ES2359883T3 - RECOMBINANT PRODUCTION OF HEPARIN UNION PROTEINS. - Google Patents
RECOMBINANT PRODUCTION OF HEPARIN UNION PROTEINS. Download PDFInfo
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Abstract
Un proceso para recuperar una proteína de unión a heparina a partir de un cultivo de células procarióticas, en el que dicha proteína de unión a heparina es el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) que se une a heparina, comprendiendo el proceso las etapas de: (a) aislar dicha proteína de unión a heparina del periplasma de dicho cultivo de células procarióticas; (b) desnaturalizar dicha proteína de unión a heparina en una primera disolución tamponada que comprende un agente caotrópico y un agente reductor; (c) incubar dicha proteína de unión a heparina en una segunda disolución tamponada que comprende un agente caotrópico y un agente polianiónico sulfatado, en el que dicho agente polianiónico sulfatado es sulfato de dextrano o sulfato de sodio, durante un tiempo y en condiciones tales que ocurra el replegamiento de dicha proteína de unión a heparina; y (d) recuperar dicha proteína de unión a heparina, en el que hay un aumento de aproximadamente 2 a 5 veces en la proteína de unión a heparina replegada en comparación con la incubación sin agente polianiónico sulfatado.A process for recovering a heparin-binding protein from a prokaryotic cell culture, wherein said heparin-binding protein is vascular endothelial growth factor (VEGF) that binds to heparin, the process comprising the steps of : (a) isolating said heparin-binding protein from the periplasm of said prokaryotic cell culture; (b) denature said heparin binding protein in a first buffered solution comprising a chaotropic agent and a reducing agent; (c) incubating said heparin-binding protein in a second buffered solution comprising a chaotropic agent and a sulfated polyanionic agent, wherein said sulfated polyanionic agent is dextran sulfate or sodium sulfate, for a time and under conditions such that refolding of said heparin binding protein occurs; and (d) recovering said heparin-binding protein, in which there is an approximately 2 to 5-fold increase in refolded heparin-binding protein compared to incubation without sulfated polyanionic agent.
Description
Solicitud relacionada Related request
[0001] Esta solicitud reivindica la prioridad y el beneficio de la solicitud provisional de EE.UU. nº de serie 60/753.615, presentada el 22 de diciembre de 2005, y de la solicitud provisional de EE.UU. nº de serie 60/807.432, presentada el 14 de julio de 2006. [0001] This application claims the priority and benefit of the provisional US application. Serial No. 60 / 753,615, filed on December 22, 2005, and of the US provisional application. Serial No. 60 / 807,432, filed July 14, 2006.
Campo de la invención Field of the Invention
[0002] Esta invención se refiere a procedimientos para la obtención de proteínas de unión a heparina producidas en cultivo celular. La invención incluye procedimientos para recuperar y purificar proteínas de unión a heparina replegadas que se han producido en células hospedadoras eucarióticas y están presentes en estas células, típicamente en el espacio periplasmático o intracelular. Las proteínas de unión a heparina producidas en células hospedadoras procarióticas pueden encontrarse también como proteínas solubles o una mezcla de proteínas solubles e insolubles. [0002] This invention relates to methods for obtaining heparin binding proteins produced in cell culture. The invention includes methods for recovering and purifying folded heparin binding proteins that have been produced in eukaryotic host cells and are present in these cells, typically in the periplasmic or intracellular space. Heparin-binding proteins produced in prokaryotic host cells can also be found as soluble proteins or a mixture of soluble and insoluble proteins.
Antecedentes Background
[0003] Es conocido que una gran variedad de polipéptidos biológicamente activos de origen natural se unen a heparina. Dichos polipéptidos de unión a heparina incluyen citocinas tales como factor de plaquetas 4 e IL-8 (Barber y col., (1972) Biochim. Biophys. Acta, 286:312-329; Handin y col., (1976) J. Biol. Chem., 251: 4273-422; Loscalzo y col., (1985) Arch. Biochem. Biophys. 240: 446-455; Zucker y col., (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86: 7571-7574; Talpas y col., (1991) Biochim. Biophys. Acta, 1078:208-218; Webb y col., (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90: 7158-7162), factores de crecimiento de unión a heparina (Burgess y Maciag, (1989) Annu. Rev. Biochem., 58: 576-606; Klagsbrun, (1989) Prog. Growth Factor Res., 1: 207-235) tales como factor de crecimiento epidérmico (EGF); factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF); factor de crecimiento de fibroblastos básico (bFGF); factor de crecimiento de fibroblastos ácido (aFGF); factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) y factor de crecimiento de hepatocitos (HGF) (Liu y col., (1992) Gastrointest. Liver Physiol. 26: G642-G649) y selectinas tales como L-selectina, E-selectina y P-selectina (Norgard-Sumnicht y col., (1993) Science, 261: 480-483). Véase también Muñoz y Linhardt., (2004) Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 24: 1549-1557. [0003] It is known that a wide variety of biologically active polypeptides of natural origin bind to heparin. Such heparin binding polypeptides include cytokines such as platelet factor 4 and IL-8 (Barber et al. (1972) Biochim. Biophys. Acta, 286: 312-329; Handin et al. (1976) J. Biol Chem., 251: 4273-422; Loscalzo et al., (1985) Arch. Biochem. Biophys. 240: 446-455; Zucker et al., (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86: 7571-7574; Talpas et al. (1991) Biochim. Biophys. Acta, 1078: 208-218; Webb et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90: 7158-7162), factors of heparin-binding growth (Burgess and Maciag, (1989) Annu. Rev. Biochem., 58: 576-606; Klagsbrun, (1989) Prog. Growth Factor Res., 1: 207-235) such as growth factor epidermal (EGF); platelet-derived growth factor (PDGF); basic fibroblast growth factor (bFGF); acid fibroblast growth factor (aFGF); Vascular endothelial growth factor (VEGF) and hepatocyte growth factor (HGF) (Liu et al. (1992) Gastrointestinal. Liver Physiol. 26: G642-G649) and selectins such as L-selectin, E-selectin and P -selectin (Norgard-Sumnicht et al., (1993) Science, 261: 480-483). See also Muñoz and Linhardt., (2004) Arterioscler. Thromb. Vasc Biol., 24: 1549-1557.
[0004] La publicación internacional nº WO 95/07097 describe formulaciones de proteínas de unión a heparina que incluyen factores de crecimiento de unión a heparina tales como VEGF, con heparina nativa purificada u otros compuestos polianiónicos para uso terapéutico. Se ha mostrado que los oligosacáridos derivados de heparina y diversos otros compuestos polianiónicos estabilizan la conformación activa de los factores de crecimiento de unión a heparina (Barzu y col., (1989) J. Cell. Physiol. 140: 538-548; Dabora y col., (1991) J. Biol. Chem. 266: 23627-23640) y se ha empleado la cromatografía de afinidad por heparina en diversos esquemas de purificación (véase, en general, la publicación internacional nº WO 96/02562). [0004] International Publication No. WO 95/07097 describes formulations of heparin-binding proteins that include heparin-binding growth factors such as VEGF, with purified native heparin or other polyanionic compounds for therapeutic use. Heparin-derived oligosaccharides and various other polyanionic compounds have been shown to stabilize the active conformation of heparin-binding growth factors (Barzu et al. (1989) J. Cell. Physiol. 140: 538-548; Dabora and col., (1991) J. Biol. Chem. 266: 23627-23640) and heparin affinity chromatography has been used in various purification schemes (see, in general, International Publication No. WO 96/02562).
[0005] Muchas de las proteínas de unión a heparina de origen mamífero se han producido mediante tecnología recombinante y son clínicamente relevantes (Muñoz y Linhardt, (2004) Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 24: 1549-1557; Favard y col. (1996) Diabetes and Metabolism 22(4): 268-73; Matsuda y col., (1995) J. Biochem. 118(3): 643-9; Roberts y col., (1995) Brain Research 699(1): 51-61). Por ejemplo, el VEGF es un potente mitógeno para células endoteliales vasculares. Es también conocido como factor de permeabilidad vascular (VPF). Véase Dvorak y col., (1995) Am. J. Pathol. 146: 1029-39. El VEGF desempeña papeles importantes tanto en vasculogénesis, el desarrollo de los vasos embrionarios, como en angiogénesis, el proceso de formación de nuevos vasos sanguíneos a partir de los preexistentes. Véanse, por ejemplo, Ferrara, (2004) Endocrine Reviews 25(4): 581-611; Risau y col., (1988) Dev. Biol. 125: 441-450; Zachary, (1998) Intl. J. Biochem. Cell. Bio. 30: 1169-1174; Neufeld y col., (1999) FASEB J. 13: 9-22; Ferrara (1999) J. Mol. Med. 77: 527-543 y Ferrara y Davis-Smyth, (1997) Endocrin. Rev. 18: 4-25. Las aplicaciones clínicas para el VEGF incluyen aquellas en que está indicado el crecimiento de nuevos lechos capilares como, por ejemplo, en la promoción de la curación de heridas (véase, por ejemplo, la publicación internacional nº WO 91/02058 y de expediente de agente nº P2358R1, titulada "Curación de heridas " presentada el 16 de junio de 2006), en la promoción del crecimiento y reparación de tejido, por ejemplo, hepático (véase, por ejemplo, el documento W02003/0103581), óseo (véase, por ejemplo, el documento WO2003/094617), etc. Véase también Ferrara, (2004) Endocrine Reviews 25(4): 581-611. [0005] Many of the heparin-binding proteins of mammalian origin have been produced by recombinant technology and are clinically relevant (Muñoz and Linhardt, (2004) Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 24: 1549-1557; Favard et al. . (1996) Diabetes and Metabolism 22 (4): 268-73; Matsuda et al. (1995) J. Biochem. 118 (3): 643-9; Roberts et al. (1995) Brain Research 699 (1 ): 51-61). For example, VEGF is a potent mitogen for vascular endothelial cells. It is also known as vascular permeability factor (VPF). See Dvorak et al., (1995) Am. J. Pathol. 146: 1029-39. VEGF plays important roles both in vasculogenesis, the development of embryonic vessels, and in angiogenesis, the process of formation of new blood vessels from preexisting ones. See, for example, Ferrara, (2004) Endocrine Reviews 25 (4): 581-611; Risau et al., (1988) Dev. Biol. 125: 441-450; Zachary, (1998) Intl. J. Biochem. Cell Bio. 30: 1169-1174; Neufeld et al., (1999) FASEB J. 13: 9-22; Ferrara (1999) J. Mol. Med. 77: 527-543 and Ferrara and Davis-Smyth, (1997) Endocrin. Rev. 18: 4-25. Clinical applications for VEGF include those in which the growth of new capillary beds is indicated, for example, in the promotion of wound healing (see, for example, International Publication No. WO 91/02058 and agent file No. P2358R1, entitled "Wound healing" presented on June 16, 2006), in the promotion of tissue growth and repair, for example, liver (see, for example, document W02003 / 0103581), bone (see, for example, WO2003 / 094617), etc. See also Ferrara, (2004) Endocrine Reviews 25 (4): 581-611.
[0006] Típicamente, se producen proteínas recombinantes terapéuticamente relevantes en una variedad de organismos hospedadores. La mayoría de proteínas puede expresarse en su forma nativa en hospedadores eucarióticos tales como células CHO. El cultivo de células animales requiere generalmente tiempos de crecimiento prolongados para conseguir la máxima densidad celular y consigue en última instancia una menor densidad celular que los cultivos de células procarióticas (Cleland, J. (1993) ACS Symposium Series 526, “Protein Folding: In Vivo and In Vitro”, American Chemical Society). Adicionalmente, los cultivos de células animales requieren a menudo medios caros que contienen componentes de crecimiento que pueden interferir con la recuperación de la proteína deseada. Los sistemas de expresión de hospedador bacteriano proporcionan una alternativa económica para la producción a escala de fabricación de proteínas recombinantes. Existen numerosas patentes de EE.UU. sobre la expresión bacteriana genérica de proteínas recombinantes, incluyendo las patentes de EE.UU. nº 4.565.785, 4.673.641, 4.795.706 y 4.710.473. Es una ventaja importante del procedimiento de producción la capacidad de aislar fácilmente el producto a partir de los componentes celulares mediante centrifugación o microfiltración. Véanse, por ejemplo, Kipriyanov y Little, (1999) Molecular Biotechnology, 12: 173-201 y Skerra y Pluckthun, (1988) Science, 240: 1038-1040. [0006] Typically, therapeutically relevant recombinant proteins are produced in a variety of host organisms. Most proteins can be expressed in their native form in eukaryotic hosts such as CHO cells. Animal cell culture generally requires prolonged growth times to achieve maximum cell density and ultimately achieves lower cell density than prokaryotic cell cultures (Cleland, J. (1993) ACS Symposium Series 526, "Protein Folding: In Vivo and In Vitro ”, American Chemical Society). Additionally, animal cell cultures often require expensive media containing growth components that can interfere with the recovery of the desired protein. Bacterial host expression systems provide an economical alternative for manufacturing scale production of recombinant proteins. There are numerous US patents. on the generic bacterial expression of recombinant proteins, including US Pat. No. 4,565,785, 4,673,641, 4,795,706 and 4,710,473. An important advantage of the production process is the ability to easily isolate the product from cellular components by centrifugation or microfiltration. See, for example, Kipriyanov and Little, (1999) Molecular Biotechnology, 12: 173-201 and Skerra and Pluckthun, (1988) Science, 240: 1038-1040.
[0007] Se han recuperado y purificado factores de crecimiento de unión a heparina recombinantes tales como factor de crecimiento de fibroblastos ácido, factor de crecimiento de fibroblastos básico y factor de crecimiento endotelial vascular a partir de una serie de fuentes incluyendo bacterias (Salter D.H. y col., (1996) Labor. Invest. 74(2): 546-556 (VEGF); Siemeister y col., (1996) Biochem. Biophys. Res. Commun. 222(2): 249-55 (VEGF); Scrofani y col., (2001) J. Microbiol. Biotechnol. 11(4): 543-551 (VEGF); Cao y col., (1996) J. Biol. Chem. 261(6): 3154-62 (VEGF); Yang y col., (1994) Gaojishu Tongxun, 4:28-31 (VEGF); Anspach y col., (1995) J. Chromatogr. A 711(1): 129-139 (aFGF y bFGF); Gaulandris (1994) J. Cell. Physiol. 161(1): 149-59 (bFGF); Estape y Rinas (1996) Biotech. Tech. 10(7): 481-484 (bFGF); McDonald y col., (1995) FASEB [0007] Recombinant heparin-binding growth factors such as acid fibroblast growth factor, basic fibroblast growth factor and vascular endothelial growth factor have been recovered and purified from a number of sources including bacteria (Salter DH and col., (1996) Labor. Invest. 74 (2): 546-556 (VEGF); Siemeister et al., (1996) Biochem. Biophys. Res. Commun. 222 (2): 249-55 (VEGF); Scrofani et al., (2001) J. Microbiol. Biotechnol. 11 (4): 543-551 (VEGF); Cao et al. (1996) J. Biol. Chem. 261 (6): 3154-62 (VEGF ); Yang et al. (1994) Gaojishu Tongxun, 4: 28-31 (VEGF); Anspach et al. (1995) J. Chromatogr. A 711 (1): 129-139 (aFGF and bFGF); Gaulandris (1994) J. Cell. Physiol. 161 (1): 149-59 (bFGF); Estape and Rinas (1996) Biotech. Tech. 10 (7): 481-484 (bFGF); McDonald et al., (1995 ) PHASEB
J. 9(3): A410 (bFGF)). Sin embargo, los sistemas de expresión bacteriana tales como E. coli carecen de la maquinaria celular para facilitar el replegamiento apropiado de las proteínas, y generalmente no dan como resultado la secreción de proteínas grandes en los medios de cultivo. Las proteínas recombinantes expresadas en células hospedadoras bacterianas se encuentran a menudo como cuerpos de inclusión consistentes en masas densas de proteína reducida parcialmente plegada y plegada erróneamente. De esta forma, la proteína recombinante es generalmente inactiva. Por ejemplo, la forma activa predominante del VEGF es un homodímero de dos polipéptidos de 165 aminoácidos (VEGF-165). En esta estructura, cada subunidad contiene 7 pares de enlaces disulfuro intracatenarios y dos pares adicionales que afectan al ligamiento covalente de las dos subunidades (Ferrara y col., (1991) J. Cell. Biochem. 47: 211-218). La conformación nativa incluye un dominio fuertemente básico que se ha mostrado que se une fácilmente a heparina (Ferrara y col. (1991) supra). La dimerización covalente de VEGF es necesaria para una unión a receptor y actividad biológica eficaces (Pötgens y col., (1994) J. Biol. Chem. 269: 32879-32885; Claffey y col., (1995) Biochim. et Biophys. Acta 1246: 1-9). El producto bacteriano contiene potencialmente varios intermedios plegados erróneamente y con puentes disulfuro desorganizados. J. 9 (3): A410 (bFGF)). However, bacterial expression systems such as E. coli lack the cellular machinery to facilitate the proper refolding of proteins, and generally do not result in the secretion of large proteins in the culture media. Recombinant proteins expressed in bacterial host cells are often found as inclusion bodies consisting of dense masses of reduced protein partially folded and erroneously folded. In this way, the recombinant protein is generally inactive. For example, the predominant active form of VEGF is a homodimer of two 165 amino acid polypeptides (VEGF-165). In this structure, each subunit contains 7 pairs of intracatenary disulfide bonds and two additional pairs that affect the covalent ligation of the two subunits (Ferrara et al. (1991) J. Cell. Biochem. 47: 211-218). The native conformation includes a strongly basic domain that has been shown to readily bind to heparin (Ferrara et al. (1991) supra). Covalent dimerization of VEGF is necessary for effective receptor binding and biological activity (Pötgens et al., (1994) J. Biol. Chem. 269: 32879-32885; Claffey et al., (1995) Biochim. Et Biophys. Minutes 1246: 1-9). The bacterial product potentially contains several intermediates folded wrongly and with disorganized disulfide bridges.
[0008] Adicionalmente, el replegamiento produce a menudo dímeros, trímeros y multímeros plegados erróneamente y ligados por disulfuro (Morris y col., (1990) Biochem. J., 268: 803-806; Toren y col., (1988) Anal. Biochem., 169:287-299). Este fenómeno de asociación es muy común durante el replegamiento de proteínas, particularmente a concentraciones altas de proteína, y parece implicar a menudo la asociación mediante interacción hidrófoba de intermedios parcialmente plegados (Cleland y Wang, (1990) Biochemistry, 29: 11072-11078). [0008] Additionally, refolding often produces dimers, trimers and multimers that are erroneously folded and bound by disulfide (Morris et al. (1990) Biochem. J., 268: 803-806; Toren et al. (1988) Anal Biochem., 169: 287-299). This association phenomenon is very common during protein refolding, particularly at high protein concentrations, and often seems to involve association by hydrophobic interaction of partially folded intermediates (Cleland and Wang, (1990) Biochemistry, 29: 11072-11078) .
[0009] El plegamiento erróneo ocurre en la célula durante la fermentación o durante el procedimiento de aislamiento. Las proteínas recuperadas del espacio periplasmático o intracelular deben solubilizarse y la proteína soluble replegarse al estado nativo. Los procedimientos in vitro para replegar las proteínas en la conformación correcta biológicamente activa son esenciales para obtener proteínas funcionales. El procesamiento típico posterior de proteínas recuperadas a partir de cuerpos de inclusión incluye la disolución del cuerpo de inclusión en un desnaturalizante a alta concentración tal como urea, seguido de dilución del desnaturalizante para permitir que ocurra el replegamiento (véanse las patentes de EE.UU. nº 4.512.922, 4.511.502 y 4.511.503). Véanse también Rudolph y Lilie, (1996) FASEB J. 10: 49-56 y Fischer y col., (1993), Biotechnology and Bioengineering, 41: 3-13. Dichos procedimientos de recuperación se considera que son universalmente aplicables, con modificaciones menores, a la recuperación de proteínas recombinantes biológicamente activas a partir de cuerpos de inclusión. Estos procedimientos se han aplicado a proteínas de unión a heparina tales como VEGF (Siemeister y col. (1996) supra). Estos procedimientos buscan eliminar los enlaces disulfuro aleatorios antes de lograr la proteína recombinante en su conformación biológicamente activa mediante sus demás fuerzas de estabilización, y pueden no eliminar los intermedios plegados inapropiadamente o no proporcionar poblaciones homogéneas de producto plegado apropiadamente. [0009] Wrong folding occurs in the cell during fermentation or during the isolation procedure. Proteins recovered from the periplasmic or intracellular space must be solubilized and the soluble protein retreated to the native state. In vitro procedures to replicate proteins in the correct biologically active conformation are essential to obtain functional proteins. Typical subsequent processing of proteins recovered from inclusion bodies includes dissolution of the inclusion body in a high concentration denaturant such as urea, followed by dilution of the denaturant to allow refolding to occur (see US Pat. No. 4,512,922, 4,511,502 and 4,511,503). See also Rudolph and Lilie, (1996) FASEB J. 10: 49-56 and Fischer et al., (1993), Biotechnology and Bioengineering, 41: 3-13. Such recovery procedures are considered to be universally applicable, with minor modifications, to the recovery of biologically active recombinant proteins from inclusion bodies. These procedures have been applied to heparin binding proteins such as VEGF (Siemeister et al. (1996) supra). These procedures seek to eliminate random disulfide bonds before achieving the recombinant protein in its biologically active conformation through its other stabilization forces, and may not eliminate improperly folded intermediates or provide homogeneous populations of properly folded product.
[0010] Se han usado micelas inversas o cromatografía de intercambio iónico para ayudar al replegamiento de proteínas desnaturalizadas incluyendo una sola proteína en micelas o aislándolas sobre una resina y retirando entonces el desnaturalizante (Hagen y col., (1990) Biotechnol. Bioeng. 35: 966-975; Creighton (1985) en “Protein Structure Folding and Design” (Oxender, D.L. Ed.) pág. 249251, Nueva York: Alan R. Liss, Inc.). Estos procedimientos han sido útiles para prevenir la agregación de proteína y facilitar el replegamiento apropiado. Para alterar la velocidad o extensión del replegamiento, se ha efectuado un replegamiento específico de conformación con ligados y anticuerpos de la estructura nativa de la proteína (Cleland y Wang, (1993), en “Biotechnology”, (Rehm H.-J. y Reed G. Eds.) pág. 528-555, Nueva York, VCH). Por ejemplo, la creatina cinasa se ha replegado en presencia de anticuerpos de la estructura nativa (Morris y col., (1987) Biochem. J. 248: 53-57). Además de anticuerpos, se han usado ligandos y cofactores para potenciar el replegamiento. Sería más probable que estas moléculas interaccionaran con la proteína plegada después de la formación de la proteína nativa. Por lo tanto, el equilibrio de plegamiento puede “desplazarse” al estado nativo. Por ejemplo, la velocidad de replegamiento del ferricitocromo c se ha potenciado por el ligando extrínseco de la posición axial del hierro de hemo (Brems y Stellwagon, (1983) J. Biol. Chem. [0010] Inverse micelles or ion exchange chromatography have been used to aid in refolding denatured proteins including a single protein in micelles or isolating them on a resin and then removing the denaturant (Hagen et al. (1990) Biotechnol. Bioeng. 35 : 966-975; Creighton (1985) in "Protein Structure Folding and Design" (Oxender, DL Ed.) P. 249251, New York: Alan R. Liss, Inc.). These procedures have been useful to prevent protein aggregation and facilitate proper refolding. To alter the speed or extent of refolding, a specific refolding of conformation with ligands and antibodies of the native structure of the protein (Cleland and Wang, (1993), in "Biotechnology", (Rehm H.-J. and Reed G. Eds.) P. 528-555, New York, VCH). For example, creatine kinase has been replicated in the presence of antibodies of the native structure (Morris et al. (1987) Biochem. J. 248: 53-57). In addition to antibodies, ligands and cofactors have been used to enhance refolding. These molecules would be more likely to interact with the folded protein after the formation of the native protein. Therefore, the folding equilibrium can "shift" to the native state. For example, the refolding speed of ferricitochrome c has been enhanced by the extrinsic ligand of the axial position of heme iron (Brems and Stellwagon, (1983) J. Biol. Chem.
258: 3655-3661). Se han usado también proteínas chaperonas para ayudar al plegamiento de proteínas. Véase, por ejemplo, Baneyx, (1999) Current Opinion in Biotechnology, 10:411-421. Heparina y sulfato de heparina se han indicado para ayudar a estabilizar la proteína de unión a heparina VEGF (Brandner y col., 2005), Biochem. Biophys. Res. Commun. 340: 826-839; Gengrinovitch y col., (1999) J. Biol. Chem. 274: 10816-10822). 258: 3655-3661). Chaperone proteins have also been used to aid protein folding. See, for example, Baneyx, (1999) Current Opinion in Biotechnology, 10: 411-421. Heparin and heparin sulfate have been indicated to help stabilize the heparin binding protein VEGF (Brandner et al., 2005), Biochem. Biophys Res. Commun. 340: 826-839; Gengrinovitch et al., (1999) J. Biol. Chem. 274: 10816-10822).
[0011] Existe la necesidad de procedimientos nuevos y más eficaces de plegamiento y/o recuperación de proteínas de unión a heparina a partir de un cultivo de células hospedadoras, por ejemplo, para la producción eficaz y económica de proteínas de unión a heparina en un cultivo de células bacterianas, que proporcionen la eliminación o reducción de intermedios biológicamente inactivos y una recuperación mejorada de una proteína replegada apropiadamente biológicamente activa y altamente purificada que, y que sean aplicables en general a la producción a escala de fabricación de las proteínas. La invención se dirige a estas y otras necesidades, como resultará evidente tras la revisión de la siguiente divulgación. [0011] There is a need for new and more efficient methods of folding and / or recovering heparin-binding proteins from a host cell culture, for example, for the efficient and economical production of heparin-binding proteins in a culture of bacterial cells, which provide for the elimination or reduction of biologically inactive intermediates and an improved recovery of a properly biologically active and highly purified refolded protein which, and which are generally applicable to the production at the manufacturing scale of the proteins. The invention addresses these and other needs, as will be apparent upon review of the following disclosure.
Sumario de la invención Summary of the invention
[0012] La invención proporciona un procedimiento para la recuperación y purificación de proteínas de unión a heparina replegadas a partir de un cultivo celular, en particular a partir de células hospedadoras procarióticas, por ejemplo células bacterianas, según las reivindicaciones. Por ejemplo, el procedimiento comprende las etapas de (a) aislar una proteína de unión a heparina insoluble del espacio periplasmático o intracelular de dichas células bacterianas; (b) solubilizar dicha proteína de unión a heparina insoluble aislada en una primera disolución tamponada que comprende un agente caotrópico y un agente reductor y c) incubar dicha proteína de unión a heparina solubilizada en una segunda disolución tamponada que comprende un agente caotrópico y un agente polianiónico sulfatado durante un tiempo y condiciones tales que ocurra el replegamiento de la proteína de unión a heparina, y (d) recuperar dicha proteína de unión a heparina replegada, en el que hay un aumento de 2 a 10 veces en la concentración de proteína recuperada mediante incubación con un agente polianiónico sulfatado en comparación con un control según las reivindicaciones. En una realización, la segunda disolución tamponada comprende adicionalmente arginina. En una realización, la segunda disolución tamponada comprende adicionalmente cisteína o un agente reductor suave. [0012] The invention provides a method for the recovery and purification of folded heparin-binding proteins from a cell culture, in particular from prokaryotic host cells, for example bacterial cells, according to the claims. For example, the method comprises the steps of (a) isolating an insoluble heparin-binding protein from the periplasmic or intracellular space of said bacterial cells; (b) solubilizing said insoluble heparin binding protein isolated in a first buffered solution comprising a chaotropic agent and a reducing agent and c) incubating said solubilized heparin binding protein in a second buffered solution comprising a chaotropic agent and a polyanionic agent sulfated for a time and conditions such that the refolding of the heparin binding protein occurs, and (d) recovering said refolded heparin binding protein, in which there is a 2 to 10 fold increase in the concentration of protein recovered by incubation with a sulfated polyanionic agent compared to a control according to the claims. In one embodiment, the second buffered solution further comprises arginine. In one embodiment, the second buffered solution further comprises cysteine or a mild reducing agent.
[0013] Según la invención, hay un aumento de 2-5 veces en la concentración de proteína de la proteína replegada biológicamente activa recuperada. Puede haber un aumento de 3-5 veces en la concentración de proteína replegada biológicamente activa recuperada, o un aumento de 2-3 veces en la concentración de proteína replegada biológicamente activa recuperada. Puede haber un aumento, por ejemplo, mayor de 2,0 veces, 2,5 veces, 2,8 veces, 3,0 veces o 5 veces en la concentración de proteína de proteína replegada biológicamente activa recuperada. En una realización de la invención, hay un aumento de 3 a 5 veces en la concentración de proteína de VEGF replegado biológicamente activo. [0013] According to the invention, there is a 2-5 fold increase in the protein concentration of the recovered biologically active refolded protein. There may be a 3-5-fold increase in the concentration of biologically active refolded protein recovered, or a 2-3-fold increase in the concentration of biologically active refolded protein recovered. There may be an increase, for example, greater than 2.0 times, 2.5 times, 2.8 times, 3.0 times or 5 times in the concentration of biologically active refolded protein protein recovered. In one embodiment of the invention, there is a 3 to 5 fold increase in the concentration of biologically active refolded VEGF protein.
[0014] Los procesos de la invención son aplicables al factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF). Los procesos descritos en la presente memoria son aplicables en sentido amplio a proteínas de unión a heparina y especialmente a factores de crecimiento de unión a heparina, y en particular, al factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF). En ciertas realizaciones de la invención, el agente polianiónico sulfatado es de entre aproximadamente 3.000 y 10.000 Da. El agente polianiónico sulfatado utilizado en los procesos de producción es un sulfato de dextrano o sulfato de sodio. En un aspecto, el sulfato de dextrano es de entre 3.000 Da y 10.000 Da. [0014] The processes of the invention are applicable to vascular endothelial growth factor (VEGF). The processes described herein are broadly applicable to heparin-binding proteins and especially to heparin-binding growth factors, and in particular, to vascular endothelial growth factor (VEGF). In certain embodiments of the invention, the sulfated polyanionic agent is between about 3,000 and 10,000 Da. The sulfated polyanionic agent used in production processes is a dextran sulfate or sodium sulfate. In one aspect, dextran sulfate is between 3,000 Da and 10,000 Da.
[0015] La invención incluye adicionalmente procesos y procedimientos para la purificación de la proteína de unión a heparina VEGF en relación con la recuperación de la proteína de unión a heparina como se describe en la presente memoria. En una realización particular, los procedimientos de purificación incluyen poner en contacto dicha proteína de unión a heparina replegada con un soporte cromatográfico de hidroxiapatito, un primer soporte cromatográfico de interacción hidrófoba, un soporte cromatográfico catiónico y un segundo soporte cromatográfico de interacción hidrófoba, y eluir selectivamente la proteína de unión a heparina de cada soporte. En otra realización, un procedimiento de purificación comprende poner en contacto dicha proteína de unión a heparina replegada con un soporte de intercambio catiónico, un primer soporte cromatográfico de interacción hidrófoba y un soporte de intercambio iónico o cromatográfico de medios mixtos, y eluir selectivamente la proteína de unión a heparina de cada soporte. Se contempla que las etapas de recuperación pueden efectuarse en cualquier orden, por ejemplo, secuencialmente o alterando el orden de los soportes cromatográficos. En ciertas realizaciones de la invención, se proporcionan procedimientos para recuperar y purificar proteínas de unión a heparina replegadas a partir de un cultivo celular a escala de fabricación o industrial. [0015] The invention further includes processes and methods for purification of the VEGF heparin-binding protein in relation to the recovery of the heparin-binding protein as described herein. In a particular embodiment, the purification procedures include contacting said folded heparin binding protein with a hydroxyapatite chromatographic support, a first hydrophobic interaction chromatographic support, a cationic chromatographic support and a second hydrophobic interaction chromatographic support, and eluting selectively the heparin binding protein of each support. In another embodiment, a purification process comprises contacting said folded heparin binding protein with a cation exchange support, a first hydrophobic interaction chromatographic support and a mixed media ion or chromatographic exchange support, and selectively eluting the protein Heparin binding of each support. It is contemplated that the recovery steps can be carried out in any order, for example, sequentially or by altering the order of the chromatographic supports. In certain embodiments of the invention, methods are provided for recovering and purifying folded heparin binding proteins from a manufacturing or industrial scale cell culture.
Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings
La Figura 1 ilustra un cromatograma de VEGF producido por la cepa bacteriana W3110 cargado en una columna POROS HE2/M (4,6 x 100 mm, PerSeptive BioResearch Products, Cambridge, MA). Por ejemplo, la columna POROS HE/2M se equilibra con fosfato de sodio 10 mM, pH 7, que contiene cloruro de sodio 0,15 M. Se eluye la columna usando un gradiente lineal de cloruro de sodio 0,15-2 M, fosfato de sodio 10 mM, pH 7, durante 10 minutos. Se controla el eluyente a 280 nm. La proteína recuperada en cada pico corresponde a VEGF, sin embargo solo el pico 3 corresponde a VEGF replegado apropiadamente biológicamente activo. Figure 1 illustrates a VEGF chromatogram produced by the bacterial strain W3110 loaded on a POROS HE2 / M column (4.6 x 100 mm, PerSeptive BioResearch Products, Cambridge, MA). For example, the POROS HE / 2M column is equilibrated with 10 mM sodium phosphate, pH 7, containing 0.15 M sodium chloride. The column is eluted using a linear gradient of 0.15-2 M sodium chloride, 10 mM sodium phosphate, pH 7, for 10 minutes. The eluent is controlled at 280 nm. The protein recovered in each peak corresponds to VEGF, however only peak 3 corresponds to appropriately biologically active refolded VEGF.
La Figura 2 ilustra un gráfica que representa la estabilización por heparina de VEGF plegado apropiadamente nativo. El VEGF se suspende en HEPES 50 mM, pH 8, que contiene EDTA 5 mM, NaCl 0,2 mM y cisteína 10 mM. Figure 2 illustrates a graph depicting heparin stabilization of properly folded native VEGF. VEGF is suspended in 50 mM HEPES, pH 8, which contains 5 mM EDTA, 0.2 mM NaCl and 10 mM cysteine.
Las Figuras 3A -3D ilustran cromatografías de VEGF producido por la cepa bacteriana W3110 e incubado con sulfato de dextrano de 5.000 Da 12 µg/ml (Figura 3A); sulfato de dextrano de Figures 3A-3D illustrate VEGF chromatographs produced by bacterial strain W3110 and incubated with dextran sulfate of 5,000 Da 12 µg / ml (Figure 3A); dextran sulfate
3.000 Da 25 µg/ml (Figura 3D), y cargado en una columna POROS HE2/M (4,6 x 100 mm, PerSeptive BioResearch Products, Cambridge, MA). Por ejemplo, la columna se equilibra con fosfato de sodio 10 mM, pH 7, que contiene cloruro de sodio 0,15 M. Se eluye la columna usando un gradiente lineal de cloruro de sodio 0,15-2 M en fosfato de sodio 10 mM, pH 7, durante 10 minutos. Se controla el eluyente a 280 nm. La proteína recuperada en cada pico corresponde a VEGF, sin embargo solo el pico 3 corresponde a un VEGF replegado apropiadamente biológicamente activo. 3,000 Gives 25 µg / ml (Figure 3D), and loaded onto a POROS HE2 / M column (4.6 x 100 mm, PerSeptive BioResearch Products, Cambridge, MA). For example, the column is equilibrated with 10 mM sodium phosphate, pH 7, containing 0.15 M sodium chloride. The column is eluted using a linear gradient of 0.15-2 M sodium chloride in sodium phosphate. mM, pH 7, for 10 minutes. The eluent is controlled at 280 nm. The protein recovered in each peak corresponds to VEGF, however only peak 3 corresponds to an appropriately biologically active refolded VEGF.
La Figura 4 ilustra el efecto de la escala sobre el replegamiento de VEGF. Figure 4 illustrates the effect of the scale on VEGF refolding.
La Figura 5 ilustra el efecto de la heparina de bajo peso molecular (PM) y alto PM y del sulfato de dextrano de 10.000 Da sobre el replegamiento de VEGF. El pico 3 corresponde a un VEGF replegado apropiadamente biológicamente activo. Figure 5 illustrates the effect of low molecular weight (PM) and high PM heparin and 10,000 Da dextran sulfate on VEGF refolding. Peak 3 corresponds to a properly biologically active refolded VEGF.
La Figura 6 ilustra el efecto del sulfato de sodio sobre el replegamiento de VEGF. El pico 3 corresponde a un VEGF replegado apropiadamente biológicamente activo. Figure 6 illustrates the effect of sodium sulfate on VEGF refolding. Peak 3 corresponds to a properly biologically active refolded VEGF.
La Figura 7 ilustra el efecto de la heparina de bajo peso molecular (PM) y alto PM y del sulfato de dextrano de 5.000 Da, 8.000 Da y 10.000 Da, sobre el replegamiento de VEGF. El pico 3 corresponde a VEGF replegado apropiadamente biológicamente activo. Figure 7 illustrates the effect of low molecular weight (PM) and high PM heparin and 5,000 Da, 8,000 Da and 10,000 Da dextran sulfate on VEGF refolding. Peak 3 corresponds to appropriately biologically active refolded VEGF.
La Figura 8 ilustra el efecto de heparina y sulfato de dextrano sobre el replegamiento de VEGF. El pico 3 corresponde a VEGF replegado apropiadamente biológicamente activo. Figure 8 illustrates the effect of heparin and dextran sulfate on VEGF refolding. Peak 3 corresponds to appropriately biologically active refolded VEGF.
La Figura 9 ilustra el efecto de urea y DTT sobre la extracción de VEGF a partir de cuerpos de inclusión bacterianos. Figure 9 illustrates the effect of urea and DTT on the extraction of VEGF from bacterial inclusion bodies.
La Figura 10 ilustra el efecto de la concentración de urea y DTT sobre el replegamiento de VEGF. Figure 10 illustrates the effect of urea and DTT concentration on VEGF refolding.
La Figura 11 ilustra la secuencia aminoacídica de VEGF165 con los puentes disulfuro indicados (SEQ ID NO.:1). Figure 11 illustrates the amino acid sequence of VEGF165 with the disulfide bridges indicated (SEQ ID NO.:1).
La Figura 12 ilustra el efecto de la presencia de aminoácidos cargados. A una concentración de 0,75 M en la segunda disolución tamponada, tanto arginina como lisina son beneficiosas, mientras que la histidina tiene poco efecto aditivo en comparación con la disolución tamponada sin ella. Adicionalmente, se ha mostrado que la arginina tiene un efecto similar a concentraciones de 0,1 a 1 M. Figure 12 illustrates the effect of the presence of charged amino acids. At a concentration of 0.75 M in the second buffered solution, both arginine and lysine are beneficial, while histidine has little additive effect compared to the buffered solution without it. Additionally, arginine has been shown to have a similar effect at concentrations of 0.1 to 1 M.
La Figura 13 ilustra el efecto de la disolución sobre el % de eficacia de replegamiento, en que, aunque la concentración de VEGF total es menor a medida que aumenta la dilución, el % de eficacia de replegamiento es mayor con más dilución. Descripción detallada Definiciones Figure 13 illustrates the effect of the solution on the% of refolding efficiency, in which, although the concentration of total VEGF is lower as the dilution increases, the% of refolding efficiency is greater with more dilution. Detailed Description Definitions
[0017] “Heparina” (también designada como ácido heparínico) es un grupo heterogéneo de mucopolisacáridos aniónicos de cadena lineal altamente sulfatados denominados glucosaminoglucanos. Aunque pueden estar presentes otros, los azúcares principales en la heparina son: 2-sulfato del ácido α-L-idurónico, 6-sulfato de 2-desoxi-2-sulfamino-α-glucosa, ácido β-Dglucurónico, 2-acetamido-2-desoxi-α-D-glucosa y ácido L-idurónico. Estos, y opcionalmente otros azúcares, están unidos por enlaces glucosídicos, formando polímeros de tamaños variables. Debido a la presencia de sus grupos sulfato y ácido carboxílico ligados covalentemente, la heparina es fuertemente ácida. El peso molecular de la heparina varía desde aproximadamente 3.000 hasta aproximadamente 20.000 Da dependiendo de la fuente y del procedimiento de determinación. [0017] "Heparin" (also referred to as heparinic acid) is a heterogeneous group of highly sulfated linear chain anionic mucopolysaccharides called glucosaminoglycans. Although others may be present, the main sugars in heparin are: α-L-iduronic acid 2-sulfate, 2-deoxy-2-sulfamino-α-glucose 6-sulfate, β-Dglucuronic acid, 2-acetamido- 2-deoxy-α-D-glucose and L-iduronic acid. These, and optionally other sugars, are linked by glycosidic bonds, forming polymers of varying sizes. Due to the presence of its covalently linked sulfate and carboxylic acid groups, heparin is strongly acidic. The molecular weight of heparin varies from about 3,000 to about 20,000 Da depending on the source and the determination procedure.
[0018] La heparina nativa es un constituyente de diversos tejidos, especialmente hígado y pulmón, y de mastocitos en varias especies de mamífero. La heparina y las sales de heparina (heparina de sodio) están comercialmente disponibles y se usan principalmente como anticoagulantes en diversas situaciones clínicas. [0018] Native heparin is a constituent of various tissues, especially liver and lung, and mast cells in various mammalian species. Heparin and heparin salts (sodium heparin) are commercially available and are mainly used as anticoagulants in various clinical situations.
[0019] "Sulfato de dextrano” es un sulfato de dextrano cuya estructura principal es un polímero de D-glucosa. La glucosa, y opcionalmente otros azúcares, están unidos por enlaces glucosídicos αD(1-6), formando polímeros de tamaños variables. Debido a la presencia de sulfato ligado covalentemente, el sulfato de dextrano es fuertemente ácido. El contenido de azufre es generalmente no menor de un 10%, y típicamente de aproximadamente 15-20%, con hasta 3 grupos sulfato por molécula de glucosa. El peso molecular medio del sulfato de dextrano es de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 40.000.000 Da. Los ejemplos de sulfato de dextrano empleables en la invención incluyen el sulfato de dextranos producidos a partir de microorganismos tales como Leuconostoc mesenteroides y L. dextranicum. [0019] "Dextran sulfate" is a dextran sulfate whose main structure is a D-glucose polymer. Glucose, and optionally other sugars, are linked by αD glycosidic bonds (1-6), forming polymers of varying sizes. Due to the presence of covalently bound sulfate, dextran sulfate is strongly acidic.The sulfur content is generally not less than 10%, and typically about 15-20%, with up to 3 sulfate groups per glucose molecule. Average molecular weight of dextran sulfate is from about 1,000 to about 40,000,000 Da. Examples of dextran sulfate employed in the invention include dextran sulfate produced from microorganisms such as Leuconostoc mesenteroides and L. dextranicum.
[0020] “Agente polianiónico” como se usa dentro del alcance de la invención pretende describir preparaciones de heparina nativa purificada comercialmente disponibles y compuestos que son capaces de unirse a proteínas de unión a heparina, incluyendo otros “agentes polianiónicos” tales como sulfato de sodio, sulfato de heparina, sulfato de heparano, (poli)sulfato de pentosano, dextrano, sulfato de dextrano, ácido hialurónico, condroitina, sulfato de condroitina, sulfato de dermatano y sulfato de queratano. Es particularmente útil dentro del contexto de la invención un “agente polianiónico sulfatado” tal como, por ejemplo, un derivado sulfato de un polisacárido, tal como sulfato de heparina, sulfato de dextrano, sulfatos de ciclodextrina producidos por microorganismos tales como Bacillus macerans descritos en la patente de EE.UU. nº 5.314.872, así como sulfatos de otros glucanos tales como sulfatos de β-1,3-glucanos, produciéndose el β-1,3-glucano por microorganismos que pertenecen al género Alcaligenes o Agrobacterium, y sulfato de condroitina así como fragmentos de heparina sulfatada. [0020] "Polyanionic agent" as used within the scope of the invention is intended to describe commercially available purified native heparin preparations and compounds that are capable of binding to heparin-binding proteins, including other "polyanionic agents" such as sodium sulfate. , heparin sulfate, heparan sulfate, (poly) pentosan sulfate, dextran, dextran sulfate, hyaluronic acid, chondroitin, chondroitin sulfate, dermatan sulfate and queratane sulfate. Particularly useful within the context of the invention is a "sulfated polyanionic agent" such as, for example, a sulfate derivative of a polysaccharide, such as heparin sulfate, dextran sulfate, cyclodextrin sulfates produced by microorganisms such as Bacillus macerans described in U.S. Patent No. 5,314,872, as well as sulfates of other glucans such as β-1,3-glucane sulfates, producing β-1,3-glucan by microorganisms belonging to the genus Alcaligenes or Agrobacterium, and chondroitin sulfate as well as fragments of sulfated heparin.
[0021] Los agentes mencionados anteriormente están disponibles en general y son reconocidos por el experto. Por ejemplo, los fragmentos de heparina sulfatada pueden obtenerse a partir de una colección de oligosacáridos derivados de heparina que se han fraccionado mediante cromatografía de exclusión molecular. La preparación de oligosacáridos derivados de heparina fraccionados por afinidad se ha notificado por Ishihara y col., (1993) J. Biol. Chem., 268: 4675-4683. Estos oligosacáridos se prepararon a partir de heparina porcina comercial después de despolimerización parcial con ácido nitroso, reducción con borohidruro de sodio y fraccionamiento mediante cromatografía de exclusión molecular. Se aplicaron los conjuntos resultantes de di-, tetra-, hexa-, octa- y decasacáridos secuencialmente a una columna de afinidad de bFGF recombinante humano unido covalentemente a SEPHAROSE™ 4B, y se fraccionaron adicionalmente en subconjuntos basándose en su elución de esta columna en respuesta a gradientes de cloruro de sodio. Esto dio como resultado cinco conjuntos, designados Hexa-1 a Hexa-5, cuyas estructuras y actividades biológicas se evaluaron adicionalmente. Se muestran la estructura de Hexa-5C y su espectro de RMN a 500 MHz en la Figura 4 de Tyrell y col., (1993) J. Biol. Chem., 268: 4684-4689. Este hexasacárido tiene la estructura [IdoA(2-OSO3)α1-4GlcNSO3(6-OSO3)α1-4]2IdoA(2-OSO3)α14AManR(6-OSO3). Todos los oligosacáridos derivados de heparina debatidos anteriormente, así como otros oligosacáridos de tipo heparina, son adecuados y pueden usarse según la invención. En una realización de la invención, se usan hexasacáridos y polisacáridos de heparina de alto tamaño unitario (por ejemplo, hepta-, octa-, nona- y decasacáridos). Además, se usan ventajosamente los oligosacáridos derivados de heparina o de tipo heparina con una gran carga neta negativa, por ejemplo, debido a un alto grado de sulfatación. [0021] The agents mentioned above are generally available and are recognized by the expert. For example, sulfated heparin fragments can be obtained from a collection of heparin-derived oligosaccharides that have been fractionated by molecular exclusion chromatography. The preparation of affinity fractionated heparin-derived oligosaccharides has been reported by Ishihara et al. (1993) J. Biol. Chem., 268: 4675-4683. These oligosaccharides were prepared from commercial swine heparin after partial depolymerization with nitrous acid, reduction with sodium borohydride and fractionation by molecular exclusion chromatography. The resulting sets of di-, tetra-, hexa-, octa- and decasaccharides were sequentially applied to an affinity column of human recombinant bFGF covalently bound to SEPHAROSE ™ 4B, and further fractionated into subsets based on their elution from this column in response to sodium chloride gradients. This resulted in five sets, designated Hexa-1 to Hexa-5, whose biological structures and activities were further evaluated. The structure of Hexa-5C and its 500 MHz NMR spectrum are shown in Figure 4 of Tyrell et al. (1993) J. Biol. Chem., 268: 4684-4689. This hexasaccharide has the structure [IdoA (2-OSO3) α1-4GlcNSO3 (6-OSO3) α1-4] 2IdoA (2-OSO3) α14AManR (6-OSO3). All heparin-derived oligosaccharides discussed above, as well as other heparin-type oligosaccharides, are suitable and can be used according to the invention. In one embodiment of the invention, heparin hexasaccharides and heparin polysaccharides of high unit size (eg, hepta-, octa-, nona- and decasaccharides) are used. In addition, heparin-derived or heparin-derived oligosaccharides with a large net negative charge are advantageously used, for example, due to a high degree of sulfation.
[0022] El término “proteína de unión a heparina” o “HPB” como se usa en la presente memoria designa un polipéptido capaz de unión a heparina (como se define anteriormente en la presente memoria). La definición incluye las formas madura, pre, prepro y pro de proteínas de unión a heparina nativas y producidas recombinantemente. Son ejemplos típicos de proteínas de unión a heparina los “factores de crecimiento de unión a heparina” incluyendo, pero sin limitación, factor de crecimiento epidérmico (EGF), factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), factor de crecimiento de fibroblastos básico (bFGF), factor de crecimiento de fibroblastos ácido (aFGF), factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), factor de crecimiento de hepatocitos (HGF) (también conocido como factor de dispersión, SF) y factor de crecimiento nervioso (NGF), IL-8, etc. [0022] The term "heparin binding protein" or "HPB" as used herein designates a polypeptide capable of heparin binding (as defined hereinbefore). The definition includes mature, pre, prepro and pro forms of native and recombinantly produced heparin binding proteins. Typical examples of heparin-binding proteins are "heparin-binding growth factors" including, but not limited to, epidermal growth factor (EGF), platelet-derived growth factor (PDGF), basic fibroblast growth factor ( bFGF), acid fibroblast growth factor (aFGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), hepatocyte growth factor (HGF) (also known as dispersion factor, SF) and nerve growth factor (NGF), IL -8, etc.
[0023] Como se usa en la presente memoria, “factor de crecimiento endotelial vascular” o “VEGF” designa un factor de crecimiento de mamíferos derivado originalmente de células foliculares de pituitaria bovina que tienen la secuencia aminoacídica dada a conocer en Castor, C.W. y col., (1991) Methods in Enzymol. 198: 391-405, junto con derivados funcionales del mismo que tienen la actividad biológica cualitativa de un VEGF nativo correspondiente incluyendo, pero sin limitación, la secuencia aminoacídica de VEGF humano como se notifica en Houck y col., (1991) Mol. Endocrin. 5: 1806-1814. Véanse también Leung y col. (1989) Science, 246: 1306 y Robinson y Stringer, (2001) Journal of Cell Science, 144(5): 853-865, patente de EE.UU. nº 5.332.671. La forma predominante del VEGF es un homodímero de 165 aminoácidos que tiene 16 restos de cisteína que forman 7 enlaces disulfuro intramoleculares y dos enlaces disulfuro intermoleculares. Se ha implicado un corte y empalme alternativos en la formación de polipéptidos de VEGF humano múltiples constituidos por 121, 145, 165, 189 y 206 aminoácidos, sin embargo, la variante VEGF121 carece del dominio de unión a heparina de las demás variantes y por lo tanto no entra dentro de la definición de proteína de unión a heparina expuesta en la presente memoria. Todas las isoformas de VEGF comparten un dominio aminoterminal común, pero difieren en la longitud de la porción carboxiterminal de la molécula. La forma activa preferida de VEGF, VEGF165, tiene enlaces disulfuro entre los restos aminoacídicos Cys26-Cys68; Cys57-Cys104; Cys61-Cys102; Cys117-Cys135; Cys120-Cys137; Cys139-Cys158; Cys146-Cys160 en cada monómero. Véase la Figura 11. Véase también, por ejemplo, Keck y col., (1997) Archives of Biochemistry and Biophysics 344(1): 103-113. La molécula de VEGF165 está compuesta por dos dominios: un dominio de unión a receptor aminoterminal (homodímero ligado por disulfuro de aminoácidos 1-110) y un dominio de unión a heparina carboxiterminal (restos 111-165). Véase, por ejemplo, Keyt y col., (1996) J. Biol. Chem., 271 (13): 7788-7795. En ciertas realizaciones de la invención, el VEGF165 aislado y purificado no está glucosilado en el resto 75 (Asn). Véase, por ejemplo, Yang y col., (1998) Journal of Pharm. & Experimental Therapeutics, 284: 103-110. En ciertas realizaciones de la invención, el VEGF165 aislado y purificado está sustancialmente no desamidado en el resto Asn10. En ciertas realizaciones de la invención, el VEGF165 aislado y purificado es una mezcla de proteína desamidada (en el resto Asn10) y proteína no desamidada, típicamente con la mayoría de la proteína estando no desamidada. Puesto que el VEGF165 es un homodímero, la desaminación puede ocurrir en una o ambas cadenas polipeptídicas. [0023] As used herein, "vascular endothelial growth factor" or "VEGF" designates a mammalian growth factor originally derived from bovine pituitary follicular cells that have the amino acid sequence disclosed in Castor, C.W. et al., (1991) Methods in Enzymol. 198: 391-405, together with functional derivatives thereof that have the qualitative biological activity of a corresponding native VEGF including, but not limited to, the amino acid sequence of human VEGF as reported in Houck et al., (1991) Mol. Endocrin 5: 1806-1814. See also Leung et al. (1989) Science, 246: 1306 and Robinson and Stringer, (2001) Journal of Cell Science, 144 (5): 853-865, US Pat. No. 5,332,671. The predominant form of VEGF is a 165 amino acid homodimer that has 16 cysteine residues that form 7 intramolecular disulfide bonds and two intermolecular disulfide bonds. Alternative splicing has been implicated in the formation of multiple human VEGF polypeptides consisting of 121, 145, 165, 189 and 206 amino acids, however, the VEGF121 variant lacks the heparin binding domain of the other variants and therefore so much does not fall within the definition of heparin binding protein set forth herein. All isoforms of VEGF share a common aminoterminal domain, but differ in the length of the carboxy terminal portion of the molecule. The preferred active form of VEGF, VEGF165, has disulfide bonds between the Cys26-Cys68 amino acid residues; Cys57-Cys104; Cys61-Cys102; Cys117-Cys135; Cys120-Cys137; Cys139-Cys158; Cys146-Cys160 in each monomer. See Figure 11. See also, for example, Keck et al., (1997) Archives of Biochemistry and Biophysics 344 (1): 103-113. The VEGF165 molecule is composed of two domains: an aminoterminal receptor binding domain (1-110 amino acid disulfide-linked homodimer) and a carboxy-terminal heparin binding domain (residues 111-165). See, for example, Keyt et al. (1996) J. Biol. Chem., 271 (13): 7788-7795. In certain embodiments of the invention, the isolated and purified VEGF165 is not glycosylated in the remainder 75 (Asn). See, for example, Yang et al., (1998) Journal of Pharm. & Experimental Therapeutics, 284: 103-110. In certain embodiments of the invention, the isolated and purified VEGF165 is substantially not deamidated in the Asn10 moiety. In certain embodiments of the invention, the isolated and purified VEGF165 is a mixture of deamidated protein (in the Asn10 moiety) and non-deamidated protein, typically with most of the protein being deamidated. Since VEGF165 is a homodimer, deamination can occur in one or both polypeptide chains.
[0024] Como se usa en la presente memoria, VEGF u otra HBP y similares “plegado apropiadamente” o “biológicamente activo” designa una molécula con una conformación biológicamente activa. El experto reconocerá que los intermedios plegados erróneamente y de disulfuros desorganizados pueden tener actividad biológica. En dicho caso, el VEGF o HBP plegado apropiadamente o biológicamente activo corresponde al patrón de plegamiento nativo del VEGF (descrito anteriormente) u otra HBP. Por ejemplo, el VEGF plegado apropiadamente tiene los pares disulfuro indicados anteriormente, además de dos enlaces disulfuro intermoleculares en la molécula dimérica; sin embargo, pueden producirse otros intermedios mediante el cultivo de células bacterianas (Figura 1 y 3A-3D). Para el VEGF plegado apropiadamente, los dos enlaces disulfuro intermoleculares pueden ocurrir entre los mismos restos, Cys51 y Cys60, de cada monómero. Véase, por ejemplo, la patente WO98/16551. Las actividades biológicas del VEGF incluyen, pero sin limitación, por ejemplo, promover la permeabilidad vascular, promover el crecimiento de células endoteliales vasculares, la unión a un receptor de VEGF, la unión y señalización mediante un receptor de VEGF (véase, por ejemplo, Keyt y col., (1996) Journal of Biological Chemistry, 271(10): 56385646), inducir la angiogénesis, etc. [0024] As used herein, VEGF or other BPH and the like "appropriately folded" or "biologically active" designates a molecule with a biologically active conformation. The expert will recognize that erroneously folded and disorganized disulfide intermediates may have biological activity. In that case, the VEGF or HBP properly folded or biologically active corresponds to the native folding pattern of the VEGF (described above) or other BPH. For example, properly folded VEGF has the disulfide pairs indicated above, in addition to two intermolecular disulfide bonds in the dimeric molecule; however, other intermediates can be produced by culturing bacterial cells (Figure 1 and 3A-3D). For properly folded VEGF, the two intermolecular disulfide bonds can occur between the same moieties, Cys51 and Cys60, of each monomer. See, for example, WO98 / 16551. Biological activities of VEGF include, but are not limited to, for example, promoting vascular permeability, promoting vascular endothelial cell growth, binding to a VEGF receptor, binding and signaling via a VEGF receptor (see, for example, Keyt et al., (1996) Journal of Biological Chemistry, 271 (10): 56385646), induce angiogenesis, etc.
[0025] Los términos “purificado” o “HBP pura” y similares designan un material exento de sustancias que lo acompañan normalmente cuando se encuentra en su producción recombinante y especialmente en cultivo de células procarióticas o bacterianas. Por tanto, los términos designan una HBP recombinante que está exenta de ADN contaminante, proteínas de células hospedadoras u otras moléculas asociadas a su entorno in situ. Los términos designan un grado de pureza que es de al menos aproximadamente un 75%, al menos aproximadamente un 80%, al menos aproximadamente un 85%, al menos aproximadamente un 90%, al menos aproximadamente un 95% o al menos aproximadamente un 98% o más. [0025] The terms "purified" or "pure BPH" and the like designate a material free of substances that normally accompany it when it is in its recombinant production and especially in culture of prokaryotic or bacterial cells. Thus, the terms designate a recombinant BPH that is free of contaminating DNA, host cell proteins or other molecules associated with its in situ environment. The terms designate a degree of purity that is at least about 75%, at least about 80%, at least about 85%, at least about 90%, at least about 95% or at least about 98 % or more.
[0026] Los términos “cuerpos de inclusión” o “cuerpos refringentes” designan las masas intracelulares densas del polipéptido de interés agregado, que constituyen una porción significativa de la proteína celular total, incluyendo todos los componentes celulares. En algunos casos, pero no en todos, estos agregados de polipéptido pueden reconocerse como puntos brillantes visibles dentro del contorno de las células con un microscopio de contraste de fases a 1000 aumentos. [0026] The terms "inclusion bodies" or "refractive bodies" designate dense intracellular masses of the aggregate polypeptide of interest, which constitute a significant portion of the total cellular protein, including all cellular components. In some cases, but not all, these polypeptide aggregates can be recognized as visible bright spots within the contour of the cells with a phase contrast microscope at 1000 magnifications.
[0027] Como se usa en la presente memoria, el término proteína “plegada erróneamente” designa polipéptidos precipitados o agregados que están contenidos en los cuerpos refringentes. Como se usa en la presente memoria, VEGF u otras HBP “insolubles” o “plegados erróneamente” designa VEGF precipitado o agregado que está contenido en el periplasma o espacio intracelular de células hospedadoras procarióticas, o que está asociado de otro modo a una célula hospedadora procariótica, y adopta una conformación biológicamente inactiva con puentes disulfuro no coincidentes [0027] As used herein, the term "erroneously folded" protein designates precipitated or aggregated polypeptides that are contained in the refractory bodies. As used herein, VEGF or other "insoluble" or "erroneously folded" BPH designates precipitated or aggregated VEGF that is contained in the periplasm or intracellular space of prokaryotic host cells, or that is otherwise associated with a host cell. prokaryotic, and adopts a biologically inactive conformation with mismatched disulfide bridges
- o no formados. La HBP insoluble está contenida generalmente, pero no necesariamente, en los cuerpos refringentes, concretamente, puede ser visible o no con un microscopio de contraste de fases. or not formed. Insoluble BPH is generally contained, but not necessarily, in refractory bodies, specifically, it may or may not be visible with a phase contrast microscope.
[0028] Como se usa en la presente memoria, “agente caotrópico” designa un compuesto que, en una concentración adecuada en disolución acuosa, es capaz de cambiar la configuración espacial [0028] As used herein, "chaotropic agent" designates a compound that, in a suitable concentration in aqueous solution, is capable of changing the spatial configuration.
- o conformación de polipéptidos mediante alteraciones en la superficie de los mismos, de modo que se vuelve al polipéptido soluble en el medio acuoso. Las alteraciones pueden ocurrir, por ejemplo, cambiando el estado de hidratación, el entorno de disolvente o la interacción disolvente-superficie. La concentración de agente caotrópico afectará directamente a su potencia y eficacia. Una disolución caotrópica fuertemente desnaturalizante contiene un agente caotrópico a altas concentraciones que, en disolución, desplegará eficazmente un polipéptido presente en la disolución, eliminando eficazmente la estructura secundaria de las proteínas. El desplegamiento será relativamente extenso, pero reversible. Una disolución caotrópica moderadamente desnaturalizante contiene un agente caotrópico que, en concentraciones suficientes en disolución, permite el plegamiento parcial de un polipéptido desde cualquier conformación distorsionada que el polipéptido haya adoptado mediante intermedios solubles en disolución hasta la conformación espacial en que se encuentra cuando funciona en su forma activa en condiciones fisiológicas endógenas u homólogas. Los ejemplos de agentes caotrópicos incluyen clorhidrato de guanidina, urea e hidróxidos tales como hidróxido de sodio or conformation of polypeptides by alterations in the surface thereof, so that the polypeptide is returned soluble in the aqueous medium. Alterations can occur, for example, by changing the hydration state, the solvent environment or the solvent-surface interaction. The concentration of chaotropic agent will directly affect its potency and effectiveness. A strongly denatured chaotropic solution contains a chaotropic agent at high concentrations that, in solution, will effectively deploy a polypeptide present in the solution, effectively eliminating the secondary structure of the proteins. The deployment will be relatively extensive, but reversible. A moderately denaturing chaotropic solution contains a chaotropic agent that, in sufficient concentrations in solution, allows partial folding of a polypeptide from any distorted conformation that the polypeptide has adopted by dissolving soluble intermediates to the spatial conformation in which it is found when it works in its active form in endogenous or homologous physiological conditions. Examples of chaotropic agents include guanidine hydrochloride, urea and hydroxides such as sodium hydroxide.
- o potasio. Los agentes caotrópicos incluyen una combinación de estos reactivos, tal como una mezcla de un hidróxido con urea o clorhidrato de guanidina. or potassium Chaotropic agents include a combination of these reagents, such as a mixture of a hydroxide with urea or guanidine hydrochloride.
[0029] Como se usa en la presente memoria, “agente reductor” designa un compuesto que, en concentración adecuada en disolución acuosa, mantiene los grupos sulfhidrilo libres de modo que se desestabilizan químicamente los puentes disulfuro intra-o intermoleculares. Los ejemplos representativos de agentes reductores adecuados incluyen ditiotreitol (DTT), ditioeritritol (DTE), βmercaptoetanol (BME), cisteína, cisteamina, tioglicolato, glutation, tris-[2-carboxietil]fosfina (TCEP) y borohidruro de sodio. [0029] As used herein, "reducing agent" designates a compound that, in suitable concentration in aqueous solution, keeps the sulfhydryl groups free so that intra-or intermolecular disulfide bridges are chemically destabilized. Representative examples of suitable reducing agents include dithiothreitol (DTT), dithioerythritol (DTE), β-mercaptoethanol (BME), cysteine, cysteamine, thioglycolate, glutathione, tris- [2-carboxyethyl] phosphine (TCEP) and sodium borohydride.
[0030] Como se usa en la presente memoria, “disolución tamponada” designa una disolución que resiste cambios en el pH mediante la acción de sus componentes conjugados ácido/base. [0030] As used herein, "buffered solution" means a solution that resists changes in pH by the action of its conjugated acid / base components.
[0031] Las “bacterias” con los fines de la presente memoria incluyen eubacterias y arqueobacterias. En ciertas realizaciones de la invención, se usan eubacterias, incluyendo bacterias grampositivas y gramnegativas, en los procedimientos y procesos descritos en la presente memoria. En una realización de la invención, se usan bacterias gramnegativas, por ejemplo, Enterobacteriaceae. Los ejemplos de bacterias que pertenecen a las Enterobacteriaceae incluyen Escherichia, Enterobacter; Erwinia, Klebsiella, Proteus, Salmonella, Serratia y Shigella. Otros tipos de bacterias adecuadas incluyen Azotobacter, Pseudomonas, Rhizobia, Vitreoscilla y Paracoccus. En una realización de la invención, se usa E. coli. Los hospedadores E. coli adecuados incluyen E. coli W3110 (ATCC 27.325), E. coli 294 (ATCC 31.446), E. coli B y E. coli X1776 (ATCC 31.537). Estos ejemplos son ilustrativos más que limitantes, y W3110 es un ejemplo. Pueden emplearse también células mutantes de cualquiera de las bacterias anteriormente mencionadas. Por supuesto, es necesario seleccionar las bacterias apropiadas teniendo en consideración la replicabilidad del replicón en las células de una bacteria. Por ejemplo, las especies E. coli, Serratia o Salmonella pueden usarse adecuadamente como hospedador cuando se usan plásmidos bien conocidos tales como pBR322, pBR325, pACYC177 o pKN410 para suministrar el replicón. Véase más adelante con respecto a ejemplos de células hospedadoras bacterianas adecuadas. [0031] "Bacteria" for the purposes of this specification include eubacteria and archaebacteria. In certain embodiments of the invention, eubacteria, including gram-positive and gram-negative bacteria, are used in the procedures and processes described herein. In one embodiment of the invention, gram-negative bacteria are used, for example, Enterobacteriaceae. Examples of bacteria belonging to Enterobacteriaceae include Escherichia, Enterobacter; Erwinia, Klebsiella, Proteus, Salmonella, Serratia and Shigella. Other types of suitable bacteria include Azotobacter, Pseudomonas, Rhizobia, Vitreoscilla and Paracoccus. In one embodiment of the invention, E. coli is used. Suitable E. coli hosts include E. coli W3110 (ATCC 27,325), E. coli 294 (ATCC 31,446), E. coli B and E. coli X1776 (ATCC 31,537). These examples are illustrative rather than limiting, and W3110 is an example. Mutant cells of any of the aforementioned bacteria can also be used. Of course, it is necessary to select the appropriate bacteria considering the replicability of the replicon in the cells of a bacterium. For example, E. coli, Serratia or Salmonella species can be suitably used as a host when well known plasmids such as pBR322, pBR325, pACYC177 or pKN410 are used to deliver the replicon. See below for examples of suitable bacterial host cells.
[0032] Como se usan en la presente memoria, las expresiones “célula”, “línea celular”, “cepa” y “cultivo celular” se usan intercambiablemente y todas dichas denominaciones incluyen la progenie. Por tanto, las palabras “transformantes” y “células transformadas” incluyen la célula objeto primario y los cultivos derivados de la misma sin consideración del número de transferencias. Se entiende también que toda la progenie puede no ser exactamente idéntica en el contenido de ADN, debido a mutaciones deliberadas o inadvertidas. Se incluye la progenie mutante que tiene la misma función o actividad biológica que se cribó en la célula transformada originalmente. Cuando se pretendan denominaciones distintas, resultará claro a partir del contexto. [0032] As used herein, the terms "cell", "cell line", "strain" and "cell culture" are used interchangeably and all such designations include progeny. Therefore, the words "transformants" and "transformed cells" include the primary target cell and the cultures derived therefrom without regard to the number of transfers. It is also understood that the entire progeny may not be exactly identical in the DNA content, due to deliberate or inadvertent mutations. Mutant progeny that have the same biological function or activity that was screened in the originally transformed cell is included. When different denominations are intended, it will be clear from the context.
[0033] Como se usa en la presente memoria “polipéptido” designa en general péptidos y proteínas de cualquier fuente celular que tengan más de aproximadamente 10 aminoácidos. Los polipéptidos “heterólogos” son aquellos polipéptidos extraños a la célula hospedadora que se esté utilizando, tales como una proteína humana producida por E. coli. Aunque el polipéptido heterólogo puede ser procariótico o eucariótico, es preferiblemente eucariótico, más preferiblemente mamífero, y lo más preferiblemente humano. En ciertas realizaciones de la invención, es un polipéptido producido recombinantemente o recombinante. [0033] As used herein "polypeptide" generally designates peptides and proteins from any cellular source that have more than about 10 amino acids. "Heterologous" polypeptides are those polypeptides foreign to the host cell being used, such as a human protein produced by E. coli. Although the heterologous polypeptide can be prokaryotic or eukaryotic, it is preferably eukaryotic, more preferably mammalian, and most preferably human. In certain embodiments of the invention, it is a recombinant or recombinant polypeptide.
Proteínas de unión a heparina Heparin binding proteins
Aislamiento de proteína de unión a heparina Isolation of heparin binding protein
[0034] Se aísla proteína de unión a heparina (HBP) soluble plegada erróneamente a partir de células hospedadoras procarióticas que expresan la proteína mediante cualquiera de una serie de técnicas estándares. Por ejemplo, se aísla la HBP insoluble en un tampón de aislamiento adecuado exponiendo las células a un tampón de fuerza iónica adecuada para solubilizar la mayoría de proteínas hospedadoras, pero en que la proteína objeto sea sustancialmente insoluble, o desestabilizando las células de modo que liberen los cuerpos de inclusión o la proteína desde el espacio periplasmático o intracelular y los pongan a disposición para recuperación, por ejemplo, mediante centrifugación. Esta técnica es bien conocida y se describe, por ejemplo, en la patente de EE.UU. nº 4.511.503. Kleid y col. dan a conocer la purificación de cuerpos refringentes mediante homogeneización seguida de centrifugación (Kleid y col., (1984) en “Developments in Industrial Microbiology”, (Society for Industrial Microbiology, Arlington, VA) 25: 217-235). Véase también, por ejemplo, Fischer y col., (1993) Biotechnology and Bioengineering 41: 3-13. [0034] Soluble heparin-binding protein (BPH) erroneously folded from prokaryotic host cells expressing the protein is isolated by any of a number of standard techniques. For example, insoluble BPH is isolated in a suitable isolation buffer by exposing the cells to a buffer of ionic strength suitable to solubilize most host proteins, but in which the subject protein is substantially insoluble, or destabilizing the cells so that they release inclusion bodies or protein from the periplasmic or intracellular space and make them available for recovery, for example, by centrifugation. This technique is well known and is described, for example, in US Pat. No. 4,511,503. Kleid et al. disclose the purification of refractive bodies by homogenization followed by centrifugation (Kleid et al. (1984) in "Developments in Industrial Microbiology", (Society for Industrial Microbiology, Arlington, VA) 25: 217-235). See also, for example, Fischer et al., (1993) Biotechnology and Bioengineering 41: 3-13.
[0035] La patente de EE.UU. nº 5.410.026 describe un procedimiento típico para la recuperación de proteína a partir de cuerpos de inclusión y se resume a continuación. Se suspenden las células procarióticas en un tampón adecuado. Típicamente, el tampón consiste en un agente de tamponación adecuado para tamponar a entre pH 5 y 9, o aproximadamente 6 y 8, y una sal. Es útil cualquier sal adecuada, incluyendo NaCl, para mantener una fuerza iónica suficiente en la disolución tamponada. Típicamente, se emplea una fuerza iónica de aproximadamente 0,01 a 2 M, o de 0,1 a 0,2 [0035] US Pat. No. 5,410,026 describes a typical procedure for protein recovery from inclusion bodies and is summarized below. Prokaryotic cells are suspended in a suitable buffer. Typically, the buffer consists of a buffering agent suitable for buffering at between pH 5 and 9, or about 6 and 8, and a salt. Any suitable salt, including NaCl, is useful for maintaining sufficient ionic strength in the buffered solution. Typically, an ionic strength of about 0.01 to 2 M, or 0.1 to 0.2 is used
M. Se desestabilizan o lisan las células, suspendidas en este tampón, usando técnicas empleadas comúnmente tales como, por ejemplo, procedimientos mecánicos, por ejemplo, homogeneizador (prensa de Manton-Gaulin, microfluidizador o Niro-Soavi), prensa de French, molino de bolas u oscilador ultrasónico, o mediante procedimientos químicos o enzimáticos. M. The cells, suspended in this buffer, are destabilized or lysed, using commonly employed techniques such as, for example, mechanical procedures, for example, homogenizer (Manton-Gaulin press, microfluidizer or Niro-Soavi), French press, mill of balls or ultrasonic oscillator, or by chemical or enzymatic procedures.
[0036] Los ejemplos de procedimientos químicos o enzimáticos de desestabilización celular incluyen esferoplastia, que conlleva el uso de lisozima para lisar la pared bacteriana (H. Neu y col., (1964) Biochem. Biophys. Res. Comm., 17: 215) y choque osmótico, que implica el tratamiento de células viables con una disolución de alta tonicidad y con un lavado con agua fría de baja tonicidad para liberar los polipéptidos (H. Neu y col., 1965 J. Biol. Chem., 240(9): 3685-3692). La sonicación se usa generalmente para la desestabilización de bacterias contenidas en volúmenes a escala analítica de caldo de fermentación. A mayores escalas, se usa típicamente la homogenización a alta presión. [0036] Examples of chemical or enzymatic processes of cell destabilization include spheroplasty, which involves the use of lysozyme to lyse the bacterial wall (H. Neu et al. (1964) Biochem. Biophys. Res. Comm., 17: 215 ) and osmotic shock, which involves the treatment of viable cells with a solution of high tonicity and with a wash with cold water of low tonicity to release the polypeptides (H. Neu et al., 1965 J. Biol. Chem., 240 ( 9): 3685-3692). Sonication is generally used for the destabilization of bacteria contained in analytical scale volumes of fermentation broth. At larger scales, high pressure homogenization is typically used.
[0037] Después de desestabilizar las células, se centrifuga típicamente la suspensión a baja velocidad, generalmente de aproximadamente 500 a 15.000 x g, por ejemplo, en una realización de la invención se usan aproximadamente 12.000 x g, en una centrífuga estándar, durante un tiempo suficiente para sedimentar sustancialmente toda la proteína insoluble. Dichos tiempos pueden determinarse sencillamente y dependen del volumen que se esté centrifugando así como del diseño de la centrífuga. Típicamente, es suficiente con aproximadamente 10 minutos a 0,5 horas para sedimentar la proteína insoluble. En una realización, la suspensión se centrifuga a 12.000 x g durante 10 minutos. [0037] After destabilizing the cells, the suspension is typically centrifuged at low speed, generally from about 500 to 15,000 xg, for example, in one embodiment of the invention about 12,000 xg is used, in a standard centrifuge, for a sufficient time to sediment substantially all insoluble protein. These times can be determined simply and depend on the volume being centrifuged as well as the design of the centrifuge. Typically, about 10 minutes to 0.5 hours is sufficient to sediment the insoluble protein. In one embodiment, the suspension is centrifuged at 12,000 x g for 10 minutes.
[0038] El sedimento resultante contiene sustancialmente toda la fracción de proteína insoluble. Si el proceso de desestabilización celular no es completo, el sedimento puede contener también células intactas o fragmentos de células rotas. Puede ensayarse la completitud de la desestabilización celular resuspendiendo el sedimento en una pequeña cantidad de la misma disolución tampón y examinando la suspensión con un microscopio de contraste de fases. La presencia de fragmentos de células rotas o células enteras indica que es necesaria una sonicación adicional, u otro medio de desestabilización, para retirar los fragmentos o células y los polipéptidos no refringentes asociados. Después de dicha desestabilización, si es necesario, se centrifuga de nuevo la suspensión y se recupera el sedimento, se resuspende y se reexamina. Se repite el proceso hasta que el examen visual revela la ausencia de fragmentos de células rotas en el material sedimentado o hasta que el tratamiento adicional no consigue reducir el tamaño del sedimento resultante. [0038] The resulting sediment contains substantially the entire insoluble protein fraction. If the process of cell destabilization is not complete, the sediment may also contain intact cells or broken cell fragments. The completeness of the cell destabilization can be tested by resuspending the sediment in a small amount of the same buffer solution and examining the suspension with a phase contrast microscope. The presence of broken cell fragments or whole cells indicates that additional sonication, or other destabilization means, is necessary to remove the fragments or cells and the associated non-refractive polypeptides. After such destabilization, if necessary, the suspension is centrifuged again and the sediment is recovered, resuspended and reexamined. The process is repeated until the visual examination reveals the absence of broken cell fragments in the sedimented material or until the additional treatment fails to reduce the size of the resulting sediment.
[0039] El proceso anterior puede emplearse si la proteína insoluble es intracelular o está en el espacio periplasmático. Las condiciones dadas en la presente memoria para aislar proteína de unión a heparina están dirigidas a cuerpos de inclusión precipitados en el espacio periplasmático o espacio intracelular, y se refieren en particular a VEGF según la invención. Sin embargo, se cree que los procesos y procedimientos son aplicables a proteínas de unión a heparina en general con modificaciones menores como se observan a lo largo del siguiente texto. En ciertas realizaciones de la invención, los procesos y procedimientos son aplicables para fabricación o producción a escala industrial, replegamiento y purificación de la HBP. [0039] The above process can be used if the insoluble protein is intracellular or is in the periplasmic space. The conditions given herein to isolate heparin-binding protein are directed to inclusion bodies precipitated in the periplasmic space or intracellular space, and refer in particular to VEGF according to the invention. However, it is believed that the processes and procedures are applicable to heparin-binding proteins in general with minor modifications as seen throughout the following text. In certain embodiments of the invention, the processes and procedures are applicable for manufacturing or production on an industrial scale, refolding and purification of BPH.
Replegamiento de proteínas de unión a heparina Replenishment of heparin binding proteins
[0040] Se incuba la proteína de unión a heparina plegada erróneamente insoluble aislada en una primera disolución tamponada que contiene una cantidad de agente caotrópico y agente reductor suficiente para solubilizar sustancialmente la proteína de unión a heparina. Esta incubación tiene lugar en condiciones de concentración, tiempo de incubación y temperatura de incubación que permitan la solubilización de parte o sustancialmente toda la proteína de unión a heparina, y para que ocurra el desplegamiento. [0040] The erroneously insoluble folded heparin binding protein isolated in a first buffered solution containing an amount of chaotropic agent and reducing agent sufficient to substantially solubilize the heparin binding protein is incubated. This incubation takes place under conditions of concentration, incubation time and incubation temperature that allow solubilization of part or substantially all of the heparin-binding protein, and for deployment to occur.
[0041] La medida del grado de solubilización en la disolución tamponada puede determinarse sencillamente y se lleva a cabo adecuadamente, por ejemplo, mediante la determinación de la turbidimetría, analizando el fraccionamiento entre el sobrenadante y el sedimento después de la centrifugación, en geles de PAGE-SDS reducido, mediante ensayo de proteína (por ejemplo, el ensayo de proteína con reactivo de Bradford (por ejemplo, Pierce, Bio-Rad etc.)), o mediante HPLC. [0041] The measurement of the degree of solubilization in the buffered solution can be determined simply and carried out suitably, for example, by determining turbidimetry, analyzing the fractionation between the supernatant and the sediment after centrifugation, in gels of Reduced PAGE-SDS, by protein assay (for example, the Bradford reagent protein assay (eg, Pierce, Bio-Rad etc.)), or by HPLC.
[0042] La primera disolución tamponada comprende un agente de tamponación adecuado para mantener el intervalo de pH al menos a aproximadamente 7,0, siendo el intervalo típico de 7,5-10,5. En una realización, el pH para el VEGF es de pH 8,0. Los ejemplos de tampones adecuados que proporcionarán un pH en este último intervalo incluyen TRIS-HCl (tris[hidroximetil]aminometano), HEPPS (ácido N-[2-hidroxietil]piperazin-N’-[3-propanosulfónico]), HEPES (ácido N-[2hidroxietil]piperazin-N’-[2-etanosulfónico])), CAPSO (ácido 3-[ciclohexilamino]-2-hidroxi-1propanosulfónico), AMP (2-amino-2-metil-1-propanol), CAPS (ácido 3-[ciclohexilamino]-1propanosulfónico), CHES (ácido 2-[N-ciclohexilamino]etanosulfónico), glicina y acetato de sodio. En una realización de la invención, el tampón en la presente memoria es HEPPS a aproximadamente pH 8,0. En una realización adicional, los tampones, por ejemplo tales como HEPPS, están sulfatados. [0042] The first buffered solution comprises a buffering agent suitable for maintaining the pH range at least about 7.0, the typical range being 7.5-10.5. In one embodiment, the pH for VEGF is pH 8.0. Examples of suitable buffers that will provide a pH in this latter range include TRIS-HCl (tris [hydroxymethyl] aminomethane), HEPPS (N- [2-hydroxyethyl] piperazin-N '- [3-propanesulfonic acid]), HEPES (acid N- [2-hydroxyethyl] piperazin-N '- [2-ethanesulfonic])), CAPSO (3- [cyclohexylamino] -2-hydroxy-1propanesulfonic acid), AMP (2-amino-2-methyl-1-propanol), CAPS (3- [cyclohexylamino] -1propanesulfonic acid), CHES (2- [N-cyclohexylamino] ethanesulfonic acid), glycine and sodium acetate. In one embodiment of the invention, the buffer herein is HEPPS at approximately pH 8.0. In a further embodiment, the buffers, for example such as HEPPS, are sulfated.
[0043] Los agentes caotrópicos adecuados para la práctica de esta invención incluyen, por ejemplo, urea y sales de guanidina o tiocianato, por ejemplo, urea, clorhidrato de guanidina, tiocianato de sodio, etc. La cantidad de agente caotrópico que es necesario que esté presente en el tampón es una cantidad suficiente para desplegar la HBP en disolución. En ciertas realizaciones de la invención, está presente un caotrópico a aproximadamente entre 4 y 10 M. En una realización, el agente caotrópico es urea a aproximadamente 5-8 M, o a aproximadamente 7 M. En otro ejemplo, el agente caotrópico es clorhidrato de guanidina a aproximadamente 6-8 M. [0043] Chaotropic agents suitable for the practice of this invention include, for example, urea and guanidine or thiocyanate salts, for example, urea, guanidine hydrochloride, sodium thiocyanate, etc. The amount of chaotropic agent that is necessary to be present in the buffer is an amount sufficient to deliver the HBP in solution. In certain embodiments of the invention, a chaotropic is present at about 4 to 10 M. In one embodiment, the chaotropic agent is urea at about 5-8 M, or at about 7 M. In another example, the chaotropic agent is hydrochloride of guanidine at approximately 6-8 M.
[0044] Los ejemplos de agentes reductores adecuados incluyen, pero sin limitación, ditiotreitol (DTT), ditioeritritol (DTE), β-mercaptoetanol (BME), cisteína, DTE, etc. La cantidad de agente reductor que está presente en el tampón dependerá principalmente del tipo de agente reductor y de agente caotrópico, del tipo y pH del tampón empleado, de la cantidad de oxígeno atrapado o introducido en la disolución y de la concentración de proteína en el tampón. Por ejemplo, con 0,5-1,5 mg/ml de proteína en una disolución tamponada a pH 7,0-10,0 que contiene urea 4-8 M, el agente reductor es, por ejemplo, DTT a una concentración de aproximadamente 1-15 mM o BME a una concentración de aproximadamente 0,2-2 mM o cisteína a una concentración de aproximadamente 2-10 mM. En una realización, el agente reductor es DTT a aproximadamente 0,5 a aproximadamente 4 mM, o 2-4 mM. La Figura 9 ilustra el efecto de urea y DTT sobre la extracción de VEGF. VEGF del pico 3 designa VEGF biológicamente activo plegado apropiadamente. En una realización, el agente reductor es DTT aproximadamente 10 mM. Puede usarse un solo agente reductor o una combinación de agentes reductores en un tampón de la presente memoria. [0044] Examples of suitable reducing agents include, but are not limited to, dithiothreitol (DTT), dithioerythritol (DTE), β-mercaptoethanol (BME), cysteine, DTE, etc. The amount of reducing agent that is present in the buffer will depend mainly on the type of reducing agent and chaotropic agent, the type and pH of the buffer used, the amount of oxygen trapped or introduced into the solution and the concentration of protein in the buffer. tampon. For example, with 0.5-1.5 mg / ml of protein in a buffer solution at pH 7.0-10.0 containing 4-8 M urea, the reducing agent is, for example, DTT at a concentration of approximately 1-15 mM or BME at a concentration of approximately 0.2-2 mM or cysteine at a concentration of approximately 2-10 mM. In one embodiment, the reducing agent is DTT at about 0.5 to about 4 mM, or 2-4 mM. Figure 9 illustrates the effect of urea and DTT on VEGF extraction. VEGF of peak 3 designates biologically active VEGF properly folded. In one embodiment, the reducing agent is approximately 10 mM DTT. A single reducing agent or a combination of reducing agents may be used in a buffer herein.
[0045] La concentración de proteína en la disolución tamponada debe ser tal que la proteína se solubilice sustancialmente como se determina mediante la densidad óptica. La cantidad exacta a emplear dependerá, por ejemplo, de las concentraciones y tipos de los demás ingredientes en la disolución tamponada, particularmente la concentración de proteína, agente reductor y pH del tampón. En una realización de la invención, la concentración de proteína de unión a heparina está en el intervalo de 0,5-5,5 mg por ml, o de 1,5-5,0 mg/ml. La solubilización se lleva a cabo típicamente a aproximadamente 0-45ºC, o a aproximadamente 20-40ºC, o a aproximadamente 23-37ºC, o a aproximadamente 25-37ºC, o a aproximadamente 25ºC durante al menos aproximadamente 1 a 24 horas. En una realización, la solubilización se lleva a cabo durante al menos aproximadamente 2 horas a temperatura ambiente. Típicamente, la temperatura no está afectada aparentemente por los niveles de sal, agente reductor y agente caotrópico. [0045] The concentration of protein in the buffered solution should be such that the protein is substantially solubilized as determined by optical density. The exact amount to be used will depend, for example, on the concentrations and types of the other ingredients in the buffered solution, particularly the concentration of protein, reducing agent and pH of the buffer. In one embodiment of the invention, the concentration of heparin binding protein is in the range of 0.5-5.5 mg per ml, or 1.5-5.0 mg / ml. The solubilization is typically carried out at about 0-45 ° C, or at about 20-40 ° C, or at about 23-37 ° C, or at about 25-37 ° C, or at about 25 ° C for at least about 1 to 24 hours. In one embodiment, solubilization is carried out for at least about 2 hours at room temperature. Typically, the temperature is apparently not affected by the levels of salt, reducing agent and chaotropic agent.
[0046] Después de solubilizar el polipéptido, se dispone o diluye en una segunda disolución tamponada que contiene el agente caotrópico y un agente polianiónico sulfatado como se describe anteriormente, sin embargo, a una concentración de agente caotrópico que permita el replegamiento de la proteína de unión a heparina. [0046] After solubilizing the polypeptide, it is disposed or diluted in a second buffered solution containing the chaotropic agent and a sulfated polyanionic agent as described above, however, at a concentration of chaotropic agent that allows refolding of the protein from Heparin binding.
[0047] Las condiciones de esta segunda incubación de la proteína soluble plegada erróneamente serán generalmente tales que tenga lugar un replegamiento parcial o sustancial o completo de la proteína. Las condiciones exactas dependerán, por ejemplo, de pH del tampón y de los tipos y concentraciones de agentes polianiónicos sulfatos y de los agentes caotrópicos y reductores presentes, si los hubiera. La temperatura de incubación es generalmente de aproximadamente 0-40ºC [0047] The conditions of this second incubation of the erroneously folded soluble protein will generally be such that a partial or substantial or complete refolding of the protein takes place. The exact conditions will depend, for example, on the pH of the buffer and on the types and concentrations of polyanionic sulfate agents and on the chaotropic and reducing agents present, if any. The incubation temperature is generally about 0-40 ° C
o 10-40ºC, y la incubación se llevará a cabo generalmente durante al menos aproximadamente 1 h para efectuar el replegamiento. En ciertas realizaciones, la reacción se lleva a cabo, por ejemplo, a aproximadamente 15-37ºC, o a 20-30ºC, durante al menos aproximadamente 6 horas, durante al menos aproximadamente 10 horas o a entre aproximadamente 10 y 48 horas, o a entre aproximadamente 15 y 20 horas, o a entre 6 y 20 horas, o a entre 12 y 24 horas. or 10-40 ° C, and incubation will generally be carried out for at least about 1 hr to effect refolding. In certain embodiments, the reaction is carried out, for example, at about 15-37 ° C, or at 20-30 ° C, for at least about 6 hours, for at least about 10 hours or between about 10 and 48 hours, or between about 15 and 20 hours, or between 6 and 20 hours, or between 12 and 24 hours.
[0048] Se determina adecuadamente el grado de replegamiento mediante valoración por radioinmunoensayo (RIA) de la HPB o mediante análisis de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) usando, por ejemplo, una columna POROS HE2/M (PerSeptive BioResearch Products) u otra columna de afinidad por heparina apropiada. El aumento del valor de RIA o del tamaño de pico de HBP plegada correctamente se correlaciona directamente con las cantidades crecientes de HPB plegada correctamente biológicamente activa presentes en el tampón. La incubación se lleva a cabo para maximizar la relación de HPB plegada correctamente a HPB plegada erróneamente recuperada, como se determina mediante RIA o HPLC. [0048] The degree of refolding is adequately determined by radioimmunoassay (RIA) assessment of the BPH or by high performance liquid chromatography (HPLC) analysis using, for example, a POROS HE2 / M column (PerSeptive BioResearch Products) or other appropriate heparin affinity column. The increase in the RIA value or the correctly folded HBP peak size correlates directly with the increasing amounts of biologically active folded HPB present in the buffer. Incubation is carried out to maximize the ratio of correctly folded HPB to wrongly recovered folded HPB, as determined by RIA or HPLC.
[0049] En una realización, se valora la calidad y cantidad de VEGF plegado apropiadamente usando un ensayo de unión a heparina. Se cargan muestras que contienen la proteína de unión a heparina diluida, por ejemplo, en una columna POROS HE2/M (4,6 x 100 mm, PerSeptive BioResearch Products, Cambridge, MA) u otra columna de afinidad por heparina adecuada. Por ejemplo, se equilibra la columna de afinidad por heparina con fosfato de sodio 10 mM, pH 7, que contiene cloruro de sodio 0,15 M. A un caudal de 1 ml/min o 2 ml/min, se eluye la columna usando un gradiente lineal de cloruro de sodio 0,15-2 M en fosfato de sodio 10 mM, pH 7, durante 10 minutos. Se controla el eluyente a 280 nm. En una realización, se recupera la proteína en un solo pico correspondiente a la HBP replegada apropiadamente biológicamente activa. En una realización de la invención, es un ensayo para determinar la HBP replegada apropiadamente la HPLC-FI. Los enlaces disulfuro pueden confirmarse opcionalmente mediante cartografía peptídica. Puede usarse también dicroísmo circular para determinar la estructura bi- y tridimensional/plegamiento. [0049] In one embodiment, the quality and quantity of properly folded VEGF is assessed using a heparin binding assay. Samples containing the diluted heparin binding protein are loaded, for example, on a POROS HE2 / M column (4.6 x 100 mm, PerSeptive BioResearch Products, Cambridge, MA) or another suitable heparin affinity column. For example, the affinity column is equilibrated by heparin with 10 mM sodium phosphate, pH 7, containing 0.15 M sodium chloride. At a flow rate of 1 ml / min or 2 ml / min, the column is eluted using a linear gradient of 0.15-2 M sodium chloride in 10 mM sodium phosphate, pH 7, for 10 minutes. The eluent is controlled at 280 nm. In one embodiment, the protein is recovered in a single peak corresponding to the appropriately biologically active folded HBP. In one embodiment of the invention, it is an assay to determine the appropriately refolded BPH HPLC-FI. Disulfide bonds can optionally be confirmed by peptide mapping. Circular dichroism can also be used to determine the bi- and three-dimensional structure / folding.
[0050] El tampón de la segunda disolución tamponada puede ser cualquiera de los enumerados anteriormente para la primera disolución tamponada, por ejemplo, HEPPS pH 8,0, por ejemplo, a una concentración de aproximadamente 50 mM para replegar VEGF. El polipéptido puede diluirse con el tampón de replegamiento, por ejemplo al menos 5 veces o al menos aproximadamente 10 veces, aproximadamente 20 veces o aproximadamente 40 veces. Como alternativa, el polipéptido puede dializarse frente al tampón de replegamiento. [0050] The buffer of the second buffered solution may be any of those listed above for the first buffered solution, for example, HEPPS pH 8.0, for example, at a concentration of approximately 50 mM to refuel VEGF. The polypeptide can be diluted with the refolding buffer, for example at least 5 times or at least about 10 times, about 20 times or about 40 times. Alternatively, the polypeptide can be dialyzed against the refolding buffer.
[0051] La segunda disolución tamponada contiene un agente caotrópico a una concentración tal que ocurra el replegamiento de la HPB. Generalmente, está presente un caotrópico a aproximadamente entre 0,5 y 2 M. En una realización de la invención, el agente caotrópico en la presente memoria es urea a aproximadamente 0,5-2 M o aproximadamente 1 M. En una realización, el agente caotrópico es urea a una concentración de aproximadamente 1,3 M. En otra realización de la invención, el agente caotrópico es clorhidrato de guanidina aproximadamente 1 M. La Figura 10 ilustra el efecto de urea y el agente reductor DTT sobre el replegamiento de VEGF. VEGF del pico 3 designa VEGF plegado apropiadamente biológicamente activo. [0051] The second buffered solution contains a chaotropic agent at a concentration such that HPB refolding occurs. Generally, a chaotropic is present at about 0.5 to 2 M. In one embodiment of the invention, the chaotropic agent herein is urea at about 0.5-2 M or about 1 M. In one embodiment, the chaotropic agent is urea at a concentration of approximately 1.3 M. In another embodiment of the invention, the chaotropic agent is guanidine hydrochloride approximately 1 M. Figure 10 illustrates the effect of urea and the DTT reducing agent on VEGF refolding. . VEGF of peak 3 designates folded appropriately biologically active VEGF.
[0052] Como se observa, la disolución contiene opcionalmente también un agente reductor. El agente reductor se selecciona adecuadamente de aquellos descritos anteriormente para la etapa de solubilización en el intervalo de concentración de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10 mM para cisteína, 0,1-1,0 mM para DTT y/o menos de aproximadamente 0,2 mM para BME. En una realización de la invención, el agente reductor es DTT a aproximadamente 0,5-2 mM. En una realización de la invención, el agente reductor es DTT a aproximadamente 0,5 mM. Los ejemplos de agentes reductores adecuados incluyen, pero sin limitación, por ejemplo, ditiotreitol (DTT), βmercaptoetanol (BME), cisteína, DTE, etc. Aunque que DTT y BME pueden usarse con respecto a los procedimientos proporcionados en la presente memoria para proteínas de unión a heparina en general, es un ejemplo de recuperación de VEGF una combinación de cisteína de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 mM y DTT de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1,0 mM como se describe en la presente memoria. [0052] As noted, the solution optionally also contains a reducing agent. The reducing agent is suitably selected from those described above for the solubilization step in the concentration range of about 0.5 to about 10 mM for cysteine, 0.1-1.0 mM for DTT and / or less than about 0, 2 mM for BME. In one embodiment of the invention, the reducing agent is DTT at about 0.5-2 mM. In one embodiment of the invention, the reducing agent is DTT at approximately 0.5 mM. Examples of suitable reducing agents include, but are not limited to, for example, dithiothreitol (DTT), β-mercaptoethanol (BME), cysteine, DTE, etc. Although DTT and BME can be used with respect to the procedures provided herein for heparin-binding proteins in general, a combination of cysteine from about 0.1 to about 10 mM and DTT of about 0.1 is a VEGF recovery example. 0.1 to about 1.0 mM as described herein.
[0053] La etapa de replegamiento incluye un agente polianiónico sulfatado a una concentración suficiente para conseguir el replegamiento completo de la proteína solubilizada. Se describen anteriormente en la presente memoria ejemplos de agentes polianiónicos adecuados, por ejemplo, un derivado sulfato de un polisacárido como se observa anteriormente con agentes polianiónicos sulfatados tales como sulfato de heparina, sulfato de dextrano, sulfato de heparina y sulfato de condroitina, así como fragmentos de heparina sulfatada. Para los sulfatos de heparina, los pesos moleculares son generalmente de entre aproximadamente 3.000 y 10.000 Da, o de entre aproximadamente 3.000 y 6.000 Da. [0053] The refolding step includes a sulfated polyanionic agent at a concentration sufficient to achieve complete refolding of the solubilized protein. Examples of suitable polyanionic agents are described hereinbefore, for example, a sulfate derivative of a polysaccharide as noted above with sulfated polyanionic agents such as heparin sulfate, dextran sulfate, heparin sulfate and chondroitin sulfate, as well as Sulfate heparin fragments. For heparin sulfates, the molecular weights are generally between about 3,000 and 10,000 Da, or between about 3,000 and 6,000 Da.
[0054] En una realización de la invención, se emplea sulfato de dextrano en el contexto de la invención. El peso molecular del agente polianiónico sulfatado u otros tales como sulfato de dextrano empleados en la invención depende del tamaño de la proteína de unión a heparina particular que se esté recuperando. Generalmente, se emplea sulfato de dextrano de entre aproximadamente 3.000 y [0054] In one embodiment of the invention, dextran sulfate is employed in the context of the invention. The molecular weight of the sulfated polyanionic agent or others such as dextran sulfate used in the invention depends on the size of the particular heparin binding protein being recovered. Generally, dextran sulfate of between about 3,000 and
5.000 Da y 10.000 Da, por ejemplo, para la recuperación de VEGF. En otra realización, se usa un sulfato de dextrano a entre aproximadamente 5.000 Da y 8.000 Da para la recuperación de HBP. Las Figuras 3A-3D muestran la recuperación de VEGF con diversas concentraciones y pesos moleculares de sulfato de dextrano (Figuras 3A-C) y heparina (Figura 3D) analizada mediante cromatografía de afinidad por heparina. El pico 3 corresponde a VEGF plegado apropiadamente. 5,000 Da and 10,000 Da, for example, for the recovery of VEGF. In another embodiment, a dextran sulfate at between about 5,000 Da and 8,000 Da is used for the recovery of BPH. Figures 3A-3D show the recovery of VEGF with various concentrations and molecular weights of dextran sulfate (Figures 3A-C) and heparin (Figure 3D) analyzed by heparin affinity chromatography. Peak 3 corresponds to VEGF folded properly.
[0055] La concentración del compuesto polianiónico empleado depende de la proteína que se esté recuperando y de su concentración y de condiciones tales como temperatura y pH del tampón de replegamiento. Las concentraciones típicas están entre aproximadamente 50 y 500 mM para sulfato de sodio, entre aproximadamente 10 y 200 µg/ml para heparinas de bajo peso molecular tales como heparina de 6.000 Da (Sigma Chemical Co.), entre aproximadamente 10 y 200 µg/ml para heparinas de alto peso molecular tales como heparina I-A porcina (Sigma Chemical Co.) y entre aproximadamente 10 y 400 µg/ml o entre aproximadamente 10 y 200 µg/ml para sulfatos de dextrano. [0055] The concentration of the polyanionic compound used depends on the protein being recovered and its concentration and on conditions such as temperature and pH of the refolding buffer. Typical concentrations are between about 50 and 500 mM for sodium sulfate, between about 10 and 200 µg / ml for low molecular weight heparins such as 6,000 Da heparin (Sigma Chemical Co.), between about 10 and 200 µg / ml for high molecular weight heparins such as porcine heparin IA (Sigma Chemical Co.) and between about 10 and 400 µg / ml or between about 10 and 200 µg / ml for dextran sulfates.
[0056] El tampón de replegamiento puede contener opcionalmente agentes adicionales tales como cualquiera de una variedad de detergentes no iónicos tales como TRITON™ X-100, NONIDET™ P-40, la serie TWEEN™ y la serie BRIJ™. El detergente no iónico está presente a aproximadamente entre 0,01% y 1,0%. En un ejemplo, las concentraciones de detergente no iónico están entre aproximadamente 0,025% y 0,05%, o aproximadamente 0,05%. [0056] The refolding buffer may optionally contain additional agents such as any of a variety of non-ionic detergents such as TRITON ™ X-100, NONIDET ™ P-40, the TWEEN ™ series and the BRIJ ™ series. The non-ionic detergent is present at about 0.01% to 1.0%. In one example, the concentrations of non-ionic detergent are between about 0.025% and 0.05%, or about 0.05%.
[0057] Opcionalmente, pueden estar presentes en el tampón de replegamiento aminoácidos cargados positivamente, por ejemplo, arginina (por ejemplo, L-arginina/HCl), lisina, etc. En ciertas realizaciones de la invención, la concentración de arginina es, por ejemplo, de aproximadamente 01000 mM, o de aproximadamente 25 a 750 mM, o de aproximadamente 50-500 mM, o de aproximadamente 50-250 mM, o de aproximadamente 100 mM de concentración final, etc. En ciertas realizaciones de la invención, la proteína está en una disolución tampón a pH 7,0-9,0 que contiene urea 0,5-3 M, sulfato de dextrano 0-30 mg/l, Triton X-100 0-0,2%, cisteína 2-15 mM, DTT 0,1-1 mM y arginina 0-750 mM de concentración final. En una realización, se usa HEPPS 50 mM. En una realización, la concentración final de la disolución tampón de replegamiento es urea 1 M, HEPPS 50 mM, sulfato de dextrano 15 mg/ml, 0,05% de Triton X-100, cisteína 7,5 mM, arginina 100 mM, pH 8,0. En una realización, la concentración final de la disolución tampón de replegamiento es urea 1,3 M, HEPPS 50 mM, sulfato de dextrano 15 mg/l, 0,05% de Triton X-100, cisteína 7,5 mM, DTT 0,5 mM, arginina 100 mM, pH 8,0. [0057] Optionally, positively charged amino acids may be present in the refolding buffer, for example, arginine (eg, L-arginine / HCl), lysine, etc. In certain embodiments of the invention, the concentration of arginine is, for example, about 01000 mM, or about 25 to 750 mM, or about 50-500 mM, or about 50-250 mM, or about 100 mM of final concentration, etc. In certain embodiments of the invention, the protein is in a buffer solution at pH 7.0-9.0 containing 0.5-3 M urea, 0-30 mg / l dextran sulfate, Triton X-100 0-0 , 2%, 2-15 mM cysteine, 0.1-1 mM DTT and 0-750 mM arginine final concentration. In one embodiment, 50 mM HEPPS is used. In one embodiment, the final concentration of the refolding buffer solution is 1 M urea, 50 mM HEPPS, 15 mg / ml dextran sulfate, 0.05% Triton X-100, 7.5 mM cysteine, 100 mM arginine, pH 8.0. In one embodiment, the final concentration of the refolding buffer solution is 1.3 M urea, 50 mM HEPPS, 15 mg / l dextran sulfate, 0.05% Triton X-100, 7.5 mM cysteine, DTT 0 , 5 mM, 100 mM arginine, pH 8.0.
Recuperación y purificación de proteínas de unión a heparina Recovery and purification of heparin binding proteins
[0058] Aunque la recuperación y purificación de proteína de unión a heparina a partir de medios de cultivo puede emplear diversos procedimientos conocidos para la separación de dichas proteínas tales como, por ejemplo, fraccionamiento salino y con disolvente, adsorción con materiales coloidales, filtración en gel, cromatografía de intercambio iónico, cromatografía de afinidad, cromatografía de inmunoafinidad, electroforesis y cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), se describe un ejemplo de un procedimiento cromatográfico de cuatro etapas que comprende poner en contacto dicha proteína de unión a heparina replegada con un soporte cromatográfico de hidroxiapatito, un primer soporte cromatográfico de interacción hidrófoba, un soporte cromatográfico catiónico y un segundo soporte cromatográfico de interacción hidrófoba, y eluir selectivamente la proteína de unión a heparina de cada soporte. Como alternativa, se describe otro procedimiento cromatográfico que comprende poner en contacto dicha proteína de unión a heparina replegada con un soporte de intercambio catiónico, un soporte cromatográfico de interacción hidrófoba y un soporte cromatográfico de intercambio iónico, y eluir selectivamente la proteína de unión a heparina de cada soporte. Se contempla que las etapas de cada procedimiento pueden efectuase en cualquier orden. En una realización de la invención, se efectúan secuencialmente las etapas. [0058] Although recovery and purification of heparin-binding protein from culture media can employ various known methods for the separation of said proteins such as, for example, salt and solvent fractionation, adsorption with colloidal materials, filtration in gel, ion exchange chromatography, affinity chromatography, immunoaffinity chromatography, electrophoresis and high performance liquid chromatography (HPLC), an example of a four-stage chromatographic procedure comprising contacting said folded heparin binding protein with a hydroxyapatite chromatographic support, a first hydrophobic interaction chromatographic support, a cationic chromatographic support and a second hydrophobic interaction chromatographic support, and selectively eluting the heparin binding protein of each support. Alternatively, another chromatographic method is described which comprises contacting said folded heparin binding protein with a cation exchange support, a hydrophobic interaction chromatographic support and an ion exchange chromatographic support, and selectively eluting the heparin binding protein. of each support. It is contemplated that the steps of each procedure can be carried out in any order. In one embodiment of the invention, the steps are performed sequentially.
[0059] Una primera etapa adecuada en la recuperación y purificación adicional de la proteína de unión a heparina proporciona característicamente la concentración de la proteína de unión a heparina y la reducción del volumen de muestra. Por ejemplo, la segunda etapa de incubación descrita anteriormente puede dar como resultado un gran aumento del volumen de proteína de unión a heparina recuperada y una dilución simultánea de la proteína en el tampón de replegamiento. Los primeros soportes cromatográficos adecuados proporcionan una reducción de volumen de proteína de unión a heparina recuperada y pueden proporcionar ventajosamente cierta purificación de la proteína de proteínas contaminantes indeseadas. Las primeras etapas cromatográficas adecuadas incluyen soportes cromatográficos que pueden eluirse y cargarse directamente en un soporte cromatográfico de interacción hidrófoba. Por ejemplo, se usan soportes cromatográficos de los que puede eluirse proteína de unión a heparina con alta concentración de sal adecuada para cargar un soporte cromatográfico de interacción hidrófoba. [0059] A suitable first stage in the recovery and further purification of the heparin-binding protein characteristically provides the concentration of the heparin-binding protein and the reduction of the sample volume. For example, the second incubation step described above may result in a large increase in the volume of heparin binding protein recovered and a simultaneous dilution of the protein in the refolding buffer. The first suitable chromatographic supports provide a reduced volume of recovered heparin binding protein and can advantageously provide some purification of the protein from unwanted contaminating proteins. Suitable early chromatographic stages include chromatographic supports that can be eluted and loaded directly into a chromatographic carrier of hydrophobic interaction. For example, chromatographic supports are used from which heparin-binding protein can be eluted with high salt concentration suitable for loading a chromatographic carrier of hydrophobic interaction.
[0060] Los primeros soportes cromatográficos ejemplares incluyen, pero sin limitación, soportes cromatográficos de hidroxiapatito, por ejemplo, cerámica CHT de tipo I y tipo II (anteriormente conocido como cerámica MacroPrep), Bio-Gel HT, Bio-Gel HTP, Biorad, Hercules, CA, etc.; soportes cromatográficos quelantes de metal constituidos por una resina inerte de iones metálicos inmovilizados tales como cobre, níquel, etc.; así como geles de sílice no derivatizados. En una realización de la invención, los primeros soportes cromatográficos para la purificación y recuperación de VEGF son soportes cromatográficos de hidroxapatito. En otra realización de la invención, los primeros soportes cromatográficos para la purificación y recuperación de VEGF son soportes de intercambio catiónico, por ejemplo, descritos a continuación con más detalle. [0060] The first exemplary chromatographic supports include, but are not limited to, hydroxyapatite chromatographic supports, for example, CHT type I and type II ceramics (previously known as MacroPrep ceramics), Bio-Gel HT, Bio-Gel HTP, Biorad, Hercules, CA, etc .; Chelating chromatographic metal supports consisting of an inert resin of immobilized metal ions such as copper, nickel, etc .; as well as non derivatized silica gels. In one embodiment of the invention, the first chromatographic supports for purification and recovery of VEGF are chromatographic hydroxapatite supports. In another embodiment of the invention, the first chromatographic supports for purification and recovery of VEGF are cation exchange supports, for example, described in more detail below.
[0061] Se logra la elución del primer soporte cromatográfico según prácticas estándares en la técnica. Las condiciones de elución y los tampones adecuados facilitarán la carga de la HPB eluida directamente en el primer soporte cromatográfico de interacción hidrófoba como se describe a continuación. [0061] Elution of the first chromatographic support is achieved according to standard practices in the art. Elution conditions and suitable buffers will facilitate loading of the eluted BPH directly into the first hydrophobic interaction chromatographic support as described below.
[0062] La cromatografía de interacción hidrófoba es bien conocida en la técnica e implica la interacción de las porciones hidrófobas de la molécula que interaccionan con los ligandos hidrófobos unidos a los “soportes cromatográficos”. Un ligando hidrófobo acoplado con una matriz se designa diversamente como un soporte cromatográfico de HIC, gel de HIC o columna de HIC y similares. Se aprecia adicionalmente que la fuerza de la interacción entre la proteína y la columna de HIC no es solo una función de la proporción de superficies no polares a polares en la proteína, sino de la distribución de las superficies no polares también. [0062] Hydrophobic interaction chromatography is well known in the art and involves the interaction of hydrophobic portions of the molecule that interact with hydrophobic ligands attached to "chromatographic supports." A hydrophobic ligand coupled with a matrix is variously designated as a chromatographic HIC support, HIC gel or HIC column and the like. It is further appreciated that the strength of the interaction between the protein and the HIC column is not only a function of the proportion of non-polar to polar surfaces in the protein, but of the distribution of non-polar surfaces as well.
[0063] Pueden emplearse una serie de matrices en la preparación de columnas de HIC. La usada más extensamente es agarosa, auque pueden usarse sílice y resinas poliméricas orgánicas. Los ligandos hidrófobos útiles incluyen, pero sin limitación, grupos alquilo que tienen de aproximadamente 2 a aproximadamente 10 átomos de carbono, tales como butilo, propilo u octilo, o grupos arilo tales como fenilo. Pueden obtenerse comercialmente soportes de HIC convencionales para geles y columnas a partir de suministradores tales como de GE Healthcare, Uppsala, Suecia con los nombres de producto butil-SEPHAROSE™, fenil-SEPHAROSE™ CL-4B, octil-SEPHAROSE™ FF y fenil-SEPHAROSE™ FF y de Tosoh Corporation, Tokio, Japón, con los nombres de producto TOYOPEARL™-butilo 650M (Fractogel TSK Butyl-650) o TSK-GEL fenil 5PW. En una realización, la purificación y recuperación de VEGF es en un primer soporte cromatográfico de HIC que es butilagarosa y un segundo soporte cromatográfico hidrófobo que es fenilagarosa. En otra realización, el primer soporte cromatográfico de HIC es fenilagarosa. [0063] A series of matrices can be used in the preparation of HIC columns. The most widely used is agarose, although silica and organic polymer resins can be used. Useful hydrophobic ligands include, but are not limited to, alkyl groups having from about 2 to about 10 carbon atoms, such as butyl, propyl or octyl, or aryl groups such as phenyl. Conventional HIC supports for gels and columns can be obtained commercially from suppliers such as GE Healthcare, Uppsala, Sweden under the product names butyl-SEPHAROSE ™, phenyl-SEPHAROSE ™ CL-4B, octyl-SEPHAROSE ™ FF and phenyl- SEPHAROSE ™ FF and Tosoh Corporation, Tokyo, Japan, with the product names TOYOPEARL ™ -butyl 650M (Fractogel TSK Butyl-650) or TSK-GEL phenyl 5PW. In one embodiment, the purification and recovery of VEGF is on a first HIC chromatographic support that is butylagarose and a second hydrophobic chromatographic support that is phenylagarose. In another embodiment, the first HIC chromatographic support is phenylagarose.
[0064] La densidad de ligando es un parámetro importante en el que influye no solo la fuerza de la interacción de la proteína, sino la capacidad de la columna también. La densidad de ligando de los geles de fenilo u octilfenilo comercialmente disponibles es del orden de 5-40 µmol/ml de lecho de gel. La capacidad de gel es una función de la proteína particular en cuestión, así como del pH, temperatura y concentración salina, pero puede esperarse generalmente que entre en el intervalo de 3-20 mg/ml de gel. [0064] Ligand density is an important parameter that not only influences the strength of the interaction of the protein, but also the capacity of the column. The ligand density of commercially available phenyl or octylphenyl gels is of the order of 5-40 µmol / ml gel bed. The gel capacity is a function of the particular protein in question, as well as the pH, temperature and saline concentration, but it can generally be expected to enter the range of 3-20 mg / ml of gel.
[0065] La elección del gel particular puede determinarse por el experto en la técnica. En general, la fuerza de la interacción de la proteína y el ligando de HIC aumenta con la longitud de cadena de los ligandos alquilo, pero los ligandos que tienen de aproximadamente 4 a aproximadamente 8 átomos de carbono son adecuados para la mayoría de separaciones. Un grupo fenilo tiene aproximadamente la misma hidrofobicidad que un grupo pentilo, aunque la selectividad puede ser diferente debido a la posibilidad de interacción pi-pi con los grupos aromáticos de la proteína. [0065] The choice of the particular gel can be determined by one skilled in the art. In general, the strength of the interaction of the HIC protein and ligand increases with the chain length of the alkyl ligands, but ligands having from about 4 to about 8 carbon atoms are suitable for most separations. A phenyl group has approximately the same hydrophobicity as a pentyl group, although the selectivity may be different due to the possibility of pi-pi interaction with the aromatic groups of the protein.
[0066] La adsorción de la proteína a una columna de HIC está favorecida por la alta concentración salina, pero la concentración real puede variar en un amplio intervalo dependiendo de la naturaleza de la proteína y del ligando de HIC particular elegido. En general, son útiles concentraciones salinas de entre aproximadamente 1 y 4 M. [0066] Adsorption of the protein to an HIC column is favored by high saline concentration, but the actual concentration may vary over a wide range depending on the nature of the protein and the particular HIC ligand chosen. In general, salt concentrations between about 1 and 4 M. are useful.
[0067] La elución de un soporte de HIC, tanto por etapas o en forma de gradiente, puede lograrse en una variedad de modos tales como a) cambiando la concentración salina, b) cambiando la polaridad del disolvente o c) añadiendo detergentes. Al reducir las concentraciones salinas, se eluyen las proteínas adsorbidas para aumentar la hidrofobicidad. Los cambios de polaridad pueden efectuarse mediante adiciones de disolventes tales como etilenglicol o isopropanol, reduciendo así la fuerza de las interacciones hidrófobas. Los detergentes funcionan como desplazadores de proteínas y se han usado principalmente en relación con la purificación de proteínas de membrana. [0067] Elution of an HIC support, both in steps or in the form of a gradient, can be achieved in a variety of ways such as a) changing the salt concentration, b) changing the polarity of the solvent or c) adding detergents. By reducing salt concentrations, adsorbed proteins are eluted to increase hydrophobicity. Polarity changes can be made by additions of solvents such as ethylene glycol or isopropanol, thus reducing the strength of hydrophobic interactions. Detergents function as protein shifters and have been used primarily in relation to membrane protein purification.
[0068] Pueden unirse diversos constituyentes aniónicos a matrices para formar soportes catiónicos para cromatografía. Los constituyentes aniónicos incluyen carboximetilo, grupos sulfoetilo, grupos sulfopropilo, fosfato y sulfonato (S). Las resinas de intercambio iónico celulósicas tales como SE52, SE53, SE92, CM32, CM52, CM92, P11, DE23, DE32, DE52, EXPRESS ION™ S y EXPRESS ION™ C están disponibles en Whatman LTD, Maidstone Kent R.U. Los intercambiadores iónicos basados en SEPHADEX™ y SEPHAROSE™ y reticulados son también conocidos con los nombres de producto CM SEPHADEX™ C-25, CM SEPHADEX™C-50 y SP SEPHADEX™ C-25 SP SEPHADEX™ C-50 y SP-SEPHAROSE™ High Performance, SP-SEPHAROSE ™ Fast Flow, SPSEPHAROSE XL, CM-SEPHAROSE™ Fast Flow y CM-SEPHAROSE™, CL-6B, todos disponibles en GE Healthcare. Los ejemplos de intercambiadores iónicos para la práctica de la invención incluyen, pero sin limitación, por ejemplo, intercambiadores iónicos con los nombres de producto MACROPREP™ tales como, por ejemplo, soporte MACROPREP™ S, soporte MACROPREP™ High S y soporte MACROPREP™ CM de BioRad, Hercules, CA. [0068] Various anionic constituents can be attached to matrices to form cationic supports for chromatography. Anionic constituents include carboxymethyl, sulfoethyl groups, sulfopropyl groups, phosphate and sulphonate (S). Cellulosic ion exchange resins such as SE52, SE53, SE92, CM32, CM52, CM92, P11, DE23, DE32, DE52, EXPRESS ION ™ S and EXPRESS ION ™ C are available from Whatman LTD, Maidstone Kent R.U. The ion exchangers based on SEPHADEX ™ and SEPHAROSE ™ and cross-linked are also known under the product names CM SEPHADEX ™ C-25, CM SEPHADEX ™ C-50 and SP SEPHADEX ™ C-25 SP SEPHADEX ™ C-50 and SP-SEPHAROSE ™ High Performance, SP-SEPHAROSE ™ Fast Flow, SPSEPHAROSE XL, CM-SEPHAROSE ™ Fast Flow and CM-SEPHAROSE ™, CL-6B, all available at GE Healthcare. Examples of ion exchangers for the practice of the invention include, but are not limited to, for example, ion exchangers with the MACROPREP ™ product names such as, for example, MACROPREP ™ S support, MACROPREP ™ High S support and MACROPREP ™ CM support from BioRad, Hercules, CA.
[0069] La elución de soportes cromatográficos catiónicos se logra generalmente aumentando las concentraciones salinas. Debido a que la elución de columnas iónicas implica la adición de sal y debido a que, como se ha mencionado, la HIC tiene una concentración salina potenciada, se usa opcionalmente la introducción de la etapa de HIC después de la etapa iónica u otra etapa salina. En una realización de la invención, una etapa cromatográfica de intercambio catiónico precede a la etapa de HIC. [0069] Elution of cationic chromatographic supports is generally achieved by increasing salt concentrations. Because the elution of ionic columns involves the addition of salt and because, as mentioned, the HIC has an enhanced saline concentration, the introduction of the HIC stage after the ionic stage or other saline stage is optionally used. . In one embodiment of the invention, a cation exchange chromatographic stage precedes the HIC stage.
[0070] Se describen ejemplos de procedimientos para purificar VEGF a continuación en la presente memoria, por ejemplo, véanse los Ejemplos V y VI. Después del replegamiento, se retira el material insoluble del conjunto mediante filtración profunda. Se carga entonces el conjunto clarificado en hidroxiapatito cerámico (Bio Rad, Hercules, CA) equilibrado con HEPPS 5 mM/0,05% de TRITON™ X100/pH 8. Se retira la proteína no unida lavando con tampón de equilibrado y se eluye el VEGF usando una etapa isocrática de HEPPS 50 mM/0,05% de TRITON™ X100/fosfato de sodio 0,15 M/pH [0070] Examples of procedures for purifying VEGF are described herein below, for example, see Examples V and VI. After refolding, insoluble material is removed from the assembly by deep filtration. The clarified assembly is then loaded in ceramic hydroxyapatite (Bio Rad, Hercules, CA) equilibrated with 5 mM HEPPS / 0.05% TRITON ™ X100 / pH 8. The unbound protein is removed by washing with equilibration buffer and the elution is eluted. VEGF using an isocratic stage of 50 mM HEPPS / 0.05% TRITON ™ X100 / 0.15 M sodium phosphate / pH
8. Se carga el conjunto de VEGF en una columna de butil-SEPHAROSE™ Fast Flow (GE Healthcare, Uppsala, Suecia) equilibrada con HEPPS 50 mM/0,05% de TRITON™ X100/fosfato de sodio 0,15 M/pH 8. Se lava la columna con tampón de equilibrado y se recoge el VEGF en el efluente de columna. Se carga el conjunto de butil-SEPHAROSE™ en una columna Macro Prep High S (BioRad, Hercules, CA) que está equilibrada con HEPES 50 mM/pH 8. Después de reducir por lavado la absorbancia del efluente a 280 nm hasta el valor de referencia, se lava la columna con dos volúmenes de columna de HEPES 50 mM/cloruro de sodio 0,25 M/pH 8. Se eluye el VEGF usando un gradiente lineal de 8 volúmenes de columna de cloruro de sodio 0,25-0,75 M en HEPES 50 mM/pH 8. Se recogen las fracciones y se combinan aquellas con VEGF apropiadamente plegado, como se determina mediante un ensayo de unión a heparina. 8. The VEGF assembly is loaded on a butyl-SEPHAROSE ™ Fast Flow column (GE Healthcare, Uppsala, Sweden) equilibrated with 50 mM HEPPS / 0.05% TRITON ™ X100 / 0.15 M / pH sodium phosphate 8. The column is washed with equilibration buffer and the VEGF is collected in the column effluent. The butyl-SEPHAROSE ™ assembly is loaded on a Macro Prep High S column (BioRad, Hercules, CA) that is equilibrated with 50 mM HEPES / pH 8. After reducing the effluent absorbance by washing at 280 nm to the value of reference, the column is washed with two column volumes of 50 mM HEPES / 0.25 M sodium chloride / pH 8. The VEGF is eluted using a linear gradient of 8 column volumes of 0.25-0 sodium chloride, 75 M in 50 mM HEPES / pH 8. Fractions are collected and those combined with appropriately folded VEGF, as determined by a heparin binding assay.
[0071] El conjunto de Macro Prep High S se acondiciona con un volumen igual de HEPES 50 mM/citrato de sodio 0,8 M/pH 7,5. Se carga entonces el conjunto acondicionado en una columna de fenil-5PW TSK (Tosoh Bioscience LLC, Montgomeryville, PA) que está equilibrada con HEPES 50 mM/citrato de sodio 0,4 M/pH 7,5. Después de lavar la proteína no unida a la columna con tampón de equilibrado, se eluye el VEGF de la columna usando un gradiente de 10 volúmenes de columna de citrato de sodio 0,4-0 M en HEPES 50 mM, pH 7,5. Se ensayan las fracciones mediante electroforesis en gel de poliacrilamida-SDS y se combinan aquellas que contienen VEGF de suficiente pureza. [0071] The Macro Prep High S assembly is conditioned with an equal volume of 50 mM HEPES / 0.8 M sodium citrate / pH 7.5. The conditioned assembly is then loaded on a phenyl-5PW TSK column (Tosoh Bioscience LLC, Montgomeryville, PA) which is equilibrated with 50 mM HEPES / 0.4 M sodium citrate / pH 7.5. After washing the unbound protein in the column with equilibration buffer, the VEGF is eluted from the column using a 10 volume gradient of 0.4-0 M sodium citrate column in 50 mM HEPES, pH 7.5. Fractions are tested by polyacrylamide-SDS gel electrophoresis and those containing VEGF of sufficient purity are combined.
Expresión de proteína de unión a heparina en células hospedadoras Expression of heparin binding protein in host cells
[0072] Brevemente, se introducen en la célula hospedadora vectores de expresión capaces de replicación autónoma y expresión de proteína respecto al genoma de la célula procariótica hospedadora. La construcción de vectores de expresión apropiados es bien conocida en la técnica, incluyendo las secuencias nucleotídicas de las proteínas de unión a heparina descritas en la presente memoria. Véanse, por ejemplo, Sambrook y col., “Molecular Cloning, A Laboratory Manual”, Cold Spring Harbor Laboratory Press (Cold Spring Harbor, Nueva York) (2001); Ausubel y col., “Short Protocols in Molecular Biology, Current Protocols” John Wiley and Sons (Nueva Jersey) (2002) y Baneyx, (1999) Current Opinion in Biotechnology, 10: 411-421. Están comercialmente disponibles vectores de expresión en células procarióticas apropiadas, incluyendo bacterias, por ejemplo en la American Type Culture Collection (ATCC), Rockville, Maryland. Son bien conocidos en la técnica los procedimientos para el crecimiento a gran escala de células procarióticas, y especialmente el cultivo de células bacterianas, y estos procedimientos pueden usarse en el contexto de la invención. [0072] Briefly, expression vectors capable of autonomous replication and protein expression relative to the genome of the prokaryotic host cell are introduced into the host cell. The construction of appropriate expression vectors is well known in the art, including the nucleotide sequences of the heparin binding proteins described herein. See, for example, Sambrook et al., "Molecular Cloning, A Laboratory Manual", Cold Spring Harbor Laboratory Press (Cold Spring Harbor, New York) (2001); Ausubel et al., "Short Protocols in Molecular Biology, Current Protocols" John Wiley and Sons (New Jersey) (2002) and Baneyx, (1999) Current Opinion in Biotechnology, 10: 411-421. Expression vectors are available commercially in appropriate prokaryotic cells, including bacteria, for example in the American Type Culture Collection (ATCC), Rockville, Maryland. Methods for large-scale growth of prokaryotic cells, and especially the culture of bacterial cells, are well known in the art, and these methods can be used in the context of the invention.
[0073] Por ejemplo, se transfectan células hospedadoras procarióticas con vectores de expresión o clonación que codifican la proteína de unión a heparina de interés y se cultivan en medios nutrientes convencionales modificados según sea apropiado para inducir promotores, seleccionar transformantes o amplificar los genes que codifican las secuencias deseadas. El ácido nucleico que codifica el polipéptido de interés es adecuadamente ARN, ADNc o ADN genómico de cualquier fuente, a condición de que codifique el polipéptido o polipéptidos de interés. Son bien conocidos los procedimientos para seleccionar el ácido nucleico apropiado para la expresión de polipéptidos heterólogos (incluyendo variantes de los mismos) en hospedadores microbianos. Las moléculas de ácido nucleico que codifican el polipéptido se preparan mediante una variedad de procedimientos conocidos en la técnica. Por ejemplo, se aísla y secuencia un ADN que codifica VEGF, por ejemplo, usando sondas oligonucleotídicas que son capaces de unirse específicamente al gen que codifica VEGF. [0073] For example, prokaryotic host cells are transfected with expression or cloning vectors encoding the heparin-binding protein of interest and cultured in conventional nutrient media modified as appropriate to induce promoters, select transformants or amplify the genes encoding the desired sequences. The nucleic acid encoding the polypeptide of interest is suitably RNA, cDNA or genomic DNA from any source, provided that it encodes the polypeptide or polypeptides of interest. Methods for selecting the appropriate nucleic acid for the expression of heterologous polypeptides (including variants thereof) in microbial hosts are well known. Nucleic acid molecules encoding the polypeptide are prepared by a variety of procedures known in the art. For example, a DNA encoding VEGF is isolated and sequenced, for example, using oligonucleotide probes that are capable of specifically binding to the gene encoding VEGF.
[0074] Se inserta adecuadamente el ácido nucleico heterólogo (por ejemplo, ADNc o ADN genómico) en un vector replicable para expresión en el microorganismo bajo el control de un promotor adecuado. Están disponibles muchos vectores con este fin, y la selección del vector apropiado dependerá principalmente del tamaño del ácido nucleico para insertar en el vector y de la célula hospedadora particular para transformar con el vector. Cada vector contiene diversos componentes dependiendo de la célula hospedadora particular con la que sea compatible. Dependiendo del tipo particular de hospedador, los componentes del vector incluyen generalmente, pero sin limitación, uno [0074] The heterologous nucleic acid (eg, cDNA or genomic DNA) is suitably inserted into a replicable vector for expression in the microorganism under the control of a suitable promoter. Many vectors are available for this purpose, and the selection of the appropriate vector will depend primarily on the size of the nucleic acid to be inserted into the vector and the particular host cell to transform with the vector. Each vector contains various components depending on the particular host cell with which it is compatible. Depending on the particular type of host, the components of the vector generally include, but are not limited to, one
o más de los siguientes: una secuencia señal, un origen de replicación, uno o más genes marcadores, un promotor y una secuencia de terminación de la transcripción. or more of the following: a signal sequence, an origin of replication, one or more marker genes, a promoter and a transcription termination sequence.
[0075] En general, se usan vectores plasmídicos que contienen secuencias de replicón y de control que derivan de especies compatibles con la célula hospedadora con respecto a los hospedadores microbianos. El vector porta normalmente un sitio de replicación, así como secuencias marcadoras que son capaces de proporcionar la selección fenotípica en células transformadas. Por ejemplo, E. coli se transforma típicamente usando pBR322, un plásmido derivado de una especie de [0075] In general, plasmid vectors containing replicon and control sequences derived from species compatible with the host cell with respect to microbial hosts are used. The vector normally carries a replication site, as well as marker sequences that are capable of providing phenotypic selection in transformed cells. For example, E. coli is typically transformed using pBR322, a plasmid derived from a species of
E. coli (véase, por ejemplo, Bolivar y col., (1977) Gene, 2: 95). pBR322 contiene genes para resistencia a ampicilina y tetraciclina y por tanto proporciona un medio sencillo para identificar células transformadas. El plásmido pBR322, u otro plásmido o fago bacteriano, contiene también generalmente, o está modificado para contener, promotores que pueden usarse por el hospedador para la expresión de los genes de marcador seleccionable. E. coli (see, for example, Bolivar et al., (1977) Gene, 2: 95). pBR322 contains genes for ampicillin and tetracycline resistance and therefore provides a simple means to identify transformed cells. Plasmid pBR322, or another bacterial plasmid or phage, also generally contains, or is modified to contain, promoters that can be used by the host for the expression of selectable marker genes.
(i) Secuencia señal (i) Signal sequence
[0076] Los polipéptidos de la invención pueden producirse recombinantemente no solo de forma directa, sino también como polipéptido de fusión con un polipéptido heterólogo, que es típicamente una secuencia señal u otro polipéptido que tiene un sitio de escisión específico en el extremo N de la proteína o polipéptido maduro. La secuencia señal heteróloga seleccionada típicamente es aquella que es reconocida y procesada (concretamente, escindida por una peptidasa señal) por la célula hospedadora. Para células hospedadoras procarióticas que no reconocen y procesan la secuencia señal del polipéptido nativo, se sustituye la secuencia señal por una secuencia señal procariótica seleccionada, por ejemplo, del grupo de secuencias líder de fosfatasa alcalina, penicilinasa, 1pp y enterotoxina II termoestable. [0076] The polypeptides of the invention can be recombinantly produced not only directly, but also as a fusion polypeptide with a heterologous polypeptide, which is typically a signal sequence or other polypeptide having a specific cleavage site at the N-terminus of the mature protein or polypeptide. The heterologous signal sequence typically selected is one that is recognized and processed (specifically, cleaved by a signal peptidase) by the host cell. For prokaryotic host cells that do not recognize and process the signal sequence of the native polypeptide, the signal sequence is replaced by a prokaryotic signal sequence selected, for example, from the group of leader sequences of alkaline phosphatase, penicillinase, 1pp and enterotoxin II thermostable.
(ii) Componente de origen de replicación (ii) Replication source component
[0077] Los vectores de expresión contienen una secuencia de ácido nucleico que posibilita que el vector se replique en una o más células hospedadoras seleccionadas. Dichas secuencias son bien conocidas para una variedad de microbios. El origen de replicación del plásmido pBR322 es adecuado para la mayoría de bacterias gramnegativas tales como E. coli. [0077] Expression vectors contain a nucleic acid sequence that allows the vector to replicate in one or more selected host cells. Such sequences are well known for a variety of microbes. The origin of replication of plasmid pBR322 is suitable for most gram-negative bacteria such as E. coli.
(iii) Componente de gen de selección (iii) Selection gene component
[0078] Los vectores de expresión contienen generalmente un gen de selección, denominado también un marcador seleccionable. Este gen codifica una proteína necesaria para la supervivencia o el crecimiento de células hospedadoras transformantes crecidas en un medio de cultivo selectivo. Las células hospedadoras no transformadas con el vector que contiene el gen de selección no sobrevivirán en el medio de cultivo. Este marcador seleccionable está separado de los marcadores genéticos como se utilizan y definen por esta invención. Los genes de selección típicos codifican proteínas que (a) confieren resistencia a antibióticos u otras toxinas, por ejemplo, ampicilina, neomicina, metotrexato o tetraciclina, (b) complementan deficiencias auxotróficas distintas de las causadas por la presencia del marcador o marcadores genéticos, o (c) suministran nutrientes críticos no disponibles en medios complejos, por ejemplo, el gen que codifica D-alanina racemasa de bacilos. [0078] Expression vectors generally contain a selection gene, also called a selectable marker. This gene encodes a protein necessary for the survival or growth of transforming host cells grown in a selective culture medium. Host cells not transformed with the vector containing the selection gene will not survive in the culture medium. This selectable marker is separated from the genetic markers as used and defined by this invention. Typical selection genes encode proteins that (a) confer resistance to antibiotics or other toxins, for example, ampicillin, neomycin, methotrexate or tetracycline, (b) complement auxotrophic deficiencies other than those caused by the presence of the genetic marker or markers, or (c) provide critical nutrients not available in complex media, for example, the gene encoding bacillus D-alanine racemase.
[0079] Un ejemplo de un esquema de selección utiliza un fármaco para detener el crecimiento de una célula hospedadora. En este caso, aquellas células que se transforman exitosamente con el ácido nucleico de interés producen un polipéptido que confiere resistencia a fármacos y por tanto sobrevive al régimen de selección. Los ejemplos de dicha selección dominante usan los fármacos neomicina (Southern y col., (1982) J. Molec. Appl. Genet., 1: 327), ácido micofenólico (Mulligan y col., (1980) Science 209: 1422) o higromicina (Sugden y col., (1985) Mol. Cell. Biol., 5: 410-413). Los tres ejemplos dados anteriormente emplean genes bacterianos bajo control eucariótico para transmitir resistencia al fármaco apropiado G418 o neomicina (geneticina), xgpt (ácido micofenólico) o higromicina, respectivamente. [0079] An example of a selection scheme uses a drug to stop the growth of a host cell. In this case, those cells that are successfully transformed with the nucleic acid of interest produce a polypeptide that confers resistance to drugs and therefore survives the selection regime. Examples of such dominant selection use the drugs neomycin (Southern et al. (1982) J. Molec. Appl. Genet., 1: 327), mycophenolic acid (Mulligan et al. (1980) Science 209: 1422) or hygromycin (Sugden et al., (1985) Mol. Cell. Biol., 5: 410-413). The three examples given above employ bacterial genes under eukaryotic control to transmit resistance to the appropriate drug G418 or neomycin (geneticin), xgpt (mycophenolic acid) or hygromycin, respectively.
(iv) Componente de promotor (iv) Promoter component
[0080] El vector de expresión para producir la proteína de unión a heparina de interés contiene un promotor adecuado que es reconocido por el organismo hospedador y está ligado operativamente con el ácido nucleico que codifica el polipéptido de interés. Los promotores adecuados para uso con hospedadores procarióticos incluyen los sistemas promotores de β-lactamasa y lactosa (Chang y col., (1978) Nature, 275: 615; Goeddel y col., (1979) Nature, 281: 544), el sistema promotor de arabinosa (Guzmán y col., (1992) J. Bacteriol., 174: 7716-7728), fosfatasa alcalina, un sistema promotor de triptófano (trp) (Goeddel, (1980) Nucleic Acids Res., 8: 4057 y documento EP 36.776) y promotores híbridos tales como el promotor tac (deBoer y col., (1983) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 80: 21-25). Sin embargo, son adecuados otros promotores bacterianos conocidos. Sus secuencias nucleotídicas se han publicado, posibilitando así al experto ligarles operativamente con ADN que codifica el polipéptido de interés (Siebenlist y col., (1980) Cell, 20: 269) usando ligadores o adaptadores para suministrar cualquier sitio de restricción necesario. Véanse también, por ejemplo, Sambrook y col., supra y Ausubel y col., supra. [0080] The expression vector for producing the heparin binding protein of interest contains a suitable promoter that is recognized by the host organism and is operably linked with the nucleic acid encoding the polypeptide of interest. Promoters suitable for use with prokaryotic hosts include the β-lactamase and lactose promoter systems (Chang et al. (1978) Nature, 275: 615; Goeddel et al. (1979) Nature, 281: 544), the system arabinose promoter (Guzmán et al. (1992) J. Bacteriol., 174: 7716-7728), alkaline phosphatase, a tryptophan (trp) promoter system (Goeddel, (1980) Nucleic Acids Res., 8: 4057 and EP 36,776) and hybrid promoters such as the tac promoter (deBoer et al. (1983) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 80: 21-25). However, other known bacterial promoters are suitable. Their nucleotide sequences have been published, thus enabling the expert to operatively link them with DNA encoding the polypeptide of interest (Siebenlist et al. (1980) Cell, 20: 269) using linkers or adapters to deliver any necessary restriction site. See also, for example, Sambrook et al., Supra and Ausubel et al., Supra.
[0081] Los promotores para uso en sistemas bacterianos contienen generalmente también una secuencia de Shine-Dalgarno (S.D.) ligada operativamente con el ADN que codifica el polipéptido de interés. El promotor puede retirarse del ADN fuente bacteriano mediante digestión con enzima de restricción e insertarse en el vector que contiene el ADN deseado. [0081] Promoters for use in bacterial systems generally also contain a Shine-Dalgarno (S.D.) sequence operably linked with the DNA encoding the polypeptide of interest. The promoter can be removed from the bacterial source DNA by restriction enzyme digestion and inserted into the vector containing the desired DNA.
(v) Construcción y análisis de vectores (v) Construction and vector analysis
[0082] La construcción de vectores adecuados que contienen uno o más de los componentes anteriormente enumerados emplea técnicas de ligamiento estándares. Los plásmidos aislados o fragmentos de ADN se escinden, ajustan y religan en la forma deseada para generar los plásmidos necesarios: Para el análisis para confirmar las secuencias correctas en los plásmidos construidos, se usan mezclas de ligamiento para transformar E. coli K12 cepa 294 (ATCC 31.446) u otras cepas, y se seleccionan los transformantes exitosos mediante resistencia a ampicilina o tetraciclina cuando sea apropiado. Se preparan plásmidos a partir de los transformantes, se analizan mediante digestión con endonucleasa de restricción y/o se secuencian mediante el procedimiento de Sanger y col., (1977) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74: 5463-5467 o Messing y col., (1981) Nucleic Acids Res., 9: 309, o mediante el procedimiento de Maxam y col., (1980) Methods in Enzymology, 65: 499. Véanse también, por ejemplo, Sambrook y col., supra y Ausubel y col., supra. [0082] The construction of suitable vectors containing one or more of the components listed above employs standard linking techniques. Isolated plasmids or DNA fragments are cleaved, adjusted and religed in the desired manner to generate the necessary plasmids: For analysis to confirm the correct sequences in the constructed plasmids, ligation mixtures are used to transform E. coli K12 strain 294 ( ATCC 31,446) or other strains, and successful transformants are selected by resistance to ampicillin or tetracycline when appropriate. Plasmids are prepared from the transformants, analyzed by restriction endonuclease digestion and / or sequenced by the procedure of Sanger et al., (1977) Proc. Natl Acad. Sci. USA, 74: 5463-5467 or Messing et al., (1981) Nucleic Acids Res., 9: 309, or by the procedure of Maxam et al., (1980) Methods in Enzymology, 65: 499. See also , for example, Sambrook et al., supra and Ausubel et al., supra.
[0083] El ácido nucleico que codifica la proteína de unión a heparina de interés se inserta en las células hospedadoras. Típicamente, esto se logra transformando las células hospedadoras con los vectores de expresión anteriormente descritos y cultivando en medios nutrientes convencionales modificados según sea apropiado para inducir los diversos promotores. [0083] The nucleic acid encoding the heparin-binding protein of interest is inserted into the host cells. Typically, this is achieved by transforming the host cells with the expression vectors described above and culturing in conventional nutrient media modified as appropriate to induce the various promoters.
Cultivo de células hospedadoras Host cell culture
[0084] Las células procarióticas adecuadas para uso para expresar las proteínas de unión a heparina de interés son bien conocidas en la técnica. Se usan típicamente células hospedadoras que expresan la proteína recombinante abundantemente en forma de cuerpos de inclusión o en el espacio periplasmático o intracelular. Los procariotas adecuados incluyen bacterias, por ejemplo, eubacterias, tales como organismos gramnegativos o grampositivos, por ejemplo, E. coli, bacilos tales como B. subtilis, especies de Pseudomonas tales como P. aeruginosa, Salmonella typhimurium o Serratia marcescens. Es un ejemplo de hospedador de E. coli la E. coli 294 (ATCC 31.446). Son también adecuadas otras cepas tales como E. coli B, E. coli X1776 (ATCC 31.537) y E. coli W3110 (ATCC 27.325). Estos ejemplos son ilustrativos en lugar de limitantes. La cepa W3110 es un hospedador típico porque es una cepa hospedadora común para fermentaciones de producto de ADN recombinante. En un aspecto de la invención, la célula hospedadora debería secretar cantidades mínimas de enzimas proteolíticas. Por ejemplo, la cepa W3110 puede modificarse para efectuar una mutación genética en los genes que codifican proteínas, incluyendo los ejemplos de dichos hospedadores E. coli W3110 cepas 1A2, 27A7, 27B4 y 27C7 descritos en la patente de EE.UU. nº 5.410.026, expedida el 25 de abril de 1995. Por ejemplo, es una cepa para la producción de VEGF la [0084] Prokaryotic cells suitable for use to express the heparin binding proteins of interest are well known in the art. Host cells that express the recombinant protein abundantly in the form of inclusion bodies or in the periplasmic or intracellular space are typically used. Suitable prokaryotes include bacteria, for example, eubacteria, such as gram-negative or gram-positive organisms, for example, E. coli, bacilli such as B. subtilis, Pseudomonas species such as P. aeruginosa, Salmonella typhimurium or Serratia marcescens. An example of E. coli host is E. coli 294 (ATCC 31,446). Other strains such as E. coli B, E. coli X1776 (ATCC 31,537) and E. coli W3110 (ATCC 27,325) are also suitable. These examples are illustrative rather than limiting. Strain W3110 is a typical host because it is a common host strain for fermentation of recombinant DNA product. In one aspect of the invention, the host cell should secrete minimal amounts of proteolytic enzymes. For example, strain W3110 can be modified to effect a genetic mutation in the genes encoding proteins, including examples of said E. coli hosts W3110 strains 1A2, 27A7, 27B4 and 27C7 described in US Pat. No. 5,410,026, issued on April 25, 1995. For example, it is a strain for the production of VEGF the
E. coli cepa W3110 que tiene el genotipo tonAΔE. coli strain W3110 that has the genotype tonAΔ
ptr3 phoAΔE15 Δ(argF-lac)169 degP41 ilvg designado 49B3. En otro ejemplo, es una cepa para la producción de VEGF E. coli cepa (62A7) que tiene el genotipo ΔfhuA (ΔtonA) ptr3, lacIq, lacL8, ΔompT Δ(nmpC-fepE) ΔdegP ilvG+. Véase también, por ejemplo, la tabla que abarca las páginas 23-24 del documento W02004/092393. ptr3 phoAΔE15 Δ (argF-lac) 169 degP41 ilvg designated 49B3. In another example, it is a strain for the production of VEGF E. coli strain (62A7) that has the genotype ΔfhuA (ΔtonA) ptr3, lacIq, lacL8, ΔompT Δ (nmpC-fepE) ΔdegP ilvG +. See also, for example, the table covering pages 23-24 of document W02004 / 092393.
[0085] Las células procarióticas usadas para producir la proteína de unión a heparina de interés se cultivan en medios conocidos en la técnica y adecuados para el cultivo de las células hospedadoras seleccionadas, incluyendo los medios descritos en general por Sambrook y col., “Molecular Cloning, A Laboratory Manual”, Cold Spring Harbor Laboratory Press (Cold Spring Harbor, Nueva York) (2001). Los medios que son adecuados para bacterias incluyen, pero sin limitación, medio AP5, caldo nutriente, caldo Luria-Bertani (LB), medio mínimo de Neidhardt y medio mínimo o completo C.R.A.P., más los complementos nutrientes necesarios. En ciertas realizaciones, los medios contienen también un agente de selección, elegido basándose en la construcción del vector de expresión, para permitir selectivamente el crecimiento de células procarióticas que contienen el vector de expresión. Por ejemplo, se añade ampicilina a los medios para el crecimiento de células que expresan el gen de resistencia a ampicilina. Puede incluirse también cualquier complemento necesario además de fuentes de carbono, nitrógeno y fosfato inorgánico a las concentraciones apropiadas, introducidos, solo o como mezcla con otro complemento o medio tal como una fuente de nitrógeno compleja. Opcionalmente, el medio de cultivo puede contener uno o más agentes reductores seleccionados del grupo consistente en glutation, cisteína, cistamina, tioglicolato, ditioeritritol y ditiotreitol. [0085] The prokaryotic cells used to produce the heparin binding protein of interest are cultured in media known in the art and suitable for the culture of the selected host cells, including the media generally described by Sambrook et al., "Molecular Cloning, A Laboratory Manual ”, Cold Spring Harbor Laboratory Press (Cold Spring Harbor, New York) (2001). Means that are suitable for bacteria include, but are not limited to, AP5 medium, nutrient broth, Luria-Bertani broth (LB), Neidhardt minimum medium and minimum or complete C.R.A.P. medium, plus the necessary nutrient supplements. In certain embodiments, the media also contains a selection agent, chosen based on the construction of the expression vector, to selectively allow the growth of prokaryotic cells containing the expression vector. For example, ampicillin is added to the media for the growth of cells that express the ampicillin resistance gene. Any necessary complement may also be included in addition to sources of carbon, nitrogen and inorganic phosphate at the appropriate concentrations, introduced, alone or as a mixture with another complement or medium such as a complex nitrogen source. Optionally, the culture medium may contain one or more reducing agents selected from the group consisting of glutathione, cysteine, cystamine, thioglycolate, dithioerythritol and dithiothreitol.
[0086] Se dan ejemplos de medios adecuados en las patentes de EE.UU. nº 5.304.472 y [0086] Examples of suitable means are given in US Pat. No. 5,304,472 and
5.342.763. Los medios limitantes de fosfato C.R.A.P. consisten en 3,57 g de (NH4)2(SO4), 0,71 g de citrato de sodio·2 H2O, 1,07 g de KCl, 5,36 g de extracto de levadura (certificado), 5,36 g de HycaseSF™-Sheffield, de pH ajustado con KOH a 7,3, volumen cs ajustado a 872 ml con H2O desionizada y sometido a autoclave; enfriado a 55ºC y complementado con 110 ml de MOPS 1 M pH 7,3, 11 ml de glucosa al 50% y 7 ml de MgSO4 1 M). Puede añadirse entonces carbenicilina al cultivo de inducción a una concentración de 50 µg/ml. 5,342,763. Phosphate limiting media C.R.A.P. consist of 3.57 g of (NH4) 2 (SO4), 0.71 g of sodium citrate · 2 H2O, 1.07 g of KCl, 5.36 g of yeast extract (certificate), 5.36 g HycaseSF ™ -Sheffield, pH adjusted with KOH at 7.3, cs volume adjusted to 872 ml with deionized H2O and autoclaved; cooled to 55 ° C and supplemented with 110 ml of 1 M MOPS pH 7.3, 11 ml of 50% glucose and 7 ml of 1 M MgSO4). Then carbenicillin can be added to the induction culture at a concentration of 50 µg / ml.
[0087] Se cultivan las células hospedadoras procarióticas a temperaturas adecuadas. Para el crecimiento de E. coli, por ejemplo, la temperatura está en el intervalo de, por ejemplo, aproximadamente 20ºC a aproximadamente 39ºC, o de aproximadamente 25ºC a aproximadamente 37ºC, o aproximadamente 30ºC. [0087] Prokaryotic host cells are cultured at suitable temperatures. For the growth of E. coli, for example, the temperature is in the range of, for example, about 20 ° C to about 39 ° C, or about 25 ° C to about 37 ° C, or about 30 ° C.
[0088] Cuando se emplea el promotor de fosfatasa alcalina, se cultivan las células de E. coli usadas para producir el polipéptido de interés de esta invención en medios adecuados en que el promotor de fosfatasa alcalina pueda inducirse parcial o completamente como se describe en general, por ejemplo, en Sambrook y col., “Molecular Cloning, A Laboratory Manual”, Cold Spring Harbor Laboratory Press (Cold Spring Harbor, Nueva York) (2001). El cultivo nunca tiene que tener lugar en ausencia de fosfato inorgánico o a niveles de privación de fosfato. Inicialmente, el medio contiene fosfato inorgánico en una cantidad superior al nivel de inducción de la síntesis de proteína y suficiente para el crecimiento de la bacteria. A medida que las células crecen y utilizan fosfato, reducen el nivel de fosfato en el medio, causando así la inducción de la síntesis de polipéptido. [0088] When the alkaline phosphatase promoter is used, the E. coli cells used to produce the polypeptide of interest of this invention are cultured in suitable means in which the alkaline phosphatase promoter can be partially or completely induced as described in general. , for example, in Sambrook et al., "Molecular Cloning, A Laboratory Manual", Cold Spring Harbor Laboratory Press (Cold Spring Harbor, New York) (2001). Cultivation never has to take place in the absence of inorganic phosphate or at phosphate deprivation levels. Initially, the medium contains inorganic phosphate in an amount greater than the level of induction of protein synthesis and sufficient for bacterial growth. As the cells grow and use phosphate, they reduce the level of phosphate in the medium, thus causing the induction of polypeptide synthesis.
[0089] Si el promotor es un promotor inducible, para que ocurra inducción, se cultivan típicamente las células hasta conseguir una cierta densidad óptica, por ejemplo, una A550 de aproximadamente 200 usando un proceso de alta densidad celular, en cuyo punto se inicia la inducción (por ejemplo, mediante la adición de un inductor, la privación de un componente del medio, etc.) para inducir la expresión del gen que codifica el polipéptido de interés. [0089] If the promoter is an inducible promoter, for induction to occur, cells are typically cultured to achieve a certain optical density, for example, an A550 of about 200 using a high cell density process, at which point the induction (for example, by the addition of an inducer, the deprivation of a component of the medium, etc.) to induce the expression of the gene encoding the polypeptide of interest.
[0090] Puede incluirse también cualquier complemento necesario a las concentraciones apropiadas que serían conocidas por los expertos en la técnica, introducido solo o como mezcla con otro complemento o medio tal como una fuente de nitrógeno compleja. El pH del medio puede ser cualquier pH de aproximadamente 5-9, dependiendo principalmente del organismo hospedador. Para [0090] Any necessary complement may also be included at the appropriate concentrations that would be known to those skilled in the art, introduced alone or as a mixture with another complement or medium such as a complex nitrogen source. The pH of the medium can be any pH of about 5-9, depending mainly on the host organism. For
E. coli, el pH es, por ejemplo, de aproximadamente 6,8 a aproximadamente 7,4, o de aproximadamente 7,0. E. coli, the pH is, for example, from about 6.8 to about 7.4, or from about 7.0.
Formulaciones de proteínas de unión a heparina Formulations of heparin binding proteins
[0091] El polipéptido recuperado, por ejemplo usando los procedimientos descritos en la presente memoria, puede formularse en un portador farmacéuticamente aceptable y se usa para diversos usos de diagnóstico, terapéutico u otros conocidos para dichas moléculas. Por ejemplo, el VEGF descrito en la presente memoria puede usarse en inmunoensayos, tales como inmunoensayos enzimáticos. Se contemplan también los usos terapéuticos para las proteínas de unión a heparina obtenidas usando los procedimientos descritos en la presente memoria. Por ejemplo, puede usarse un factor de crecimiento u hormona, por ejemplo VEGF, para potenciar el crecimiento como se desee. Por ejemplo, puede usarse VEGF para promover la curación de heridas, por ejemplo, de una herida aguda (por ejemplo, quemadura, herida quirúrgica, herida normal, etc.) o una herida crónica (por ejemplo, úlcera diabética, úlcera de presión, úlcera de decúbito, úlcera venosa, etc.), para promover el crecimiento del cabello, para promover el crecimiento y reparación de tejido (por ejemplo, óseo, hepático, etc.), etc. [0091] The recovered polypeptide, for example using the procedures described herein, can be formulated in a pharmaceutically acceptable carrier and is used for various diagnostic, therapeutic or other known uses for such molecules. For example, the VEGF described herein can be used in immunoassays, such as enzyme immunoassays. The therapeutic uses for heparin binding proteins obtained using the methods described herein are also contemplated. For example, a growth factor or hormone, for example VEGF, can be used to enhance growth as desired. For example, VEGF can be used to promote wound healing, for example, of an acute wound (e.g., burn, surgical wound, normal wound, etc.) or a chronic wound (e.g., diabetic ulcer, pressure ulcer, pressure ulcer, venous ulcer, etc.), to promote hair growth, to promote tissue growth and repair (for example, bone, liver, etc.), etc.
[0092] Las formulaciones terapéuticas de proteínas de unión a heparina se preparan para almacenamiento mezclando una molécula, por ejemplo un polipéptido, que tenga el grado deseado de pureza con portadores, excipientes o estabilizantes farmacéuticamente aceptables opcionales (“Remington’s Pharmaceutical Sciences” 18ª edición, Gennaro, A. Ed. (1995)), en forma de formulaciones liofilizadas o disoluciones acuosas. Los portadores, excipientes o estabilizantes aceptables son no tóxicos para los receptores a las dosificaciones y concentraciones empleadas, e incluyen tampones tales como fosfato, citrato y otros ácidos orgánicos; antioxidantes incluyendo ácido ascórbico y metionina; conservantes (tales como cloruro de octadecildimetilbencilamonio, cloruro de hexametonio, cloruro de benzalconio, cloruro de bencenotio, fenol, alcohol butílico o bencílico, alquilparabenos tales como metil- o propilparabeno, catecol, resorcinol, ciclohexanol, 3-pentanol y mcresol); polipéptidos de bajo peso molecular (menor de aproximadamente 10 restos); proteínas tales como albúmina sérica, gelatina o inmunoglobulinas; polímeros hidrófilos tales como polivinilpirrolidona; aminoácidos tales como glicina, glutamina, asparagina, histidina, arginina o lisina; monosacáridos, disacáridos y otros carbohidratos, incluyendo glucosa, manosa o dextrinas; agentes quelantes tales como EDTA; azúcares tales como sacarosa, manitol, trehalosa o sorbitol; contraiones formadores de sal tales como sodio; complejos metálicos (por ejemplo, complejos de Zn-proteína) y/o tensioactivos no iónicos tales como TWEEN™, PLURONICS™ o polietilenglicol (PEG). [0092] The therapeutic formulations of heparin-binding proteins are prepared for storage by mixing a molecule, for example a polypeptide, having the desired degree of purity with optional pharmaceutically acceptable carriers, excipients or stabilizers ("Remington's Pharmaceutical Sciences" 18th edition, Gennaro, A. Ed. (1995)), in the form of lyophilized formulations or aqueous solutions. Acceptable carriers, excipients or stabilizers are non-toxic to the receptors at the dosages and concentrations employed, and include buffers such as phosphate, citrate and other organic acids; antioxidants including ascorbic acid and methionine; preservatives (such as octadecyldimethylbenzylammonium chloride, hexamethonium chloride, benzalkonium chloride, benzene chloride, phenol, butyl or benzyl alcohol, alkylparabenos such as methyl- or propylparaben, catechol, resorcinol, cyclohexanol, 3-pentanol and mcresol); low molecular weight polypeptides (less than about 10 residues); proteins such as serum albumin, gelatin or immunoglobulins; hydrophilic polymers such as polyvinylpyrrolidone; amino acids such as glycine, glutamine, asparagine, histidine, arginine or lysine; monosaccharides, disaccharides and other carbohydrates, including glucose, mannose or dextrins; chelating agents such as EDTA; sugars such as sucrose, mannitol, trehalose or sorbitol; salt forming counterions such as sodium; metal complexes (for example, Zn-protein complexes) and / or non-ionic surfactants such as TWEEN ™, PLURONICS ™ or polyethylene glycol (PEG).
[0093] En ciertas realizaciones, las formulaciones para usar en administración in vivo son estériles. Esto se logra fácilmente mediante filtración a través de membranas de filtración estériles. La HBP puede almacenarse en forma liofilizada o como disolución acuosa o en forma de gel. El pH de las preparaciones de HBP puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 5 a 8, aunque pueden ser también apropiados valores de pH mayores o menores en ciertos casos. Se entenderá que el uso de ciertos excipientes, portadores o estabilizantes puede dar como resultado la formación de sales de la HBP. [0093] In certain embodiments, formulations for use in in vivo administration are sterile. This is easily achieved by filtration through sterile filtration membranes. BPH can be stored in lyophilized form or as an aqueous solution or in gel form. The pH of the HBP preparations may be, for example, from about 5 to 8, although higher or lower pH values may also be appropriate in certain cases. It will be understood that the use of certain excipients, carriers or stabilizers may result in the formation of salts of BPH.
[0094] Típicamente para la curación de heridas, la HBP se formula para suministro específico de sitio. Cuando se aplica por vía tópica, la HBP se combina adecuadamente con otros ingredientes tales como portadores y/o coadyuvantes. No hay limitaciones sobre la naturaleza de dichos otros ingredientes, excepto que deben ser farmacéuticamente aceptables y eficaces para su administración pretendida, y no pueden degradar significativamente la actividad de los ingredientes activos de la composición. Los ejemplos de vehículos adecuados incluyen ungüentos, cremas, geles, pulverizaciones o suspensiones, con o sin colágeno purificado. Las composiciones pueden estar también impregnadas en apósitos estériles, parches transdérmicos, esparadrapos y vendas, opcionalmente en forma líquida o semilíquida. [0094] Typically for wound healing, BPH is formulated for site specific delivery. When applied topically, BPH is properly combined with other ingredients such as carriers and / or adjuvants. There are no limitations on the nature of said other ingredients, except that they must be pharmaceutically acceptable and effective for their intended administration, and cannot significantly degrade the activity of the active ingredients of the composition. Examples of suitable vehicles include ointments, creams, gels, sprays or suspensions, with or without purified collagen. The compositions may also be impregnated in sterile dressings, transdermal patches, tape and bandages, optionally in liquid or semi-liquid form.
[0095] Para obtener una formulación de gel, la HBP formulada en una composición líquida puede mezclarse con una cantidad eficaz de polisacárido o polímero sintético hidrosoluble tal como polietilenglicol, formando un gel de la viscosidad apropiada para aplicarse por vía tópica. El polisacárido que puede usarse incluye, por ejemplo, derivados de celulosa tales como derivados de celulosa eterificados, incluyendo alquilcelulosas, hidroxialquilcelulosas y alquilhidroxialquilcelulosas, por ejemplo, metilcelulosa, hidroxietilcelulosa, carboximetilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa e hidroxipropilcelulosa; almidón y almidón fraccionado; agar; ácido algínico y alginatos; goma arábiga; pululano; agarosa; carragenina; dextranos; dextrinas; fructanos; inulina; mananos; xilanos; arabinanos; quitosanos; glucógenos; glucanos y biopolímeros sintéticos, así como gomas tales como goma xantana, goma guar, goma de algarrobillo, goma arábiga, goma de tragacanto y goma karaya y derivados y mezclas de los mismos. En ciertas realizaciones de la invención, el agente gelificante en la presente memoria es aquel que es, por ejemplo, inerte ante sistemas biológicos, no tóxico, sencillo de preparar y/o no demasiado fluido o viscoso, y no desestabilizará la HBP mantenida en él. [0095] To obtain a gel formulation, the BPH formulated in a liquid composition can be mixed with an effective amount of water-soluble polysaccharide or synthetic polymer such as polyethylene glycol, forming a gel of the appropriate viscosity to be applied topically. The polysaccharide that can be used includes, for example, cellulose derivatives such as etherified cellulose derivatives, including alkyl celluloses, hydroxyalkyl celluloses and alkyl hydroxyalkyl celluloses, for example, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl methylcellulose and hydroxypropyl cellulose; starch and fractionated starch; agar; alginic acid and alginates; gum arabic; pululane; agarose; carrageenan; dextrans; dextrins; fructans; inulin; tomorrows; xylanes; arabinanos; chitosans; glycogens; synthetic glucans and biopolymers, as well as gums such as xanthan gum, guar gum, locust bean gum, arabic gum, tragacanth gum and karaya gum and derivatives and mixtures thereof. In certain embodiments of the invention, the gelling agent herein is one that is, for example, inert to biological systems, non-toxic, simple to prepare and / or not too fluid or viscous, and will not destabilize the BPH maintained therein. .
[0096] En ciertas realizaciones, el polisacárido es un derivado de celulosa eterificado, en otra realización, es uno bien definido, purificado y listado en la USP, por ejemplo, metilcelulosa y derivados de hidroxialquilcelulosa tales como hidroxipropilcelulosa, hidroxietilcelulosa e hidroxipropilmetilcelulosa. En una realización, el polisacárido es metilcelulosa. Si se emplea metilcelulosa en el gel, por ejemplo, comprende típicamente aproximadamente un 2-5%, o aproximadamente un 3% o aproximadamente un 4% o aproximadamente un 5% del gel, y la HBP está presente en una cantidad de aproximadamente 300-1000 mg/ml de gel. [0096] In certain embodiments, the polysaccharide is an etherified cellulose derivative, in another embodiment, it is a well-defined, purified and listed one in the USP, for example, methylcellulose and hydroxyalkylcellulose derivatives such as hydroxypropylcellulose, hydroxyethylcellulose and hydroxypropylmethylcellulose. In one embodiment, the polysaccharide is methylcellulose. If methylcellulose is used in the gel, for example, it typically comprises about 2-5%, or about 3% or about 4% or about 5% of the gel, and BPH is present in an amount of about 300- 1000 mg / ml gel
[0097] El polietilenglicol útil para gelificación es típicamente una mezcla de polietilenglicoles de alto y bajo peso molecular para obtener la viscosidad apropiada. Por ejemplo, una mezcla de un polietilenglicol de peso molecular 400-600 con uno de peso molecular 1500 sería eficaz con este fin cuando se mezclaran en la relación apropiada obteniendo una pasta. [0097] The polyethylene glycol useful for gelation is typically a mixture of high and low molecular weight polyethylene glycols to obtain the appropriate viscosity. For example, a mixture of a polyethylene glycol of molecular weight 400-600 with one of molecular weight 1500 would be effective for this purpose when mixed in the proper ratio to obtain a paste.
[0098] El término “hidrosoluble” como se aplica a los polisacáridos y polietilenglicoles se pretende que incluya disoluciones y dispersiones coloidales. En general, la solubilidad de los derivados de celulosa está determinada por el grado de sustitución de grupos éter, y los derivados estabilizantes útiles en la presente memoria deberían tener una cantidad suficiente de dichos grupos éter por unidad de anhidroglucosa en la cadena de celulosa para volver los derivados hidrosolubles. Es generalmente suficiente un grado de sustitución éter de al menos 0,35 grupos éter por unidad de anhidroglucosa. Adicionalmente, los derivados de celulosa pueden estar en forma de sales de metales alcalinos, por ejemplo, sales de Li, Na, K o Cs. [0098] The term "water soluble" as applied to polysaccharides and polyethylene glycols is intended to include colloidal solutions and dispersions. In general, the solubility of cellulose derivatives is determined by the degree of substitution of ether groups, and the stabilizing derivatives useful herein should have a sufficient amount of said ether groups per unit of anhydroglucose in the cellulose chain to return water soluble derivatives. An ether substitution degree of at least 0.35 ether groups per unit of anhydroglucose is generally sufficient. Additionally, cellulose derivatives may be in the form of alkali metal salts, for example, salts of Li, Na, K or Cs.
[0099] Los ingredientes activos pueden atraparse también en microcápsulas o preparaciones de liberación prolongada. Véase, por ejemplo, “Remington’s Pharmaceutical Sciences” 18ª edición, Gennaro, A. Ed. (1995). Véanse también Johnson y col., Nat. Med., 2: 795-799 (1996); Yasuda, Biomed. Ther., 27: 1221-1223 (1993); Hora y col., Bio/Technology, 8: 755-758 (1990); Cleland, "Design and Production of Single Immunization Vaccines Using Polylactide Polyglycolide Microsphere Systems," en “Vaccine Design: The Subunit and Adjuvant Approach”, Powell and Newman, eds, (Plenum Press: Nueva York, 1995), pág. 439-462; los documentos WO 97/03692, WO 96/40072, WO 96/07399; patente de EE.UU. nº 5.654.010; DE 3.218.121; Epstein y col., (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82: 3688-3692; Hwang y col., (1980) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77: 40304034; EP 52.322; EP 36.676; EP 88.046; EP 143.949; EP 142.641; solicitud de patente japonesa 83-118008; patentes de EE.UU. nº 4.485.045 y 4.544.545 y EP 102.324. [0099] The active ingredients can also be trapped in microcapsules or prolonged release preparations. See, for example, "Remington’s Pharmaceutical Sciences" 18th edition, Gennaro, A. Ed. (1995). See also Johnson et al., Nat. Med., 2: 795-799 (1996); Yasuda, Biomed. Ther., 27: 1221-1223 (1993); Hora et al., Bio / Technology, 8: 755-758 (1990); Cleland, "Design and Production of Single Immunization Vaccines Using Polylactide Polyglycolide Microsphere Systems," in "Vaccine Design: The Subunit and Adjuvant Approach," Powell and Newman, eds, (Plenum Press: New York, 1995), p. 439-462; WO 97/03692, WO 96/40072, WO 96/07399; U.S. Patent No. 5,654,010; DE 3,218,121; Epstein et al., (1985) Proc. Natl Acad. Sci. USA, 82: 3688-3692; Hwang et al., (1980) Proc. Natl Acad. Sci. USA, 77: 40304034; EP 52,322; EP 36,676; EP 88,046; EP 143,949; EP 142,641; Japanese patent application 83-118008; US patents No. 4,485,045 and 4,544,545 and EP 102,324.
[0100] Los siguientes ejemplos se ofrecen a modo de ilustración y no a modo de limitación. [0100] The following examples are offered by way of illustration and not by way of limitation.
EJEMPLO I: VEGF humano recombinante expresado en Escherichia coli EXAMPLE I: Recombinant human VEGF expressed in Escherichia coli
[0101] Se expresó VEGF humano recombinante en Escherichia coli. Durante la síntesis, se secretó la proteína en el espacio periplasmático y se acumuló como cuerpos refringentes. Se realizaron por lo tanto estudios para conseguir la extracción y replegamiento de la proteína. Estos estudios revelaron que se aislaban al menos 3 especies de VEGF (Figura 1) usando las técnicas de recuperación estándares sin la adición de un agente polianiónico. Los estudios con VEGF nativo mostraron que la adición de heparina aumentaba la resistencia a la desnaturalización inducida por caotrópicos y tiol (Figura 2). Además, la heparina aumentaba significativamente la cantidad de VEGF replegado apropiadamente en experimentos de replegamiento a pequeña escala. Para adaptar este resultado a un proceso a gran escala, se descubrieron las condiciones que permitían el replegamiento de VEGF en presencia de sulfato de dextrano, una molécula estructuralmente análoga a la heparina. La adición de sulfato de dextrano mejoró los rendimientos de VEGF biológicamente activo plegado apropiadamente 3-5 veces respecto a los controles. [0101] Recombinant human VEGF was expressed in Escherichia coli. During the synthesis, the protein was secreted in the periplasmic space and accumulated as refracting bodies. Studies were therefore carried out to achieve the extraction and refolding of the protein. These studies revealed that at least 3 species of VEGF were isolated (Figure 1) using standard recovery techniques without the addition of a polyanionic agent. Studies with native VEGF showed that the addition of heparin increased resistance to chaotropic and thiol-induced denaturation (Figure 2). In addition, heparin significantly increased the amount of VEGF properly retracted in small-scale refolding experiments. To adapt this result to a large-scale process, the conditions that allowed the refolding of VEGF in the presence of dextran sulfate, a molecule structurally analogous to heparin, were discovered. The addition of dextran sulfate improved the yields of biologically active VEGF properly folded 3-5 times with respect to the controls.
Procedimientos Procedures
[0102] Plásmido para la expresión de VEGF165- Se diseñó el plásmido pVEGF171 para la expresión de VEGF165 humano (véase, por ejemplo, Leung y col., (1989) Science, 246: 1306-1309) en el periplasma de E. coli. Se dispuso la transcripción de la secuencia de codificación de VEGF bajo control estrecho del promotor de fosfatasa alcalina (AP) (véase, por ejemplo, Kikuchi y col., (1981) Nucleic Acids Research, 9: 5671-8), mientras que las secuencias necesarias para el inicio de la traducción se proporcionaron por la región Shine-Dalgarno de trp (véase, por ejemplo, Yanofsky y col., (1981) Nucleic Acids Research, 9: 6647-68). Se fusionó la secuencia de codificación de VEGF en dirección 3’ de la secuencia señal de enterotoxina II termoestable bacteriana (STII) (véase, por ejemplo, Lee y col., (1983) Infect. Immun. 42: 264-8 y Picken y col., (1983) Infect. Immun. 42: 269-75) para la posterior secreción en el periplasma de E. coli. Las modificaciones de codón en la secuencia señal de STII proporcionaron un nivel de traducción ajustado, que dio como resultado un nivel óptimo de acumulación de VEGF en el periplasma (véase, por ejemplo, Simmons y Yansura, (1996) Nature Biotechnoloy, 14: 629-34). El terminador transcripcional de lambda (véase, por ejemplo, Scholtissek y Grosse, (1987) Nucleic Acids Research 15: 3185) se localizó en dirección 3’ del codón de terminación traduccional. El origen de replicación y ambos genes de resistencia a ampicilina y tetraciclina se proporcionaron por el plásmido pBR322. Véase, por ejemplo, Bolivar y col., (1977) Gene 2: 95-113. [0102] Plasmid for the expression of VEGF165- Plasmid pVEGF171 was designed for the expression of human VEGF165 (see, for example, Leung et al., (1989) Science, 246: 1306-1309) in the periplasm of E. coli . Transcription of the VEGF coding sequence was arranged under close control of the alkaline phosphatase (AP) promoter (see, for example, Kikuchi et al., (1981) Nucleic Acids Research, 9: 5671-8), while the Sequences necessary for initiation of translation were provided by the Shine-Dalgarno region of trp (see, for example, Yanofsky et al., (1981) Nucleic Acids Research, 9: 6647-68). The VEGF coding sequence was fused in the 3 'direction of the bacterial thermostable enterotoxin II signal sequence (STII) (see, for example, Lee et al., (1983) Infect. Immun. 42: 264-8 and Picken and col., (1983) Infect. Immun. 42: 269-75) for subsequent secretion in the periplasm of E. coli. Codon modifications in the STII signal sequence provided an adjusted translation level, which resulted in an optimal level of VEGF accumulation in the periplasm (see, for example, Simmons and Yansura, (1996) Nature Biotechnoloy, 14: 629 -3. 4). The lambda transcriptional terminator (see, for example, Scholtissek and Grosse, (1987) Nucleic Acids Research 15: 3185) was located in the 3 ’direction of the translation termination codon. The origin of replication and both ampicillin and tetracycline resistance genes were provided by plasmid pBR322. See, for example, Bolivar et al., (1977) Gene 2: 95-113.
[0103] Homogeneización celular y preparación de cuerpos refringentes- Se congelaron células recogidas de Escherichia coli y se almacenaron a -70ºC. Se recogieron las células por centrifugación con BTUX (centrífuga, Alfa laval) y congelación usando BEPEX (congelador a gran escala). Se suspendieron las células en 5 volúmenes de HEPES 50 mM/NaCl 150 mM/EDTA 5 mM, pH 7,5 (5 l/kg de sedimento) y se homogeneizaron en un homogeneizador de laboratorio modelo 15 M Gaulin 15M (a pequeña escala) o M3 (gran escala) (Gaulin Corporation, Everett, MA). Se diluyó entonces la suspensión celular con un volumen igual del mismo tampón y se recogieron los cuerpos refringentes mediante centrifugación en una centrífuga de alimentación continua BTPX 205 (Alfa Laval Separation AB (Tumba, Suecia)). Como centrífuga a escala intermedia se usó SA1. Como alternativa, las células pueden homogeneizarse y el sedimento puede recogerse directamente sin congelación mediante BEPEX y rehidratación. [0103] Cellular homogenization and preparation of refractory bodies - Cells collected from Escherichia coli were frozen and stored at -70 ° C. Cells were collected by centrifugation with BTUX (centrifuge, alpha laval) and freezing using BEPEX (large-scale freezer). The cells were suspended in 5 volumes of 50 mM HEPES / 150 mM NaCl / 5 mM EDTA, pH 7.5 (5 l / kg of sediment) and homogenized in a 15 M Gaulin 15M model laboratory homogenizer (small scale) or M3 (large scale) (Gaulin Corporation, Everett, MA). The cell suspension was then diluted with an equal volume of the same buffer and the refractory bodies were collected by centrifugation in a BTPX 205 continuous feed centrifuge (Alfa Laval Separation AB (Tumba, Sweden)). SA1 was used as an intermediate scale centrifuge. Alternatively, the cells can be homogenized and the sediment can be collected directly without freezing by BEPEX and rehydration.
EJEMPLO II: Extracción y replegamiento de VEGF humano recombinante expresado en Escherichia coli-I EXAMPLE II: Extraction and refolding of recombinant human VEGF expressed in Escherichia coli-I
Procedimientos Procedures
[0104] Extracción y replegamiento- Se suspendió el sedimento refringente en tampón de extracción que contenía urea 7 M/HEPPS 50 mM/pH 8 (concentración final) a 5 l de tampón/kg de sedimento. Se añadió entonces ditiotreitol sólido a 3,7 g/kg sedimento para una concentración final de 4 mM. Véase, por ejemplo, la Figura 9 para el efecto de urea y DTT sobre la extracción de VEGF. Se mezcló concienzudamente la suspensión durante 1-2 h a 20ºC. El pH puede ajustarse con hidróxido de sodio al 50% (p/p) a pH 8,0. Se inició el replegamiento mediante la adición de 19 volúmenes de tampón de replegamiento por volumen de tampón de extracción. El tampón de replegamiento contenía HEPPS 50 mM/urea 1 M-2 M/cisteína 2-5 mM/0,05%-0,2% de TRITON™ X100/pH 8, concentración final. Véase, por ejemplo, la Figura 10 para el efecto de la concentración de urea y DTT presente durante el replegamiento. Se añadió sulfato de dextrano, heparina o sulfato de sodio según se indica. Se realizó la incubación de replegamiento a temperatura ambiente durante 4-24 horas. Opcionalmente, la incubación puede realizarse a temperatura ambiente durante hasta aproximadamente 48 horas. Se controló el plegamiento mediante PAGE-SDS y/o HPLC de heparina. Se clarificó el producto mediante filtración profunda con un filtro Cuno 90SP seguida de filtración por 0,45 µm. [0104] Extraction and refolding - The refractory sediment was suspended in extraction buffer containing 7 M urea / 50 mM HEPPS / pH 8 (final concentration) at 5 l of buffer / kg of sediment. Solid dithiothreitol was then added at 3.7 g / kg sediment for a final concentration of 4 mM. See, for example, Figure 9 for the effect of urea and DTT on VEGF extraction. The suspension was thoroughly mixed for 1-2 h at 20 ° C. The pH can be adjusted with 50% sodium hydroxide (w / w) to pH 8.0. Refolding was initiated by adding 19 volumes of refolding buffer per volume of extraction buffer. The refolding buffer contained 50 mM HEPPS / 1 M-2 M urea / 2-5 mM cysteine / 0.05% -0.2% TRITON ™ X100 / pH 8, final concentration. See, for example, Figure 10 for the effect of urea and DTT concentration present during refolding. Dextran sulfate, heparin or sodium sulfate was added as indicated. The refolding incubation was performed at room temperature for 4-24 hours. Optionally, incubation can be performed at room temperature for up to about 48 hours. Folding was monitored by PAGE-SDS and / or HPLC of heparin. The product was clarified by deep filtration with a Cuno 90SP filter followed by 0.45 µm filtration.
[0105] Ensayo HPLC de unión a heparina- Se determinó la calidad y cantidad del VEGF replegado apropiadamente usando una columna que contiene heparina inmovilizada. Se equilibró la columna POROS HE2/M (4,6 x 100 mm, HE2/M de PerSeptive BioResearch Products, Cambridge, MA) con fosfato de sodio 10 mM, pH 7, que contenía cloruro de sodio 0,15 M. A un caudal de 1 ml/min, o 2 ml/min, se eluyeron las columnas usando un gradiente lineal de cloruro de sodio de 0,15 M a 2 M en tampón de equilibrado durante 10 min. En algunos ensayos, se realizó la elución en 16 min. Se controló el eluyente a 280 nm. Típicamente, eluyó la mayoría de proteína en el volumen vacío y pudieron identificarse tres clases de VEGF. Se identificó la especie de mayor afinidad y que eluye por último como VEGF plegado correctamente, y se identificó posteriormente como “VEGF de pico 3”. [0105] HPLC Heparin Binding Assay - The quality and quantity of VEGF appropriately refolded was determined using a column containing immobilized heparin. The POROS HE2 / M column (4.6 x 100 mm, HE2 / M from PerSeptive BioResearch Products, Cambridge, MA) was equilibrated with 10 mM sodium phosphate, pH 7, containing 0.15 M sodium chloride. flow rate of 1 ml / min, or 2 ml / min, the columns were eluted using a linear gradient of 0.15 M to 2 M sodium chloride in equilibration buffer for 10 min. In some trials, elution was performed in 16 min. The eluent was monitored at 280 nm. Typically, most of the protein was eluted in the empty volume and three classes of VEGF could be identified. The species with the highest affinity and which eluted last as correctly folded VEGF was identified and subsequently identified as "VEGF peak 3".
Resultados Results
[0106] La heparina protege al VEGF frente a la desnaturalización mediada por cisteína- La adición de cisteína 10 mM a VEGF nativo dio como resultado una gran reducción de la molécula plegada apropiadamente (Figura 2). Se evitó esta desnaturalización mediante la adición de 2 formas diferentes de heparina a concentraciones tan bajas como 20 mM. [0106] Heparin protects VEGF against cysteine-mediated denaturation. The addition of 10 mM cysteine to native VEGF resulted in a large reduction of the properly folded molecule (Figure 2). This denaturation was avoided by adding 2 different forms of heparin at concentrations as low as 20 mM.
TABLA Ia Efecto de heparina y sulfato de dextrano sobre el replegamiento de VEGF TABLE Ia Effect of heparin and dextran sulfate on VEGF refolding
Adición Concentración (µg/ml) Addition Concentration (µg / ml)
0 10 55 100 200 400 Aumento Aumento en % en veces 0 10 55 100 200 400 Increase Increase in% in times
Aumento Ninguno 5,3* --Heparina de bajo PM (3 kDa) 12,2 14,2 14,8 14,1 179% 2,8 Heparina de alto PM (6 kDa) 15,3 16,6 13,9 15,3 213% 3,1 Sulfato de dextrano (10 kDa) 15,9 15,4 13,6 7,4 8,3 191% 2,9 Los valores en la tabla son la cantidad de VEGF de pico 3 formada (en mg) por g de sedimento refringente. La concentración de cada adición es como se indica. *Control medio (5,6+5,0= 5,3) Increase None 5.3 * - Low PM Heparin (3 kDa) 12.2 14.2 14.8 14.1 179% 2.8 High PM Heparin (6 kDa) 15.3 16.6 13.9 15.3 213% 3.1 Dextran sulfate (10 kDa) 15.9 15.4 13.6 7.4 8.3 191% 2.9 The values in the table are the amount of VEGF peak 3 formed ( in mg) per g of refractory sediment. The concentration of each addition is as indicated. * Medium control (5.6 + 5.0 = 5.3)
TABLA Ib Efecto del sulfato de sodio sobre el replegamiento de VEGF TABLE Ib Effect of sodium sulfate on VEGF refolding
Adición Concentración (µg/ml) Addition Concentration (µg / ml)
0 50 98 195 293 455 Aumento Aumento en % en veces 0 50 98 195 293 455 Increase Increase in% in times
Aumento Ninguno 5,3 --Sulfato de sodio 6,9 9,1 10,4 10,9 10,4 106% 2,1 Increase None 5.3 - Sodium sulfate 6.9 9.1 10.4 10.9 10.4 106% 2.1
Los valores en la tabla son la cantidad de VEGF de pico 3 formada (en mg) por g de sedimento refringente. La concentración de sulfato de sodio es como se indica The values in the table are the amount of VEGF peak 3 formed (in mg) per g of refractory sediment. The concentration of sodium sulfate is as indicated.
TABLA II Efecto de heparinas y sulfato de dextrano sobre el replegamiento de VEGF TABLE II Effect of heparins and dextran sulfate on VEGF refolding
- Adición Addition
- 0 2,5 12,5 Concentración (µg/ml)50 100 Aumento Aumento 0 2.5 12.5 Concentration (µg / ml) 50 100 Increase Increase
- en % in %
- en veces in times
Ninguna 2,2 --Sulfato de dextrano (5 kDa) 10,1 13,7 13,4 11,2 523% 6,2 Sulfato de dextrano (8 kDa) 9,9 17,2 14,0 12,9 682% 7,8 Sulfato de dextrano (10 kDa) 13,8 19,2 14,6 10,1 773% 8,7 Heparina de bajo PM (3 kDa) 10,4 16,9 14,7 668% 7,7 Heparina de alto PM (6 kDa) 14,1 18,8 20,2 818% 9,2 Los valores en la tabla son la cantidad de VEGF de pico 3 formada (en mg) por g de sedimento refringente None 2.2 - Dextran sulfate (5 kDa) 10.1 13.7 13.4 11.2 523% 6.2 Dextran sulfate (8 kDa) 9.9 17.2 14.0 12.9 682 % 7.8 Dextran sulfate (10 kDa) 13.8 19.2 14.6 10.1 773% 8.7 Low PM heparin (3 kDa) 10.4 16.9 14.7 668% 7.7 High PM heparin (6 kDa) 14.1 18.8 20.2 818% 9.2 The values in the table are the amount of VEGF peak 3 formed (in mg) per g of refractory sediment
10 Sumario 10 Summary
[0107] La heparina y el sulfato de dextrano aumentan los rendimientos de replegamiento-Debido a las propiedades protectoras frente a la desnaturalización descritas anteriormente, se investigó el efecto de varias formas diferentes de polímeros sulfatados sobre el replegamiento de 15 VEGF. Como se observa en la TABLA Ia (y en la Fig. 5), ambas formas de bajo y alto peso molecular de la heparina aumentaban el rendimiento de VEGF replegado aproximadamente 3 veces. Como se observa en la TABLA Ib (y en la Figura 6), el sulfato de sodio aumentaba el rendimiento de VEGF replegado aproximadamente 2 veces. La forma de 10 kDa de sulfato de dextrano era también eficaz para aumentar los rendimientos de replegamiento; sin embargo, el intervalo de mayor concentración [0107] Heparin and dextran sulfate increase refolding yields-Due to the protective properties against denaturation described above, the effect of several different forms of sulfated polymers on refolding of 15 VEGF was investigated. As seen in TABLE Ia (and in Fig. 5), both low and high molecular weight forms of heparin increased the yield of folded VEGF approximately 3 times. As seen in TABLE Ib (and in Figure 6), sodium sulfate increased the yield of refolded VEGF approximately 2 times. The 10 kDa form of dextran sulfate was also effective in increasing refolding yields; however, the highest concentration interval
20 investigado condujo a la inhibición por sustrato. Investigaciones adicionales demostraron que las formas de 5 kDa, 8 kDa y 10 kDa de sulfato de dextrano aumentaban todas significativamente el rendimiento del VEGF en el replegamiento (TABLA II). Véase la Figura 7. Véase también la Figura 8. 20 investigated led to substrate inhibition. Additional research showed that the 5 kDa, 8 kDa and 10 kDa forms of dextran sulfate all significantly increased the yield of VEGF in refolding (TABLE II). See Figure 7. See also Figure 8.
EJEMPLO III: Efecto de diferentes tampones y TRITON™ X- 100 sobre la recuperación de VEGF EXAMPLE III: Effect of different buffers and TRITON ™ X- 100 on the recovery of VEGF
25 25
5 5
10 10
15 fifteen
20 twenty
25 25
30 30
35 35
40 40
45 Four. Five
Resultados Results
Tampón VEGF (mg/g de sedimento) HEPES, pH 8 13,3 HEPES, pH 8 con TRITON™ 14,3 HEPPS, pH 8 16,6 TrisHCl, pH 8 16,6 HEPES, pH 7,2 9,1 HEPPS, pH 7,2 10,7 HEPES, pH 8 10,3 HEPPS, pH 8 12,8 HEPES, pH 8 + TRITON™ X-100 12,4 HEPPS, pH 8 + TRITON™ X-100 13,9 VEGF buffer (mg / g of sediment) HEPES, pH 8 13.3 HEPES, pH 8 with TRITON ™ 14.3 HEPPS, pH 8 16.6 TrisHCl, pH 8 16.6 HEPES, pH 7.2 9.1 HEPPS , pH 7.2 10.7 HEPES, pH 8 10.3 HEPPS, pH 8 12.8 HEPES, pH 8 + TRITON ™ X-100 12.4 HEPPS, pH 8 + TRITON ™ X-100 13.9
Sumario Summary
[0109] Los datos combinados de los ejemplos I, II y III demuestran una mejora significativa (2-5 veces) del rendimiento al incluir sulfatos de heparina o sulfatos de dextrano cuando se repliega VEGF, un factor de crecimiento de unión a heparina, así como de las condiciones de recuperación. Este procedimiento se ha ejecutado exitosamente a escala industrial. Se espera que este procedimiento sea aplicable en el replegamiento de otros factores de crecimiento básicos y otras proteínas que se unen a heparina. [0109] The combined data from Examples I, II and III demonstrate a significant improvement (2-5 times) of performance by including heparin sulfates or dextran sulfates when VEGF is replicated, a heparin-binding growth factor, as well. as of the recovery conditions. This procedure has been executed successfully on an industrial scale. This procedure is expected to be applicable in the refolding of other basic growth factors and other proteins that bind to heparin.
EJEMPLO IV: Extracción y replegamiento de VEGF humano recombinante expresado en Escherichia coli-II EXAMPLE IV: Extraction and refolding of recombinant human VEGF expressed in Escherichia coli-II
Procedimientos Procedures
[0110] Extracción y replegamiento- Se suspendió el sedimento refringente en tampón de extracción en que la concentración final era urea 7 M, DTT 2-30 mM (por ejemplo, DTT 10 mM), HEPPS 50 mM/pH 7-9 (por ejemplo, pH 8) a 5 l de tampón/kg de sedimento. Se mezcló concienzudamente la suspensión durante 1-2 h a temperatura ambiente. Se inició el replegamiento mediante la adición de 19 volúmenes de tampón de replegamiento por volumen de tampón de extracción. El tampón de replegamiento contenía como concentración final urea 1 M o 1,3 M, cisteína 2-15 mM (por ejemplo, cisteína 7,5 mM), DTT 0,5 mM, arginina 0-0,75 M (por ejemplo, arginina 100 mM), sulfato de dextrano 15 mg/l, HEPPS 50 mM, 0,05% de TRITON™ X100/pH 8. Véase, por ejemplo, la Figura 12 para el efecto sobre el replegamiento en presencia de aminoácidos cargados, en que la adición de histidina producía el mismo efecto que sin aditivos aminoacídicos. Se realizó la incubación de replegamiento a temperatura ambiente durante 12-24 horas. Opcionalmente, la incubación puede realizarse a temperatura ambiente durante hasta aproximadamente 48 horas. Opcionalmente, puede añadirse aire u oxígeno durante el proceso de replegamiento (0,3-1 cm3/min/l). Se controló el plegamiento mediante PAGE-SDS y/o HPLC de heparina. Se clarificó el producto mediante filtración profunda con un filtro Cuno 90SP seguida de filtración por 0,45 µm. [0110] Extraction and refolding - The refractory sediment was suspended in extraction buffer in which the final concentration was 7 M urea, 2-30 mM DTT (eg, 10 mM DTT), 50 mM HEPPS / pH 7-9 (per example, pH 8) at 5 l of buffer / kg of sediment. The suspension was thoroughly mixed for 1-2 h at room temperature. Refolding was initiated by adding 19 volumes of refolding buffer per volume of extraction buffer. The refolding buffer contained as final concentration 1 M or 1.3 M urea, 2-15 mM cysteine (for example, 7.5 mM cysteine), 0.5 mM DTT, 0-0.75 M arginine (for example, 100 mM arginine), 15 mg / l dextran sulfate, 50 mM HEPPS, 0.05% TRITON ™ X100 / pH 8. See, for example, Figure 12 for the effect on refolding in the presence of charged amino acids, in that the addition of histidine produced the same effect as without amino acid additives. The refolding incubation was performed at room temperature for 12-24 hours. Optionally, incubation can be performed at room temperature for up to about 48 hours. Optionally, air or oxygen can be added during the refolding process (0.3-1 cm3 / min / l). Folding was monitored by PAGE-SDS and / or HPLC of heparin. The product was clarified by deep filtration with a Cuno 90SP filter followed by 0.45 µm filtration.
[0111] La dilución global de las etapas de extracción y replegamiento fue de 1:100. Aumentar la dilución global de las etapas de extracción y replegamiento, por ejemplo, a 1:100 a 1:200, aumentó la cantidad total de VEGF activo, aunque la concentración sea menor. Véase la Figura 13. [0111] The overall dilution of the extraction and refolding stages was 1: 100. Increasing the overall dilution of the extraction and refolding stages, for example, to 1: 100 to 1: 200, increased the total amount of active VEGF, even if the concentration is lower. See Figure 13.
[0112] Puede determinarse la eficacia del replegamiento determinando la cantidad de dímero/monómero, en que los monómeros pueden determinarse mediante una columna de HPLC en fase inversa C18 y la formación de dímeros puede determinarse mediante cromatografía en columna de heparina o ensayo de cromatografía de intercambio catiónico SP-5PW. [0112] The efficiency of refolding can be determined by determining the amount of dimer / monomer, in which the monomers can be determined by a C18 reverse phase HPLC column and the formation of dimers can be determined by heparin column chromatography or heparin chromatography assay. cation exchange SP-5PW.
EJEMPLO V: Replegamiento a gran escala EXAMPLE V: Large-scale deployment
[0113] Para ensayar la escalabilidad de las condiciones de replegamiento optimizadas, se realizaron estudios para examinar la cinética de replegamiento a escala pequeña (0,1 l), intermedia (1 l) y de planta piloto (250 l a 400 l). Como se muestra en la Figura 4, la cinética de replegamiento a gran escala era indistinguible de las escalas menores y el valor final de VEGF replegado aumentaba ligeramente. Estos datos demuestran la escalabilidad del replegamiento con sulfato de dextrano. Se clarificó adicionalmente el producto mediante filtración profunda con un filtro Cuno 90SP seguido de filtración de 0,45 µm. [0113] To test the scalability of optimized refolding conditions, studies were conducted to examine the refolding kinetics on a small scale (0.1 L), intermediate (1 L) and pilot plant (250 L to 400 L). As shown in Figure 4, the large-scale refolding kinetics were indistinguishable from the smaller scales and the final value of retracted VEGF increased slightly. These data demonstrate the scalability of refolding with dextran sulfate. The product was further clarified by deep filtration with a Cuno 90SP filter followed by 0.45 µm filtration.
EJEMPLO VI: Purificación I de rhVEGF después de replegamiento EXAMPLE VI: Purification I of rhVEGF after refolding
[0114] Cromatografía de hidroxiapatito cerámico MacroPrep- Después del replegamiento, se retiró el material insoluble del conjunto mediante filtración profunda. Se cargó entonces el conjunto clarificado en una columna de hidroxiapatito cerámico (35D x 31H= 30L) (Bio Rad, Hercules, CA) equilibrada con HEPPS 50 mM/0,05% de TRITON™ X100/pH 8. Se retiró la proteína no unida mediante lavado con tampón de equilibrado y se eluyó el VEGF usando una etapa isocrática de HEPPS 50 mM/0,05% de TRITON™ X100/fosfato de sodio 0,15 M/pH 8. El caudal era de 120 cm/h. Se determinaron las fracciones de combinación mediante análisis por HPLC de heparina de las fracciones. [0114] MacroPrep ceramic hydroxyapatite chromatography After refolding, insoluble material was removed from the assembly by deep filtration. The clarified assembly was then loaded on a ceramic hydroxyapatite column (35D x 31H = 30L) (Bio Rad, Hercules, CA) equilibrated with 50 mM HEPPS / 0.05% TRITON ™ X100 / pH 8. The non-protein was removed. bound by washing with equilibration buffer and the VEGF was eluted using an isocratic step of 50 mM HEPPS / 0.05% TRITON ™ X100 / 0.15 M sodium phosphate / pH 8. The flow rate was 120 cm / h. Combination fractions were determined by HPLC analysis of heparin fractions.
[0115] Cromatografía de butil-SEPHAROSE™ Fast Flow- Se cargó el conjunto de VEGF sobre una columna de butil-SEPHAROSE™ Fast Flow (35 D x 26 H=25L) (GE Healthcare, Uppsala, Suecia) equilibrada con HEPPS 50 mM/0,05% de TRITON™ X100/fosfato de sodio 0,15 M/pH 8. El caudal era de 100 cm/h. Se lavó la columna con tampón de equilibrado y se recogió el VEGF en el efluente de columna. Se recogieron las fracciones y se combinaron las fracciones que contenían proteína, midiendo la A280 nm. [0115] Butyl Chromatography-SEPHAROSE ™ Fast Flow- The VEGF assembly was loaded onto a butyl-SEPHAROSE ™ Fast Flow column (35 D x 26 H = 25L) (GE Healthcare, Uppsala, Sweden) balanced with 50 mM HEPPS / 0.05% TRITON ™ X100 / 0.15 M sodium phosphate / pH 8. The flow rate was 100 cm / h. The column was washed with equilibration buffer and the VEGF was collected in the column effluent. The fractions were collected and the fractions containing protein were combined, measuring the A280 nm.
[0116] Cromatografía de Macro Prep High S- Se cargó el conjunto de butil-SEPHAROSE™ en una columna Macro Prep High S (30D x 39 H=27 L) (BioRad, Hercules, CA) que estaba equilibrada con HEPES 50 mM/pH 8. Después de reducir por lavado la absorbancia del efluente a 280 nm hasta el valor de referencia, se lavó la columna con dos volúmenes de columna de HEPES 50 mM/cloruro de sodio 0,25 M/pH 8. Se eluyó el VEGF usando un gradiente lineal de 8 volúmenes de columna de cloruro de sodio 0,25-0,75 M en HEPES 50 mM/pH 8. El caudal era de 75-200 cm/h. Se recogieron las fracciones y se combinaron aquellas que contenían VEGF plegado apropiadamente, como se determina mediante un ensayo de unión a heparina, por ejemplo, HPLC de heparina. [0116] Macro Prep High S Chromatography- The butyl-SEPHAROSE ™ assembly was loaded on a Macro Prep High S column (30D x 39 H = 27 L) (BioRad, Hercules, CA) that was equilibrated with 50 mM HEPES / pH 8. After washing the effluent absorbance was reduced to 280 nm to the reference value, the column was washed with two column volumes of 50 mM HEPES / 0.25 M sodium chloride / pH 8. The VEGF was eluted using a linear gradient of 8 column volumes of 0.25-0.75 M sodium chloride in 50 mM HEPES / pH 8. The flow rate was 75-200 cm / h. Fractions were collected and those containing appropriately folded VEGF were combined, as determined by a heparin binding assay, for example, heparin HPLC.
[0117] Cromatografía de fenil-5PW TSK- Se acondicionó el conjunto de Macro Prep High S con un volumen igual de HEPES 50 mM/citrato de sodio 0,8 M/pH 7,5. Se cargó entonces el conjunto acondicionado en una columna de fenil-5PW TSK (18D x 43 H= 11L) (Tosohaas, Montgomeryville, PA) que se equilibró con HEPES 50 mM/citrato de sodio 0,4 M/pH 7,5. Después de levar la proteína no unida de la columna con tampón de equilibrado, se eluyó el VEGF de la columna usando un gradiente de 10 volúmenes de columna de citrato de sodio 0,4-0 M en HEPES 50 mM, pH 7,5. Se ensayaron las fracciones mediante electroforesis en gel de poliacrilamida-SDS y se combinaron aquellas que contenían VEGF de suficiente pureza. [0117] Phenyl-5PW Chromatography TSK- The Macro Prep High S assembly was conditioned with an equal volume of 50 mM HEPES / 0.8 M sodium citrate / pH 7.5. The conditioned assembly was then loaded on a phenyl-5PW TSK column (18D x 43 H = 11L) (Tosohaas, Montgomeryville, PA) which was equilibrated with 50 mM HEPES / 0.4 M sodium citrate / pH 7.5. After raising the unbound protein from the column with equilibration buffer, the VEGF was eluted from the column using a 10 volume gradient of 0.4-0 M sodium citrate column in 50 mM HEPES, pH 7.5. The fractions were tested by polyacrylamide-SDS gel electrophoresis and those containing VEGF of sufficient purity were combined.
[0118] Ultrafiltración/diafiltración- Se ultrafiltró el VEGF combinado en membrana de celulosa regenerada de 5 kDa (G30619); Unit Pellicon; velocidad de alimentación 17,1 l/min. Se acondicionó la membrana con polisorbato 20. Se ultrafiltró el VEGF combinado a una concentración de 6 g/l (UF1). Se diafiltró la muestra con 7-14 DV (diavolúmenes) de succinato de sodio 5 mM/trehalosa 275 mM/pH 5,0. La formulación final era succinato de sodio 5 mM/trehalosa 275 mM/0,01% de polisorbato 20/pH 5,0, a una concentración de 5 mg/ml. [0118] Ultrafiltration / diafiltration- The combined VEGF was ultrafiltered in 5 kDa regenerated cellulose membrane (G30619); Unit Pellicon; feeding speed 17.1 l / min. The membrane was conditioned with polysorbate 20. The combined VEGF was ultrafiltered at a concentration of 6 g / l (UF1). The sample was diafiltered with 7-14 DV (diavolumes) of 5 mM sodium succinate / 275 mM trehalose / pH 5.0. The final formulation was 5 mM sodium succinate / 275 mM trehalose / 0.01% polysorbate 20 / pH 5.0, at a concentration of 5 mg / ml.
EJEMPLO VII: Purificación II de rhVEGF después de replegamiento EXAMPLE VII: Purification II of rhVEGF after refolding
[0119] Cromatografía líquida de intercambio catiónico- Después del replegamiento, puede retirarse el material insoluble del conjunto mediante filtración profunda. Se acondiciona el conjunto replegado a pH 5,0-7,5 y aproximadamente 2 a 6,5 mS/cm. En una realización, se acondiciona el conjunto a pH 6,5 y 5 mS/cm. El conjunto replegado puede cargarse entonces en una columna de carga extrema de sulfopropilo (SPXL) y eluirse usando un gradiente de concentración salina creciente. Las fracciones de combinación pueden determinarse mediante análisis por HPLC de heparina de las fracciones. [0119] Cation exchange liquid chromatography- After refolding, insoluble material can be removed from the assembly by deep filtration. The refolded assembly is conditioned to pH 5.0-7.5 and approximately 2 to 6.5 mS / cm. In one embodiment, the assembly is conditioned to pH 6.5 and 5 mS / cm. The refolded assembly can then be loaded onto a sulfopropyl (SPXL) extreme loading column and eluted using a gradient of increasing saline concentration. Combination fractions can be determined by HPLC analysis of heparin fractions.
[0120] Columna de interacción hidrófoba (HIC)- El conjunto de elución SPXL de VEGF puede acondicionarse a 50mS/cm para cargar en una columna de cromatografía fenil-TSK (Tosohaas, Montgomeryville, PA). Se recogen las fracciones y se combinan las fracciones que contienen proteína. [0120] Hydrophobic interaction column (HIC) - The VEGF SPXL elution set can be conditioned at 50mS / cm to load on a phenyl-TSK chromatography column (Tosohaas, Montgomeryville, PA). Fractions are collected and protein-containing fractions are combined.
[0121] IEX o modo mixto- El conjunto de fenil-TSK puede cargarse en una columna de cromatografía de intercambio iónico (IEX) o cromatografía de modo mixto. Se recogen las fracciones y se combinan aquellas que contienen VEGF plegado apropiadamente, como se determina mediante los ensayos descritos en la presente memoria. [0121] IEX or mixed mode- The phenyl-TSK assembly can be loaded onto an ion exchange chromatography (IEX) column or mixed mode chromatography. Fractions are collected and those containing appropriately folded VEGF are combined, as determined by the assays described herein.
[0122] Ultrafiltración/diafiltración- El VEGF combinado puede ultrafiltrarse en una membrana de celulosa regenerada de 5 kDa (G30619); Unit Pellicon; velocidad de alimentación 17,1 l/min. Por ejemplo, la membrana se acondiciona con polisorbato 20. Se ultrafiltra el VEGF combinado a una concentración de 6 g/l (UF1). Se diafiltra la muestra con 7-14 DV (diavolúmenes) de succinato de sodio 5 mM/trehalosa 275 mM/pH 5,0. [0122] Ultrafiltration / Diafiltration- The combined VEGF can be ultrafiltered on a regenerated cellulose membrane of 5 kDa (G30619); Unit Pellicon; feeding speed 17.1 l / min. For example, the membrane is conditioned with polysorbate 20. The combined VEGF is ultrafiltered at a concentration of 6 g / l (UF1). The sample is diafiltered with 7-14 DV (diavolumes) of 5 mM sodium succinate / 275 mM trehalose / pH 5.0.
[0123] En los procedimientos y procesos descritos en la presente memoria, puede valorarse la pureza y/o actividad finales mediante cartografía peptídica, cartografía de disulfuro, PAGE-SDS (tanto reducido como no reducido), dicroísmo circular, lisado de amebocito de Limulus (LAL), cromatografía de heparina, HPLC de heparina (por ejemplo, puede usarse HPLC de heparina para determinar la concentración de dímero de VEGF), cromatografía HPLC en fase inversa (fi) (por ejemplo, puede usarse la HPLC-FI para determinar la concentración de VEGF monomérico), unión a heparina, unión a receptor (por ejemplo, para VEGF, por ejemplo, la unión al receptor KDR de Bioanalytic R&D y/o la unión al receptor Flt1), análisis SEC, ensayos celulares, ensayos de potencia de HUVEC, ELISA con anticuerpos de VEGF, análisis de espectroscopia de masas, etc. [0123] In the procedures and processes described herein, final purity and / or activity can be assessed by peptide mapping, disulfide mapping, PAGE-SDS (both reduced and non-reduced), circular dichroism, Limulus amebocyte lysate (LAL), heparin chromatography, heparin HPLC (for example, heparin HPLC can be used to determine VEGF dimer concentration), reverse phase HPLC chromatography (fi) (for example, HPLC-FI can be used to determine the concentration of monomeric VEGF), heparin binding, receptor binding (for example, for VEGF, for example, binding to the KDR receptor of Bioanalytic R&D and / or binding to the Flt1 receptor), SEC analysis, cell assays, potency of HUVEC, ELISA with VEGF antibodies, mass spectroscopy analysis, etc.
[0124] Se entiende que los depósitos, ejemplos y realizaciones descritos en la presente memoria son solo con fines ilustrativos y que sugerirán diversas modificaciones o cambios a la vista de los mismos a los expertos en la técnica. [0124] It is understood that the deposits, examples and embodiments described herein are for illustrative purposes only and will suggest various modifications or changes in view thereof to those skilled in the art.
Claims (12)
- (a)(to)
- aislar dicha proteína de unión a heparina del periplasma de dicho cultivo de células procarióticas; isolating said heparin-binding protein from the periplasm of said prokaryotic cell culture;
- (b)(b)
- desnaturalizar dicha proteína de unión a heparina en una primera disolución tamponada que comprende un agente caotrópico y un agente reductor; denature said heparin-binding protein in a first buffered solution comprising a chaotropic agent and a reducing agent;
- (c)(C)
- incubar dicha proteína de unión a heparina en una segunda disolución tamponada que comprende un agente caotrópico y un agente polianiónico sulfatado, en el que dicho agente polianiónico sulfatado es sulfato de dextrano o sulfato de sodio, durante un tiempo y en condiciones tales que ocurra el replegamiento de dicha proteína de unión a heparina; y incubating said heparin binding protein in a second buffered solution comprising a chaotropic agent and a sulfated polyanionic agent, wherein said sulfated polyanionic agent is dextran sulfate or sodium sulfate, for a time and under conditions such that refolding occurs. of said heparin binding protein; Y
- (d)(d)
- recuperar dicha proteína de unión a heparina, en el que hay un aumento de aproximadamente 2 a 5 veces en la proteína de unión a heparina replegada en comparación con la incubación sin agente polianiónico sulfatado. recovering said heparin-binding protein, in which there is an approximately 2 to 5-fold increase in the folded heparin-binding protein compared to incubation without sulfated polyanionic agent.
- 2. 2.
- El proceso de la reivindicación 1, en el que el VEGF es VEGF165. The process of claim 1, wherein the VEGF is VEGF165.
- 3. 3.
- El proceso de la reivindicación 1, en el que el sulfato de dextrano es de entre aproximadamente 3.000 Da y 10.000 Da. The process of claim 1, wherein the dextran sulfate is between about 3,000 Da and 10,000 Da.
- 4. Four.
- El proceso de la reivindicación 1, en el que el sulfato de dextrano es de entre aproximadamente 8.000 y 10.000 Da. The process of claim 1, wherein the dextran sulfate is between about 8,000 and 10,000 Da.
- 5. 5.
- El proceso de la reivindicación 1, en el que dichas primera y segunda disoluciones tamponadas comprenden HEPPS pH 8.0. The process of claim 1, wherein said first and second buffered solutions comprise HEPPS pH 8.0.
- 6. 6.
- El proceso de la reivindicación 1, en el que la concentración de sulfato de sodio está entre aproximadamente 50 y 500 mM. The process of claim 1, wherein the concentration of sodium sulfate is between about 50 and 500 mM.
- 7. 7.
- El proceso de la reivindicación 1, en el que dicha segunda disolución tamponada comprende adicionalmente The process of claim 1, wherein said second buffered solution further comprises
- (i)(i)
- un agente reductor; a reducing agent;
- (ii)(ii)
- un detergente no iónico; y a nonionic detergent; Y
- 8. 8.
- El proceso de la reivindicación 7, en el que el agente reductor de la segunda disolución tamponada comprende una combinación de cisteína y DTT. The process of claim 7, wherein the reducing agent of the second buffered solution comprises a combination of cysteine and DTT.
- 9. 9.
- El proceso de la reivindicación 1, en el que dicha etapa de recuperación (d) comprende The process of claim 1, wherein said recovery step (d) comprises
- (i)(i)
- poner en contacto secuencialmente dicha proteína de unión a heparina replegada con un soporte cromatográfico de hidroxiapatito, un primer soporte cromatográfico de interacción hidrófoba, un soporte cromatográfico catiónico y un segundo soporte cromatográfico de interacción hidrófoba, y eluir selectivamente la proteína de unión a heparina de cada soporte, o sequentially contacting said folded heparin binding protein with a hydroxyapatite chromatographic support, a first hydrophobic interaction chromatographic support, a cationic chromatographic support and a second hydrophobic interaction chromatographic support, and selectively eluting the heparin binding protein of each support, or
- (ii)(ii)
- poner en contacto secuencialmente dicha proteína de unión a heparina con un soporte de intercambio catiónico, un soporte cromatográfico de interacción hidrófoba y un soporte cromatográfico de intercambio iónico, y eluir selectivamente la proteína de unión a heparina de cada soporte. sequentially contacting said heparin binding protein with a cation exchange support, a hydrophobic interaction chromatographic support and an ion exchange chromatographic support, and selectively eluting the heparin binding protein from each support.
- 10. 10.
- El proceso de la reivindicación 9(i), en el que dichos primer y segundo soportes cromatográficos de interacción hidrófoba se seleccionan del grupo constituido por resinas de butil-, propil-, octil- y arilagarosa. The process of claim 9 (i), wherein said first and second hydrophobic interaction chromatographic supports are selected from the group consisting of butyl-, propyl-, octyl- and arylagarose resins.
- 11. eleven.
- El proceso de la reivindicación 9(i), en el que dicho primer soporte cromatográfico de interacción hidrófoba es un soporte de butilagarosa y dicho segundo soporte cromatográfico de interacción hidrófoba es una resina de soporte de fenilagarosa. The process of claim 9 (i), wherein said first hydrophobic interaction chromatographic support is a butylagarose support and said second hydrophobic interaction chromatographic support is a phenylagarose support resin.
- 12. 12.
- Un procedimiento para recuperar una proteína de unión a heparina a partir de un cultivo de células procarióticas, en el que dicha proteína de unión a heparina es el factor de crecimiento A method of recovering a heparin-binding protein from a prokaryotic cell culture, wherein said heparin-binding protein is the growth factor.
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