ES2531522T3 - Células dendríticas modificadas por ingeniería y usos para el tratamiento del cáncer - Google Patents
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Abstract
Uso de células dendríticas modificadas por ingeniería in vitro que comprenden un vector para expresar de forma condicional una proteína que tiene la función de interleuquina-12 (IL-12) en la fabricación de un medicamento para el tratamiento de un tumor en un mamífero, Comprendiendo dicho vector un polinucleótido que codifica un conmutador génico, comprendiendo dicho conmutador génico (1) al menos una secuencia de factor de transcripción, en donde dicha al menos una secuencia de factor de transcripción codifica un factor de transcripción dependiente de ligando, unido de forma funcional a un promotor, y (2) un polinucleótido que codifica una proteína que tiene la función de IL-12 unido a un promotor que es activado por dicho factor de transcripción dependiente de ligando, en que dicho polinucleótido que codifica dicha proteína que tiene la función de IL-12 codifica una proteína que es al menos un 85 % idéntica a IL-12 humana de tipo silvestre, y en el que dicho ligando se tiene que administrar a las de 24 horas o menos después de la administración de dichas células y diariamente durante un periodo de 5 a 28 días.
Description
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E08836827
26-02-2015
"aislado."
El término "purificado", aplicado a materiales biológicos no requiere que el material esté presente en una forma que muestra pureza absoluta, exclusiva de la presencia de otros compuestos. En más bien una definición relativa.
"Ácido nucleico", "molécula de ácido nucleico", "oligonucleótido", y "polinucleótido" se usan de forma intercambiable y se refieren a la forma polimérica de éster de fosfato de ribonucleósidos (adenosina, guanosina, uridina o citidina; "moléculas de ARN") o desoxirribonucleósidos (desoxiadenosina, desoxiguanosina, desoxitimidina, o desoxicitidina; "moléculas de ADN"), o cualquier análogo fosfoéster de los mismos, tales como fosforotioatos y tioésteres, en forma monocatenaria, o hélice bicatenaria. Son posibles hélices bicatenarias ADN-ADN, ADN-ARN y ARN-ARN. La expresión molécula de ácido nucleico, y en particular molécula de ADN o ARN, se refiere solamente a la estructura primaria y secundaria de la molécula, y no se limita a ninguna forma terciaria particular. Por tanto, esta expresión incluye ADN bicatenario encontrado, inter alia, en moléculas de ADN lineales o circulares (por ejemplo, fragmentos de restricción), plásmidos, ADN superenrollado y cromosomas. Al analizar la estructura de moléculas particulares de ADN bicatenario, las secuencias pueden describirse en este documento de acuerdo con la convención normal que da la secuencia solamente en la dirección 5' a 3' a lo largo de la hebra no transcrita de ADN (es decir, la hebra que tiene una secuencia homóloga al ARNm). Una "molécula de ADN recombinante" es una molécula de ADN que ha experimentado manipulación por biología molecular. El ADN incluye, aunque sin limitación, ADNc, ADN genómico, ADN plasmídico, ADN sintético, y ADN semi-sintético.
El término "fragmento", aplicado a secuencias polinucleotídicas, se refiere a una secuencia de nucleótidos de longitud reducida respecto al ácido nucleico de referencia y que comprende, sobre la parte común, una secuencia de nucleótidos idéntica al ácido nucleico de referencia. Dicho fragmento de ácido nucleico de acuerdo con la invención puede estar incluido, cuando sea apropiado, en un polinucleótido más grande del cual es un constituyente. Dichos fragmentos comprenden, o como alternativa consisten en, oligonucleótidos que varían en longitud de al menos 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 30, 39, 40, 42, 45, 48, 50, 51, 54, 57, 60, 63, 66, 70, 75, 78, 80, 90, 100, 105, 120, 135, 150, 200, 300, 500, 720, 900, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000, o más nucleótidos consecutivos de un ácido nucleico de acuerdo con la invención.
Como se usa en este documento, un "fragmento de ácido nucleico aislado" se refiere a un polímero de ARN o ADN que es mono o bicatenario, que contiene opcionalmente bases nucleotídicas sintéticas, no naturales o alteradas. Un fragmento de ácido nucleico aislado en forma de un polímero de ADN puede estar compuesto por uno o más segmentos de ADNc, ADN genómico o ADN sintético.
Un "gen" se refiere a un polinucleótido que comprende nucleótidos que codifican una molécula funcional, incluyendo moléculas funcionales producidas por transcripción solamente (por ejemplo, una especie de ARN bioactivo) o por transcripción y traducción (por ejemplo, un polipéptido). El término "gen" abarca ácidos nucleicos de ADNc y ADN genómico. "Gen" también se refiere a un fragmento de ácido nucleico que expresa un ARN, proteína o polipéptido específico, incluyendo secuencias reguladoras que preceden (secuencias no codificantes 5') y siguen (secuencias no codificantes 3') la secuencia codificante. "Gen nativo" se refiere a un gen encontrado en la naturaleza con sus propias secuencias reguladoras. "Gen quimérico" se refiere a cualquier gen que no es un gen nativo, que comprenden secuencias reguladoras y/o codificantes que no se encuentran juntas en la naturaleza. Por consiguiente, un gen quimérico puede comprender secuencias reguladoras y secuencias codificantes que se obtienen de diferentes fuentes, o secuencias reguladoras y secuencias codificantes derivadas de la misma fuente, pero dispuestas de un modo diferente al encontrado en la naturaleza. Un gen quimérico puede comprender secuencias codificantes derivadas de diferentes fuentes y/o secuencias reguladoras derivadas de diferentes fuentes. "Gen endógeno" se refiere a un gen nativo en su localización natural en el genoma de un organismo. Un gen "foráneo" o gen "heterólogo" se refiere a un gen no encontrado normalmente en el organismo hospedador, pero que se introduce en el organismo hospedador por transferencia génica. Los genes foráneos pueden comprender genes nativos insertados en un organismo no nativo, o genes quiméricos. Un "transgén" es un gen que se ha introducido en el genoma mediante un procedimiento de transformación. Por ejemplo, el gen de la interleuquina-12 (IL-12) codifica la proteína IL-12. La IL-12 es un heterodímero de una subunidad de 35-kD (p35) y una subunidad de 40-kD (p40) unidas a través de un enlace disulfuro para crear IL-12p70 completamente funcional. El gen de IL-12 codifica ambas subunidades p35 y p40.
"ADN heterólogo" se refiere a ADN no localizado de forma natural en la célula, o en un sitio cromosómico de la célula. El ADN heterólogo puede incluir un gen foráneo para la célula.
El término "genoma" incluye ADN o ARN cromosómico así como mitocondrial, cloroplástico y viral.
Una molécula de ácido nucleico "puede hibridar" con otra molécula de ácido nucleico, tal como un ADNc, ADN genómico, o ARN, cuando una forma monocatenaria de la molécula de ácido nucleico puede hibridar con la otra molécula de ácido nucleico en las condiciones apropiadas de temperatura y fuerza iónica de la solución. Las condiciones de hibridación y lavado son bien conocidas y se ejemplifican en Sambrook et al. en Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Segunda Edición, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (1989), particularmente Capítulo 11 y Tabla 11.1 en el mismo. Las condiciones de temperatura y fuerza iónica determinan la
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El término "vector de expresión" se refiere a un vector, plásmido o vehículo diseñado para posibilitar la expresión de una secuencia insertada de ácido nucleico después de su transformación en el hospedador. El gen clonado, es decir, la secuencia insertada de ácido nucleico, habitualmente se coloca bajo el control de elementos de control tales como un promotor, un promotor mínimo, un potenciador, o similares. Las regiones de control del inicio o promotores, que son útiles para dirigir la expresión de un ácido nucleico en la célula hospedadora deseada son numerosos y familiares para los especialistas en la técnica. Puede usarse casi cualquier promotor capaz de dirigir la expresión de estos genes en un vector de expresión, incluyendo aunque sin limitación, promotores virales, promotores bacterianos, promotores animales, promotores de mamífero, promotores sintéticos, promotores constitutivos, promotores específicos de tejido, promotores relacionados con patogénesis o enfermedad, promotores específicos del desarrollo, promotores inducibles, promotores regulados por la luz; CYC1, HIS3, GAL1, GAL4, GAL10, ADH1, PGK, PHO5, GAPDH, ADC1, TRPI, URA3, LEU2, ENO, TPI, promotores de fosfatasa alcalina (útiles para la expresión en Saccharomyces); promotor AOXI (útil para la expresión en Pichia); promotores de β-lactamasa, lac, ara, tet, trp, lPL, lPR, T7, tac, y trc (útiles para la expresión en Escherichia coli); del virus del mosaico de la coliflor 35S regulado por la luz, específico de semillas, específico de polen, específico de ovario, mínimo de CMV 35S, virus del mosaico de la vena de la yuca (CsVMV), de proteína de unión a clorofila a/b, ribulosa 1,5-bisfosfato carboxilasa, específico de brotes, específico de raíces, quitinasa, inducible por estrés, virus baciliforme del tungro del arroz, súper-promotor de plantas, de leucina aminopeptidasa de patata, de nitrato reductasa, manopina sintasa, nopalina sintasa, ubiquitina, proteína zeína, y promotores de antocianina (útiles para la expresión en células vegetales); promotores animales y de mamífero conocidos en la técnica incluyendo, aunque sin limitación, la región promotora temprana de SV40 (SV40e), el promotor contenido en la repetición terminal larga 3' (LTR) del virus del sarcoma de Rous (RSV), los promotores del E1A o promotor tardío principal (MLP) de genes de adenovirus (Ad), el promotor temprano de citomegalovirus (CMV), el promotor de la timidina quinasa (TK) del virus del herpes simple (HSV), un promotor IE1 de baculovirus, un promotor del factor de elongación 1 alfa (EF1), un promotor de fosfoglicerato quinasa (PGK), un promotor de ubiquitina (Ubc), un promotor de albúmina, las secuencias reguladoras del promotor de la metalotioneína-L de ratón y regiones de control transcripcional, los promotores ubicuos (HPRT, vimentina, αactina, tubulina y similares), los promotores de los filamentos intermedios (desmina, neurofilamentos, queratina, GFAP, y similares), los promotores de genes terapéuticos (de MDR, CFTR o tipo factor VIII, y similares), promotores relacionados con patogénesis o enfermedad, y promotores que muestran especificidad de tejido y se han utilizado en animales transgénicos, tales como la región de control del gen de la elastasa I que es activa en células acinares pancreáticas; región de control del gen de la insulina activa en células beta pancreáticas, región de control del gen de inmunoglobulina activa en células linfoides, región de control del virus del tumor mamario en ratón activa en células testiculares, de mama, linfoides y mastocitos; regiones de control del gen de la albúmina, Apo AI y Apo AII activas en hígado, región de control del gen de la alfa-fetoproteína activa en hígado, región de control del gen de la alfa 1-antitripsina activa en el hígado, región de control del gen de la beta-globina activa en células mieloides, región de control del gen de la proteína básica mielina activa en células oligodendrocitos en el cerebro, región de control del gen de la cadena-2 ligera de miosina activa en músculo esquelético, y región de control del gen de la hormona liberadora gonadotrópica activa en el hipotálamo, promotor de la piruvato quinasa, promotor de la villina, promotor de la proteína intestinal de unión a ácido graso, promotor de la α-actina de células de músculo liso, y similares. Además, estas secuencias de expresión pueden modificarse mediante la adición de potenciadores o secuencias reguladoras y similares.
Los vectores pueden introducirse en las células hospedadoras deseadas por métodos conocidos en la técnica, por ejemplo, transfección, electroporación, microinyección, transducción, fusión celular, DEAE dextrano, precipitación con fosfato de calcio, lipofección (fusión de lisosomas), uso de una pistola génica, o un transportador de vector de ADN (véase, por ejemplo, Wu et al., J. Biol. Chem. 267:963 (1992); Wu et al., J. Biol. Chem. 263:14621 (1988); y Hartmut et al., solicitud de patente canadiense Nº 2.012.311).
Un polinucleótido también puede introducirse in vivo por lipofección. Durante la pasada década ha ido creciendo el uso de liposomas para la encapsulación y transfección de ácidos nucleicos in vitro. Pueden usarse lípidos catiónicos sintéticos diseñados para limitar las dificultades y peligros encontrados con la transfección mediada por liposomas para preparar liposomas para la transfección in vivo de un gen que codifica un marcador (Felgner et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 84:7413 (1987); Mackey et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:8027 (1988); y Ulmer et al., Science 259:1745 (1993)). El uso de lípidos catiónicos puede promover la encapsulación de ácidos nucleicos cargados negativamente, y también promover la fusión con membranas celulares cargadas negativamente (Felgner et al., Science 337:387 (1989)). Los compuestos y composiciones lipídicos particularmente útiles para la transferencia de ácidos nucleicos se describen en los documentos WO95/18863, WO96/17823 y U.S. 5.459.127. El uso de lipofección para introducir genes exógenos en los órganos específicos in vivo tiene ciertas ventajas prácticas. El direccionamiento molecular de liposomas a células específicas representa un área de beneficio. Está claro que el direccionamiento de la transfección a tipos celulares particulares se preferiría particularmente en un tejido con heterogeneidad celular, tal como páncreas, hígado, riñón, y cerebro. Los lípidos pueden acoplarse químicamente a otras moléculas con fines de direccionamiento (Mackey et al. 1988, supra). Los péptidos diana, por ejemplo, hormonas o neurotransmisores, y proteínas tales como anticuerpos, o moléculas no peptídicas podrían acoplarse a liposomas químicamente.
Otras moléculas también son útiles para facilitar la transfección de un ácido nucleico in vivo, tal como un oligopéptido catiónico (por ejemplo, documento WO95/21931), péptidos derivados de proteínas de unión a ADN (por ejemplo,
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documento WO96/25508), o un polímero catiónico (por ejemplo, documento WO95/21931).
También es posible introducir un vector in vivo como plásmido de ADN desnudo (véanse las patentes de Estados Unidos Nº 5.693.622, 5.589.466 y 5.580.859). También pueden usarse enfoques de suministro de ADN mediado por receptor (Curiel et al., Hum. Gene Ther. 3:147 (1992); y Wu et al., J. Biol. Chem. 262:4429 (1987)).
El término "transfección" se refiere a la captación de ARN o ADN exógeno o heterólogo por una célula. Una célula se ha "transfectado" por ARN o ADN exógeno o heterólogo cuando dicho ARN o ADN se ha introducido dentro de la célula. Una célula se ha "transformado" por ARN o ADN exógeno o heterólogo cuando el ARN o ADN transfectado realiza un cambio fenotípico. El ARN o ADN transformante puede integrarse (unirse covalentemente) en el ADN cromosómico que compone el genoma de la célula.
"Transformación" se refiere a la transferencia de un fragmento de ácido nucleico en el genoma de un organismo hospedador, que provoca herencia genéticamente estable. Los organismos hospedadores que contienen los fragmentos transformados de ácido nucleico se mencionan como organismos "transgénicos" o "recombinantes" o "transformados".
Además, el vector recombinante que comprende un polinucleótido como se describe en este documento puede incluir uno o más orígenes para la replicación en los hospedadores celulares en que se busca su amplificación o su expresión, marcadores o marcadores de selección.
El término "marcador de selección" se refiere a un factor de identificación, habitualmente un gen de resistencia a antibiótico o agente químico, que es capaz de seleccionarse basado en efecto del gen marcador, es decir, resistencia a un antibiótico, resistencia a un herbicida, marcadores colorimétricos, enzimas, marcadores fluorescentes, y similares, donde el efecto se usa para rastrear la herencia de un ácido nucleico de interés y/o para identificar una célula u organismo que ha heredado el ácido nucleico de interés. Ejemplos de genes marcadores de selección conocidos y usados en la técnica incluyen: genes que proporcionan resistencia a ampicilina, estreptomicina, gentamicina, kanamicina, higromicina, herbicida bialaphos, sulfonamida, y similares; y genes que se usan como marcadores fenotípicos, es decir, genes reguladores de antocianina, gen de isopentanil transferasa, y similares.
El término "gen informador" se refiere a un ácido nucleico que codifica un factor de identificación que se puede identificar basándose en el efecto del gen informador, donde el efecto se usa para rastrear la herencia de un ácido nucleico de interés, para identificar una célula u organismo que ha heredado el ácido nucleico de interés, y/o para medir la inducción de expresión génica o transcripción. Ejemplos de genes informadores conocidos y usados en la técnica incluyen: luciferasa (Luc), proteína fluorescente verde (GFP), cloranfenicol acetiltransferasa (CAT), βgalactosidasa (LacZ), β-glucuronidasa (Gus), y similares. Los genes marcadores de selección también pueden considerarse genes informadores.
"Promotor" y "secuencia promotora" se usan de forma intercambiable y se refieren a una secuencia de ADN capaz de controlar la expresión de una secuencia codificante o ARN funcional. En general, una secuencia codificante está localizada 3' a una secuencia promotora. Los promotores pueden obtenerse en su totalidad de un gen nativo, o pueden estar compuestos por diferentes elementos derivados de diferentes promotores encontrados en la naturaleza, o incluso comprender segmentos de ADN sintético. Los especialistas en la técnica entienden que diferentes promotores pueden dirigir la expresión de un gene en diferentes tejidos o tipos celulares, o en diferentes fases de desarrollo, o en respuesta a diferentes condiciones ambientales o fisiológicas. Los promotores que causan que un gen se exprese en la mayoría de tipos celulares la mayor parte del tiempo se mencionan comúnmente como "promotores constitutivos". Los promotores que causan que un gen se exprese en un tipo celular específico se mencionan comúnmente como "promotores específicos de célula" o "promotores específicos de tejido". Los promotores que causan que un gen se exprese en una fase específica de desarrollo o diferenciación celular se mencionan comúnmente como "promotores específicos del desarrollo" o "promotores específicos de diferenciación celular". Los promotores que se inducen y causan que un gen se exprese después de exposición o tratamiento de la célula con un agente, molécula biológica, agente químico, ligando, luz, o similares que induce a ese promotor se mencionan comúnmente como "promotores inducibles" o "promotores regulables". Se reconocerá adicionalmente que como en la mayoría de los casos los límites exactos de las secuencias reguladoras no se han definido completamente, fragmentos de ADN de diferentes longitudes pueden tener actividad promotora idéntica.
La secuencia promotora está normalmente limitada en su extremo 3' por el sitio de inicio de la transcripción y se extiende cadena arriba (dirección 5') para incluir la cantidad mínima de bases o elementos necesarios para iniciar la transcripción a niveles detectable por encima de los de fondo. Dentro de la secuencia promotora se encontrará un sitio de inicio de la transcripción (convenientemente definido por ejemplo, por mapeo con nucleasa S1), así como dominios de unión a proteína (secuencias consenso) responsables de la unión de la ARN polimerasa.
Una secuencia codificante está "bajo el control" de secuencias de control de la transcripción y la traducción en una célula cuando la ARN polimerasa transcribe la secuencia codificante en ARNm, que después sufre corte y ayuste de trans-ARN (si la secuencia codificante contiene intrones) y se traduce en la proteína codificada por la secuencia
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Por consiguiente, la expresión "similitud de secuencia" en todas sus formas gramaticales se refiere al grado de identidad o correspondencia entre secuencias de ácidos nucleicos o aminoácidos de proteínas que pueden compartir o no un origen evolutivo común (véase Reeck et al., Cell 50:667 (1987)). Como se usa en este documento, dos secuencias de ADN son "sustancialmente homólogas" o "sustancialmente similares" cuando al menos aproximadamente el 50 % (por ejemplo, al menos aproximadamente el 75 %, 90 %, o 95 %) de los nucleótidos coinciden sobre la longitud definida de las secuencias de ADN. Las secuencias que son sustancialmente homólogas pueden identificarse comparando las secuencias usando software convencional disponible en bancos de datos de secuencias, o en un experimento de hibridación de Southern en, por ejemplo, condiciones rigurosas definidas para ese sistema particular. Definir las condiciones de hibridación apropiadas pertenece a las habilidades de la técnica (véase por ejemplo, Sambrook et al., 1989, supra).
Como se usa en este documento, "sustancialmente similares" se refiere a fragmentos de ácido nucleico donde cambios en una o más bases nucleotídicas provoca la sustitución de uno o más aminoácidos, pero no afecta a las propiedades funcionales de la proteína codificada por la secuencia de ADN. "Sustancialmente similar" también se refiere a fragmentos de ácido nucleico donde cambios en una o más bases nucleotídicas no afectan a la capacidad del fragmento de ácido nucleico de mediar la alteración de la expresión génica por tecnología antisentido o cosupresión. "Sustancialmente similar" también se refiere a modificaciones de los fragmentos de ácido nucleico de la invención tales como deleción o inserción de una o más bases nucleotídicas que no afectan sustancialmente a las propiedades funcionales del transcrito resultante. Por lo tanto se entiende que la invención abarca más de las secuencias ejemplares específicas. Cada una de las modificaciones propuestas pertenece a las habilidades de la técnica, como también la determinación de la retención de la actividad biológica de los productos codificados.
Además, los especialistas en la técnica reconocen que las secuencias sustancialmente similares abarcadas por esta invención también se definen por su capacidad de hibridar, en condiciones rigurosas (SSC 0,1X, SDS al 0,1 %, 65 ºC y lavado con SSC 2X, SDS al 0,1 % seguido de SSC 0,1X, SDS al 0,1 %), con las secuencias ejemplificadas en este documento. Los fragmentos de ácido nucleico sustancialmente similares son aquellos fragmentos de ácido nucleico cuyas secuencias de ADN son al menos aproximadamente un 70 %, 80 %, 90 % o 95 % idénticas a la secuencia de ADN de los fragmentos de ácido nucleico presentados en este documento.
Dos secuencias de aminoácidos son "sustancialmente homólogas" o "sustancialmente similares" cuando más de aproximadamente el 40 % de los aminoácidos son idénticos, o más del 60 % son similares (funcionalmente idénticas). Preferiblemente, las secuencias similares u homólogas se identifican por alineación usando, por ejemplo, el programa de acumulación GCG (Genetics Computer Group, Program Manual for the GCG Package, Versión 7, Madison, Wisconsin).
La expresión "correspondiente a" se usa en este documento para hacer referencia a secuencias similares u homólogas, independientemente de si la posición exacta es idéntica o diferente de la molécula con la cual se mide la similitud u homología. Una alineación de secuencia de ácido nucleico o aminoácidos puede incluir espacios. Por tanto, la expresión "correspondiente a" se refiere a la similitud de secuencia, y no a la numeración de los restos de aminoácido o bases nucleotídicas.
Una "parte sustancial" de una secuencia de aminoácidos o nucleótidos comprende suficiente de la secuencia de aminoácidos de un polipéptido o la secuencia de nucleótidos de un gen para identificar de forma putativa ese polipéptido o gen, por evaluación manual de la secuencia por un especialista en la técnica, o por comparación de secuencia automatizada por ordenador e identificación usando algoritmos tales como BLAST (Basic Local Alignment Search Tool; Altschul et al., J. Mol. Biol. 215:403 (1993)); disponible en ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/). En general, una secuencia de diez o más aminoácidos contiguos o treinta o más nucleótidos es necesaria para identificar de forma putativa un polipéptido o secuencia de ácido nucleico como homóloga a una proteína o gen conocido. Además, con respecto a secuencias de nucleótidos, pueden usarse sondas oligonucleotídicas específicas de gen que comprenden 20-30 nucleótidos contiguos en métodos dependientes de secuencia de identificación de genes (por ejemplo, hibridación de Southern) y aislamiento (por ejemplo, hibridación in situ de colonias bacterianas o placas de bacteriófago). Además, pueden usarse oligonucleótidos cortos de 12-15 bases como cebadores de amplificación en PCR para obtener un fragmento particular de ácido nucleico que comprenda los cebadores. Por consiguiente, una "parte sustancial" de una secuencia de nucleótidos comprende suficiente de la secuencia para identificar específicamente y/o aislar un fragmento de ácido nucleico que comprende la secuencia.
La expresión "porcentaje de identidad", como se sabe en la técnica, es una relación entre dos o más secuencias polipeptídicas o dos o más secuencias polinucleotídicas, determinada por comparación de las secuencias. En la técnica, "identidad" también significa el grado de vinculación de secuencia entre secuencias polipeptídicas o polinucleotídicas, según pueda ser el caso, determinado por la coincidencia entre series de dichas secuencias. La "identidad" y la "similitud" pueden calcularse fácilmente por métodos conocidos, incluyendo aunque sin limitación los descritos en: Computational Molecular Biology (Lesk, A. M., ed.) Oxford University Press, Nueva York (1988); Biocomputing: Informatics and Genome Projects (Smith, D. W., ed.) Academic Press, Nueva York (1993); Computer Analysis of Sequence Data, Parte I (Griffin, A. M., y Griffin, H. G., eds.) Humana Press, Nueva Jersey (1994); Sequence Analysis in Molecular Biology (von Heinje, G., ed.) Academic Press (1987); y Sequence Analysis Primer (Gribskov, M. y Devereux, J., eds.) Stockton Press, Nueva York (1991). Hay métodos preferidos para determinar la
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identidad para dar la mejor coincidencia entre las secuencias ensayadas. Los métodos para determinar la identidad y similitud están codificados en programas informáticos disponibles al público. Las alineaciones de secuencia y los cálculos de porcentaje de identidad pueden realizarse usando software de análisis de secuencia tales como el programa Megalign del grupo de cálculo bioinfomático LASERGENE (DNASTAR Inc., Madison, WI). Pueden realizarse múltiples alineaciones de las secuencias usando el método Clustal de alineación (Higgins et al., CABIOS.
5:151 (1989)) con los parámetros por defecto (PENALIZACIÓN POR HUECO=10, PENALIZACIÓN POR LONGITUD DE HUECO=10). Pueden seleccionarse los parámetros por defecto para alineaciones por pares usando el método Clustal: KTUPLE 1, PENALIZACIÓN POR HUECO=3, VENTANA=5 y DIAGONALES SALVADAS=5.
La expresión "software de análisis de secuencia" se refiere a cualquier algoritmo informático o programa de software que es útil para el análisis de secuencias de nucleótidos o aminoácidos. El "software de análisis de secuencia" puede estar disponible en el mercado o desarrollarse independientemente. Software de análisis de secuencia típicos incluyen, aunque sin limitación, el grupo GCG de programas (Wisconsin Package Versión 9.0, Genetics Computer Group (GCG), Madison, WI), BLASTP, BLASTN, BLASTX (Altschul et al., J. Mol. Biol. 215:403 (1990)), y DNASTAR (DNASTAR, Inc. 1228 S. Park St. Madison, WI 53715 EEUU). Dentro del contexto de esta solicitud se entenderá que cuando el software de análisis de secuencia se usa para el análisis, los resultados del análisis se basarán en los "valores por defecto" del programa referenciado, salvo que se indique otra cosa. Como se usa en este documento "valores por defecto" significará cualquier conjunto de valores o parámetros que se cargaron originalmente con el software cuando se inició por primera vez.
"Químicamente sintetizado", referido a una secuencia de ADN, significa que los nucleótidos componentes se ensamblan in vitro. La síntesis química manual de ADN puede conseguirse usando procedimientos bien establecidos, o puede realizarse síntesis química automatizada usando una de varias máquinas disponibles en el mercado. Por consiguiente, los genes pueden adaptarse para expresión génica óptima basándose en la optimización de secuencia de nucleótidos para reflejar la desviación de codones de la célula hospedadora. Los especialistas en la técnica aprecian la probabilidad de la expresión génica satisfactoria si el uso de codones está desviado hacia aquellos codones favorecidos por el hospedador. La determinación de codones preferidos puede basarse en informe de genes derivados de la célula hospedadora donde está disponible la información de secuencia.
Como se usa en este documento, se dice que dos o más sistemas de regulación génica individualmente funcionales son "ortogonales" cuando: a) la modulación de cada uno de los sistemas dados por su ligando respectivo, a una concentración elegida, provoca un cambio medible en la magnitud de la expresión del gen de ese sistema, y b) el cambio es significativamente diferente estadísticamente del cambio en la expresión de todos los demás sistemas simultáneamente funcionales en la célula, tejido, u organismo, independientemente de la simultaneidad o secuencialmente de la modulación real. Preferiblemente, la modulación de cada sistema de regulación génica individualmente funcional realiza un cambio en la expresión génica a menos 2 veces mayor que todos los demás sistemas funcionales en la célula, tejido, u organismo, por ejemplo, al menos 5 veces, 10 veces, 100 veces, o 500 veces mayor. De forma ideal, la modulación de cada uno de los sistemas dados por su respectivo ligando a una concentración elegida provoca un cambio medible en la magnitud de la expresión del gen de ese sistema y ausencia de cambio medible en la expresión de todos los demás sistemas funcionales en la célula, tejido, u organismo. En dichos casos, se dice que el sistema de regulación génica inducible múltiple es "completamente ortogonal". Se describen ligandos ortogonales útiles y sistemas de expresión génica basados en receptor ortogonal en el documento US 2002/0110861 A.
La expresión "gen exógeno" significa un gen foráneo al sujeto, es decir, un gen que se introduce en el sujeto a través de un proceso de transformación, una versión no mutada de un gen mutado endógeno o una versión mutada de un gen no mutado endógeno. El método de transformación no es crítico para esta invención y puede ser cualquier método adecuado para el sujeto conocido por los especialistas en la técnica. Los genes exógenos pueden ser genes naturales o sintéticos que se introducen en el sujeto en forma de ADN o ARN que pueden funcionar a través de un intermedio de ADN tal como por transcriptasa inversa. Dichos genes pueden introducirse en células diana, introducirse directamente en el sujeto, o introducirse indirectamente mediante la transferencia de células transformadas al sujeto.
La expresión "producto terapéutico" se refiere a un polipéptido terapéutico o polinucleótido terapéutico que confiere una función beneficiosa a la célula hospedadora en la que se expresa dicho producto. Los polipéptidos terapéuticos pueden incluir, sin limitación, péptidos tan pequeños como de tres aminoácidos de longitud, proteínas de cadena sencilla o múltiple, y proteínas de fusión. Los polinucleótidos terapéuticos pueden incluir, sin limitación, oligonucleótidos antisentido, ARN pequeños de interferencia, ribozimas, y secuencias guía externas de ARN. El producto terapéutico puede comprender una secuencia de origen natural, una secuencia sintética o una combinación de secuencias naturales y sintéticas.
La expresión "complejo receptor de ecdisona" generalmente se refiere a un complejo de proteína heterodimérica que tiene al menos dos miembros de la familia de receptores nucleares, receptor de ecdisona ("EcR") y proteínas ultraespiráculo ("USP") (véase Yao et al., Nature 366:476 (1993)); Yao et al., Cell 71:63 (1992)). El complejo EcR funcional puede también incluir una o más proteínas adicionales tales como inmunofilinas. Miembros adicionales de la familia de receptores nucleares de proteínas, conocidos como factores de transcripción (tales como DHR38,
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invertebrada, y un fragmento polipeptídico de homólogo de RXR de especie invertebrada no de dípteros/no de lepidópteros. Un dominio de unión a ligando de RXR quimérico para su uso en la invención puede comprender al menos dos fragmentos polipeptídicos de RXR de diferentes especies, o cuando las especies son iguales, los dos o más fragmentos polipeptídicos pueden ser de dos o más isoformas diferentes del fragmento polipeptídico de RXR de la especie.
En una realización, el dominio de unión a ligando de RXR quimérico comprende al menos un fragmento polipeptídico de RXR de especie vertebrada y un fragmento polipeptídico de RXR de especie invertebrada.
En otra realización, el dominio de unión a ligando de RXR quimérico comprende al menos un fragmento polipeptídico de RXR de especie vertebrada y un fragmento polipeptídico de homólogo de RXR de especie invertebrada no de dípteros/no de lepidópteros.
El ligando, cuando se combina con el LBD del receptor o receptores nucleares, que a su vez están unidos al elemento de respuesta ligado al gen exógeno, proporciona regulación temporal externa de la expresión del gen exógeno. El mecanismo de unión o el orden en que los diversos componentes de esta invención se unen entre sí, es decir, por ejemplo, ligando a LBD, DBD a elemento de respuesta, TD a promotor, etc., no es crítico.
En un ejemplo específico, la unión del ligando al LBD de un receptor nuclear de Grupo H y su compañero LBD de receptor nuclear posibilita la expresión del gen exógeno. Este mecanismo no excluye el potencial del ligando de unirse al receptor nuclear de Grupo H (GHNR) o su compañero, y la formación resultante de complejos homodiméricos activos (por ejemplo, GHNR + GHNR o compañero + compañero). Preferiblemente, uno o más de los dominios de receptor se varía produciendo un conmutador génico híbrido. Normalmente, uno o más de los tres dominios, DBD, LBD, y TD, pueden elegirse entre una fuente diferente a la fuente de los otros dominios de modo que los genes híbridos y las proteínas híbridas resultantes estén optimizados en la célula hospedadora u organismo elegido para la actividad de transactivación, unión complementaria del ligando, y reconocimiento de un elemento de respuesta específico. Además, el propio elemento de respuesta puede modificarse o sustituirse con elementos de respuestas por otros dominios de proteína de unión a ADN tales como la proteína GAL-4 de levadura (véase Sadowski et al., Nature 335:563 (1988)) o la proteína LexA de Escherichia coli (véase Brent et al., Cell 43:729 (1985)), o elementos de respuesta sintéticos específicos para interacciones diana con proteínas diseñadas, modificadas, y seleccionadas para dichas interacciones específicas (véase, por ejemplo, Kim et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94:3616 (1997)) para acomodar receptores híbridos.
El complejo EcR funcional también puede incluir una o más proteínas adicionales tales como inmunofilinas. Miembros adicionales de la familia de receptores nucleares de proteínas, conocidos como factores de transcripción (tales como DHR38 o betaFTZ-1), también pueden ser compañeros dependientes o independientes de ligando para EcR, USP, y/o RXR. Además, pueden requerirse otros cofactores tales como proteínas generalmente conocidas como coactivadores (también llamados adaptadores o mediadores). Estas proteínas no se unen de forma específica de secuencia a ADN y no están implicadas en la transcripción basal. Pueden ejercer su efecto sobre la activación de transcripción a través de diversos mecanismos, incluyendo estimulación de la unión a ADN de activadores, afectando a la estructura de la cromatina, o mediando las interacciones del complejo de iniciación-activador. Ejemplos de dichos coactivadores incluyen RIP140, TIF1, RAP46/Bag-1, ARA70, SRC-1/NCoA-1, TIF2/GRIP/NCoA2, ACTR/AIB1/RAC3/pCIP así como la proteína de unión a elemento de respuesta B coactivador C promiscuo, CBP/p300 (para una revisión véase Glass et al., Curr. Opin. Cell Biol. 9:222 (1997)). Además, pueden requerirse cofactores proteicos generalmente conocidos como correpresores (también conocidos como represores, silenciadores, o mediadores de silenciación) para inhibir de forma eficaz la activación transcripcional en ausencia de ligando. Estos correpresores pueden interaccionar con el EcR sin ligando para silenciar la actividad en el elemento de respuesta. Evidencias actuales sugieren que la unión de ligando cambia la conformación del receptor, que provoca liberación del correpresor y reclutamiento de los coactivadores descritos anteriormente, suprimiendo de este modo la actividad de silenciamiento. Ejemplos de correpresores incluyen N-CoR y SMRT (para una revisión, véase Horwitz et al., Mol Endocrinol. 10:1167 (1996)). Estos cofactores pueden ser endógenos de la célula u organismo, o pueden añadirse de forma exógena como transgenes a expresar de un modo regulado o no regulado.
El gen exógeno está unido de forma funcional a un promotor que comprende al menos un elemento de respuesta que se reconoce por el DBD del factor de transcripción dependiente de ligando codificado por el conmutador génico. En una realización, el promotor comprende 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, o más copias del elemento de respuesta. Los promotores que comprende los elementos de respuesta deseados pueden ser promotores de origen natural o promotores artificiales creados usando técnicas que son bien conocidas en la técnica, por ejemplo, uno o más elementos de respuesta unidos de forma funcional a un promotor mínimo.
Para introducir los polinucleótidos en las células, puede usarse un vector. El vector puede ser, por ejemplo, un vector plasmídico o un vector viral de ARN o ADN mono o bicatenario. Dichos vectores pueden introducirse en células mediante técnicas bien conocidas para introducir ADN y ARN en células. Los vectores virales pueden ser de replicación competente o de replicación deficiente. En el último caso, la propagación viral generalmente sucederá en células hospedadoras complementarias. Como se usa en este documento, la expresión "célula hospedadora" u "hospedador" se usa para indicar una célula de la invención que alberga uno o más polinucleótidos de la invención.
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