier reivindicación
anterior, en el que la línea celular diana se selecciona entre el
grupo formado por células neuronales (por ejemplo, células de
neuroblastoma), y células de fibroblasto.
8. Procedimiento según cualquier reivindicación
anterior, en el que la segunda membrana y la línea celular diana
son de una especie animal seleccionado entre el grupo que consisten
de humanos, ovejas, vacas, ratones y ciervos.
9. Procedimiento según cualquier reivindicación
anterior, en el que la segunda membrana y la línea celular diana
son de un tipo de célula seleccionado entre el grupo formado por
células de neuroblastoma (por ejemplo, NB69,
SK-N-SH, y Kelly).
10. Procedimiento según cualquier reivindicación
anterior, en el que la línea celular diana y la célula de la cual
se obtiene el agente EET son de la misma especie animal,
preferentemente del grupo que consiste en humanos, ovejas, vaca,
ratón, y ciervos.
11. Procedimiento según cualquier reivindicación
anterior, en el que la línea celular diana y la célula de la que se
obtiene el agente EET son del mismo tipo celular, preferiblemente
del grupo que consiste en células de neuroblastoma (por ejemplo,
NB69, SK-N-SH, y Kelly).
12. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que la segunda membrana y la célula de la que se obtiene el
agente EET son del mismo tipo celular, preferentemente del grupo que
consiste en células de neuroblastoma (por ejemplo, NB69,
SK-N-SH, y Kelly).
13. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el agente EET se selecciona entre
el grupo que consiste en ECJ, vECJ, ECJ esporádica, ECJ familiar,
ECJ yatrogénica, y en el que la línea celular diana y la segunda
membrana son de una especie no humana (por ejemplo, de ratón, rata,
vaca, oveja, ciervo).
14. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el agente EET es EEB, y en el que
la línea celular diana y segunda membrana son de especies no bovinas
(por ejemplo, de humano, ratón, rata, oveja o ciervo).
15. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el agente EET es CWD, y en el que
la línea celular diana y la segunda membrana son de especies no de
ciervo (por ejemplo, de humano, ratón, rata, vaca u oveja).
16. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el agente EET es EEB o la
tembladera ovina, y en el que la línea celular diana y la segunda
membrana son de una especie no ovina (por ejemplo, de humano,
ratón, rata, vaca o ciervo).
17. Procedimiento según cualquier reivindicación
anterior, en el que la primera o segunda membrana es una membrana
microsomal.
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