FR2682875A1 - Use of poly(2-8)- alpha -sialic acid for the regulation of the action of homeo box peptides - Google Patents

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Abstract

The invention relates to poly(2-8)- alpha -sialic acid (colominic acid) as a regulator of the action of homeo box peptides or of their derivatives. The invention consists, in particular, of pharmaceutical compositions containing colominic acid as active principle.

Description

UTILISATION DE L'ACIDE POLYSIALIQUE a2-8 POUR LA
REGULATION DE L'ACTION DES PEPTIDES HOMEOBOITES.
USE OF POLYSIALIC ACID a2-8 FOR THE
REGULATION OF THE ACTION OF HOMEOBOIT PEPTIDES.

La présente Invention est relative à la régulation de l'internalisation et du transport intracellulaire de facteurs ayant la propriété de se fixer à 1'ADN, en particulier de peptides homéoboîtes, ou de molécules comprenant lesdits peptides. The present invention relates to the regulation of the internalization and intracellular transport of factors having the property of binding to DNA, in particular of homeobox peptides, or of molecules comprising said peptides.

Plusieurs protéines capables de se fixer sur 1'ADN et de réguler l'expression de différents gènes sont connues : on peut citer par exemple les protéines dites à doigt-zinc (protéines dactyles) incluant en particulier des récepteurs nucléaires des stéroïdes, les protéines à fermeture éclair à leucine, et les protéines à structure hélice-tour-hélice dont font partie les homéoprotéines. Several proteins capable of binding to DNA and of regulating the expression of different genes are known: mention may be made, for example, of the so-called finger-zinc proteins (dactyl proteins) including in particular nuclear steroid receptors, proteins with leucine zipper, and the proteins with a helix-turn-helix structure which include homeoproteins.

Les homéoprotéines interagissent avec 1'ADN par l'intermédiaire d'une région spécifique, dite homéodomaine ou domaine homéoboîte, possédant une structure hélice-tour-hélice, très conservée non seulement d'une homéoprotéine à l'autre, mais également à travers le règne animal, d'une espèce à une autre. Homeoproteins interact with DNA via a specific region, called homeodomain or homeobox domain, having a helix-turn-helix structure, very conserved not only from one homeoprotein to another, but also through the animal kingdom, from one species to another.

La liaison peptide homéoboîte/ADN serait la résultante
- d'une liaison à haute affinité (KD 10-9 - l0-1 X), impliquant une séquence consensus
ATTA présente dans le promoteur de différents gènes
- et d'une liaison à faible affinité (KD 10-6 - 10-7M), impliquant le sillon large de la double hélice d'ADN. Une publication de KISSINGER et al.
The homeobox / DNA peptide link would be the result
- a high affinity bond (KD 10-9 - 10-1 X), involving a consensus sequence
ATTA present in the promoter of different genes
- and a low affinity bond (KD 10-6 - 10-7M), involving the broad groove of the DNA double helix. A publication by KISSINGER et al.

[Cell, 63, 579 - 590, (1990)] décrit une étude faite par cristallographie sur un complexe "homéodomaine engrailed/ADN". Cette étude montre que la partie
C-terminale de l'homéodomaine, comprenant en particulier la structure dénommée hélice 3 (acides aminés 42-58 de l'homéodomaine engrailed), se fixe au niveau du sillon large de 1'ADN. La liaison est essentiellement assurée par des interactions hydrophiles ; cette liaison serait indépendante de la présence de la séquence consensus.
[Cell, 63, 579-590, (1990)] describes a study carried out by crystallography on a "homeodomain engrailed / DNA" complex. This study shows that the part
C-terminal of the homeodomain, comprising in particular the structure called helix 3 (amino acids 42-58 of the engrailed homeodomain), is fixed at the level of the broad groove of the DNA. The bond is essentially ensured by hydrophilic interactions; this binding would be independent of the presence of the consensus sequence.

Les Inventeurs ont récemment démontré que des peptides possédant la séquence du domaine homéoboîte (de tels peptides sont dénommés dans ce qui suit : "peptides homéoboîte") pénètrent dans les neurones en culture et provoquent une différenciation intense de ces cellules, et en particulier la croissance de leur neurites. La découverte de ces propriétés a permis de proposer l'utilisation de ces peptides comme facteurs de croissance neurotropes, et également comme transporteurs transmembranaires et/ou intracellulaires de différentes macromolécules telles que les polypeptides ou des oligonucléotides (Demande Internationale PCT/FR 91/00444). The inventors have recently demonstrated that peptides having the sequence of the homeobox domain (such peptides are called in the following: "homeobox peptides") penetrate into neurons in culture and cause an intense differentiation of these cells, and in particular the growth. of their neurites. The discovery of these properties has made it possible to propose the use of these peptides as neurotropic growth factors, and also as transmembrane and / or intracellular transporters of different macromolecules such as polypeptides or oligonucleotides (International Application PCT / FR 91/00444) .

Toutefois, les Inventeurs ont observé que ce phénomène de pénétration dépendait du type cellulaire l'entrée d'un peptide homéoboîte dans des cellules telles que les fibroblastes est, par exemple, beaucoup moins importante que dans les cellules nerveuses. However, the inventors observed that this penetration phenomenon depended on the cell type, the entry of a homeobox peptide into cells such as fibroblasts is, for example, much less than in nerve cells.

En poursuivant leurs travaux sur les mécanismes d'entrée du peptide homéoboîte, les Inventeurs ont maintenant mis en évidence différents facteurs conditionnant ce mécanisme d'entrée. By continuing their work on the entry mechanisms of the homeobox peptide, the inventors have now highlighted various factors conditioning this entry mechanism.

Ils ont émis l'hypothèse de l'existence d'une structure cellulaire intervenant dans le transport transmembranaire et intra-cellulaire du peptide homéoboîte, et ont à présent montré l'existence d'une telle structure, impliquant un polysaccharide : l'acide polysialique a2-8, également dénommé acide colominique, qui est présent à la surface de différentes cellules, par exemple les cellules nerveuses jeunes ou en régénération, les myoblastes, certaines populations de lymphocytes T, et qui est porté par une protéine membranaire, la "molécule d'adhésion neuronale" ou NCAM. Les Inventeurs ont constaté que le peptide homéoboîte pénètre dans toutes ces cellules, en quantité 10 fois plus importante que dans les cellules dépourvues de ce récepteur. They hypothesized the existence of a cellular structure involved in the transmembrane and intra-cellular transport of the homeobox peptide, and have now shown the existence of such a structure, implying a polysaccharide: polysialic acid. a2-8, also known as colominic acid, which is present on the surface of different cells, for example young or regenerating nerve cells, myoblasts, certain populations of T lymphocytes, and which is carried by a membrane protein, the "molecule neuronal adhesion "or NCAM. The inventors have found that the homeobox peptide penetrates into all of these cells, in an amount 10 times greater than into cells lacking this receptor.

Ils ont en outre vérifié par des expériences sur la pénétration intra-cellulaire du peptide homéoboîte dans les neurones, que l'entrée dudit peptide, et par voie de conséquence ses effets biologiques, étaient réduits en présence d'acide colominique. Ils ont fait les mêmes observations
- lorsque les neurones sont prétraités par une enzyme, l'Endo-N, qui clive spécifiquement les liaisons a2-8 de l'acide polysialique
- lorsque les neurones sont préincubés en présence d'un anticorps anti-acide colominique.
They also verified by experiments on the intracellular penetration of the homeobox peptide into neurons, that the entry of said peptide, and consequently its biological effects, were reduced in the presence of colominic acid. They made the same observations
- when the neurons are pretreated with an enzyme, Endo-N, which specifically cleaves the a2-8 bonds of polysialic acid
- when the neurons are preincubated in the presence of an anti-colominic acid antibody.

Ces résultats montrent le rôle essentiel joué par l'acide colominique dans le système de pénétration du peptide homéoboîte, et l'existence d'une interaction spécifique entre la séquence peptidique homéoboîte et 1 'acide colominique. These results show the essential role played by colominic acid in the penetration system of the homeobox peptide, and the existence of a specific interaction between the homeobox peptide sequence and colominic acid.

Ils ont en outre établi que l'effet de l'acide colominique sur la pénétration intracellulaire du peptide homéoboîte est comparable à l'inhibition par des frag ments d'ADN précédemment observée (Demande
PCT/FR 91/00444).
They also established that the effect of colominic acid on the intracellular penetration of the homeobox peptide is comparable to the inhibition by DNA fragments previously observed (Application
PCT / FR 91/00444).

Cette constatation les a conduits à comparer les structures tridimensionnelles respectives de l'acide colominique et de l'ADN double brin (sous la conformation
B), établies par RMN et cristallographie.
This observation led them to compare the respective three-dimensional structures of colominic acid and double-stranded DNA (under the conformation
B), established by NMR and crystallography.

La figure 1 illustre les résultats de cette comparaison : les 4 atomes d'oxygène des groupes carboxyle des molécules situées respectivement aux positions 1, 2, 7 et 8 d'un octamère d'acide polysialique, (figure 1 A, à droite) peuvent être superposés avec les 4 oxygènes des groupes phosphate qui délimitent le sillon large de la double hélice d'ADN (figure 1 A, à gauche). FIG. 1 illustrates the results of this comparison: the 4 oxygen atoms of the carboxyl groups of the molecules located respectively in positions 1, 2, 7 and 8 of an octamer of polysialic acid, (FIG. 1 A, on the right) can be superimposed with the 4 oxygen groups of the phosphate groups which delimit the broad groove of the DNA double helix (Figure 1A, left).

Sur l'un des brins, deux desdits groupes phosphate sont adjacents aux paires de nucléotides 1 et 2 ; sur le brin opposé, deux autres groupes sont adjacents aux paires de nucléotides 7 et 8. Cette superposition, est montrée, vue sous 2 angles différents, aux figures 1B et 1C.On one of the strands, two of said phosphate groups are adjacent to pairs of nucleotides 1 and 2; on the opposite strand, two other groups are adjacent to the nucleotide pairs 7 and 8. This superposition is shown, seen from 2 different angles, in FIGS. 1B and 1C.

Or, il a été montré par ailleurs que cette configuration 1 - 2 / 7 - 8 des groupes phosphate jouait un rôle important dans la liaison de faible affinité (indépendante de la reconnaissance d'une séquence consensus) entre les séquences peptidiques homéoboîte et 1'ADN, en intervenant dans les contacts entre les chaînes latérales des acides aminés de l'hélice 3 du peptide et 1'ADN double brin (KISSINGER et al., publication précitée). However, it has also been shown that this 1 - 2/7 - 8 configuration of the phosphate groups plays an important role in the low affinity binding (independent of the recognition of a consensus sequence) between the homeobox peptide sequences and 1 ' DNA, by intervening in the contacts between the side chains of the amino acids of helix 3 of the peptide and double-stranded DNA (KISSINGER et al., Publication cited above).

On désigne ici par hélice 3 une portion de peptide homéoboîte comprenant des acides aminés 42 à 58 de la séquence peptidique. Les acides aminés sont désignés suivant la numérotation utilisée par QUIAN et al. The term helix 3 denotes a portion of homeobox peptide comprising amino acids 42 to 58 of the peptide sequence. The amino acids are designated according to the numbering used by QUIAN et al.

[Cell, 59, 573-580 (1989]. Certains auteurs dénomment également Hélice 3 + 4 cette même région du peptide homéoboîte.[Cell, 59, 573-580 (1989]. Some authors also name Helix 3 + 4 this same region of the homeobox peptide.

Les observations faites par les Inventeurs permettent d'établir l'existence d'une parenté structurale entre l'acide colominique et 1'ADN double hélice, et il apparaît que le site concerné par cette parenté joue un rôle important dans l'interaction peptide homéoboîte/ADN. The observations made by the inventors make it possible to establish the existence of a structural relationship between the colominic acid and the double helix DNA, and it appears that the site concerned by this relationship plays an important role in the homeobox peptide interaction. / DNA.

En procédant à des expériences de mutagénèse d'un peptide homéoboîte, les Inventeurs ont en outre montré que certaines structures de l'hélice 3 jouaient un rôle essentiel dans la pénétration intracellulaire dudit peptide. By carrying out mutagenesis experiments on a homeobox peptide, the inventors have further shown that certain structures of helix 3 play an essential role in the intracellular penetration of said peptide.

La présente Invention résulte de cet ensemble de résultats obtenus par les Inventeurs. The present invention results from this set of results obtained by the inventors.

La démonstration du rôle de l'acide colominique en tant que récepteur des peptides homéoboîte, la mise en évidence de l'interaction peptide homéoboîte/acide colominique, ainsi que l'identification de structures de l'acide colominique et du peptide homéo boîte susceptibles d'intervenir dans cette interaction, entraînent de nombreuses applications, aussi bien invivo, qu' in-vitro.  The demonstration of the role of colominic acid as a receptor for homeobox peptides, the demonstration of the homeobox peptide / colominic acid interaction, as well as the identification of structures of colominic acid and the homeobox peptide capable of Intervening in this interaction leads to numerous applications, both invivo and in vitro.

La présente Invention a pour objet l'acide colominique pour l'utilisation comme médicament. The present invention relates to colominic acid for use as a medicament.

Selon un mode de réalisation préféré de la présente Invention, ledit acide colominique comprend au moins 8 résidus d'acide sialique. According to a preferred embodiment of the present invention, said colominic acid comprises at least 8 residues of sialic acid.

Selon un mode de réalisation préféré de la présente Invention, l'acide colominique est utilisé comme régulateur de l'activité des peptides homéoboîtes et de leurs dérivés. According to a preferred embodiment of the present invention, colominic acid is used as a regulator of the activity of homeobox peptides and their derivatives.

Au sens de la présente Invention, on entend par dérivés de peptide homéoboîte des macromolécules comprenant des structures similaires à celles identifiées par les Inventeurs comme intervenant dans la liaison de ces peptides avec l'acide colominique, et en particulier
- des molécules comprenant une partie peptidique dont la séquence est celle d'un peptide homéoboîte : il s'agit par exemple des homéoprotéines naturelles, ou des produits de fusion entre un peptide homéoboîte ou nucléotidique, tels que ceux qui sont décrits dans la Demande PCT/FR 91/00444
- des molécules comprenant ou constituées par une partie peptidique dont la séquence est celle de l'hélice 3 d'un peptide homéoboîte
- des molécules comprenant ou constituées par un peptide homéoboîte mutant à condition, bien entendu, que ladite mutation n'abolise pas la capacité de liaison avec l'acide calominique du peptide : cette définition englobe les peptides mutants ayant perdu partiellement ou totalement leur capacité de reconnaissance de l'ADN au niveau d'une séquence consensus, mais ayant conservé leur capacité de pénétration intracellulaire.
For the purposes of the present invention, the term “homeobox peptide derivatives” means macromolecules comprising structures similar to those identified by the inventors as involved in the binding of these peptides with colominic acid, and in particular
- molecules comprising a peptide part whose sequence is that of a homeobox peptide: these are for example natural homeoproteins, or fusion products between a homeobox or nucleotide peptide, such as those described in the PCT application / FR 91/00444
- molecules comprising or consisting of a peptide part whose sequence is that of helix 3 of a homeobox peptide
- molecules comprising or consisting of a mutant homeobox peptide provided, of course, that said mutation does not abolish the binding capacity with the calominic acid of the peptide: this definition includes mutant peptides which have partially or totally lost their ability to recognition of DNA at the level of a consensus sequence, but having retained their capacity for intracellular penetration.

De telles applications concernent en particulier la possibilité d'étendre le champ d'utilisation des peptides homéoboîte ou de leurs dérivés à tous les types cellulaires, y compris à ceux qui ne possèdent pas naturellement de récepteur pour ces peptides, ainsi que celle de permettre une régulation positive ou négative de l'activité desdits peptides. Such applications relate in particular to the possibility of extending the field of use of homeobox peptides or their derivatives to all cell types, including those which do not naturally have a receptor for these peptides, as well as that of allowing positive or negative regulation of the activity of said peptides.

Par exemple, des molécules d'acide colominique, conjuguées à une molécule pouvant s'insérer dans la membrane cellulaire (lipide, peptide ou un de leurs dérivés glycosylés), peuvent être greffées à la surface d'une cellule, pour créer des récepteurs artificiels des peptides homéoboîtes ou de leurs dérivés, dans le but de la rendre perméable ou d'augmenter sa perméabilité auxdits peptides ou dérivés. For example, colominic acid molecules, conjugated to a molecule that can be inserted into the cell membrane (lipid, peptide or one of their glycosylated derivatives), can be grafted on the surface of a cell, to create artificial receptors homeobox peptides or their derivatives, with the aim of making it permeable or of increasing its permeability to said peptides or derivatives.

Au contraire, si l'on souhaite prévenir les effets résultant de la liaison entre un peptide homéoboîte et 1'ADN cellulaire, l'acide colominique peut être utilisé soit au niveau extracellulaire, comme inhibiteur compétitif de la liaison récepteur/homéoboîte soit au niveau intracellulaire, comme inhibiteur compétitif de la liaison ADN/homéoboîte. On the contrary, if one wishes to prevent the effects resulting from the binding between a homeobox peptide and the cellular DNA, colominic acid can be used either at the extracellular level, as a competitive inhibitor of the receptor / homeobox binding or at the intracellular level , as a competitive inhibitor of DNA / homeobox binding.

On peut également prévenir l'entrée dans la cellule du peptide homéoboîte à l'aide d'un anticorps anti-acide colominique, ou en bloquant ou détruisant par la neuraminisase endo-N, les molécules d'acide colominique jouant le rôle de récepteur
L'Invention englobe également des anticorps anti-acide colominique, pour l'utilisation en tant qu'inhibiteurs de la pénétration intracellulaire de facteurs capables de se fixer à l'ADN.
It is also possible to prevent the entry into the cell of the homeobox peptide using an anti-colominic acid antibody, or by blocking or destroying by endamin-N neuraminisase, the molecules of colominic acid playing the role of receptor.
The invention also encompasses antibodies to colominic acid, for use as inhibitors of intracellular penetration of factors capable of binding to DNA.

La présente Invention a en outre pour objet l'utilisation de l'acide colominique sur des cellules en culture, dans toutes les applications décrites ci-dessus. The present invention further relates to the use of colominic acid on cells in culture, in all the applications described above.

Elle englobe dans ce cadre, des cellules dont la membrane est modifiée par insertion de récepteurs artificiels des peptides homéoboîtes ou de leurs dérivés, tels que définis plus haut.In this context, it includes cells whose membrane is modified by insertion of artificial receptors for homeobox peptides or their derivatives, as defined above.

L'Invention comprend également des compositions pharmaceutiques comprenant en tant que principe actif, de l'acide colominique, ou un anticorps anti-acide colominique. The invention also includes pharmaceutical compositions comprising, as active ingredient, colominic acid, or an anti-colominic acid antibody.

La présente Invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère à des exemples démontrant le rôle joué par l'acide colominique dans le transport intracellulaire des peptides homéoboîtes et de leurs dérivés. The present invention will be better understood using the additional description which follows, which refers to examples demonstrating the role played by colominic acid in the intracellular transport of homeobox peptides and their derivatives.

Il va de soi toutefois que ces exemples sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'Invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. It goes without saying, however, that these examples are given solely by way of illustration of the subject of the invention, of which they do not in any way constitute a limitation.

I - DEMONSTRATION DU ROLE DE L'ACIDE COLOMINIOUE DANS LE
SYSTEME DE TRANSPORT TRANSMEMBRANAIRE DU PEPTIDE HOMEO
BOITE
Des peptides pAntp sont synthétisés, purifiés, et lorsque cela est nécessaire, marqués à la fluorescéine, selon les protocoles décrits dans la Publication de JOLIOT et al., [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 18641866 (1991)] et dans la Demande PCT/FR 91/00444.
I - DEMONSTRATION OF THE ROLE OF COLOMINIOUE ACID IN THE
TRANSMEMBRANE TRANSPORTATION SYSTEM OF PEPTIDE HOMEO
BOX
PAntp peptides are synthesized, purified, and when necessary, labeled with fluorescein, according to the protocols described in the publication by JOLIOT et al., [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 18641866 (1991)] and in PCT Application FR / 91/00444.

Les cellules nerveuses sont cultivées dans les conditions décrites dans la Demande PCT et la Publication de JOLIOT et al. précitées. Nerve cells are cultured under the conditions described in the PCT application and the publication by JOLIOT et al. mentioned above.

EXEMPLE 1. - Pénétration d'une protéine chimère comprenant un peptide homéoboîte dans des cellules de différents types
Une protéine chimère a été construite par recombinaison génétique. Cette protéine a la séquence suivante : pAntp-Ser-Arg-rab3Cter. Rab3Cter est constitué par les 34 acides aminés C-terminaux de la protéine codée par le gène rab3, qui est une petite protéine fixant le
GTP (G-protéine) et spécifique des systèmes neuro-endocriniens). pAntp-rab3Cter (nom de la protéine de fusion) a été mis au contact de neurones (poulet, rat) ou de myoblastes (poulet) en culture pendant 12 heures, puis la présence de rab3Cter a été recherchée par immunocytochimie à l'aide d'un anticorps dirigé contre rab3. Dans tous les cas, le complexe pAntp-rab3Cter est retrouvé dans le noyau.
EXAMPLE 1 Penetration of a chimeric protein comprising a homeobox peptide into cells of different types
A chimeric protein was constructed by genetic recombination. This protein has the following sequence: pAntp-Ser-Arg-rab3Cter. Rab3Cter is made up of the 34 C-terminal amino acids of the protein encoded by the rab3 gene, which is a small protein that binds
GTP (G-protein) and specific to neuroendocrine systems). pAntp-rab3Cter (name of the fusion protein) was contacted with neurons (chicken, rat) or myoblasts (chicken) in culture for 12 hours, then the presence of rab3Cter was checked by immunocytochemistry using 'an antibody to rab3. In all cases, the pAntp-rab3Cter complex is found in the nucleus.

Cette expérience démontre que
- le système de pénétration et d'adressage nucléaire est lié à la présence de PSA (acide colominique) à la surface de la cellule.
This experience shows that
- the nuclear penetration and addressing system is linked to the presence of PSA (colominic acid) on the surface of the cell.

- pAntp joue le rôle d'un peptide signal à la fois pour l'entrée dans la cellule, et pour l'adressage nucléaire. - pAntp plays the role of a signal peptide both for entry into the cell, and for nuclear addressing.

EXEMPLE 2. - Effet d'un traitement par l'acide colominique sur la pénétration et les effets morphologiques d'un peptide homéoboîte
5000 cellules sont mises en culture dans 10 Rl de milieu de culture, dans des puits de type TERASAKI recouverts d'un substrat de polyornithine (1,5 Rg/ml). Au bout de 24 heures, 10 Fl de milieu de culture contenant soit du pAntp seul (400 Fg/ml), soit du pAntp préincubé avec 100 Rg/ml ou 1 mg/ml de PSA (acide colominique,
SIGMA), soit du PSA seul sont ajoutés. L'aspect morphologique des cultures est analysé 24 heures plus tard. Les résultats de cette expérience sont les suivants
Les cellules auxquelles a été ajouté le PSA seul ont une morphologie et une croissance similaire à celles des cellules témoin cultivées sans additif.
EXAMPLE 2 Effect of a treatment with colominic acid on the penetration and the morphological effects of a homeobox peptide
5000 cells are cultured in 10 Rl of culture medium, in TERASAKI type wells covered with a polyornithine substrate (1.5 Rg / ml). After 24 hours, 10 fl of culture medium containing either pAntp alone (400 Fg / ml) or pAntp preincubated with 100 Rg / ml or 1 mg / ml of PSA (colominic acid,
SIGMA), or PSA alone are added. The morphological aspect of the cultures is analyzed 24 hours later. The results of this experiment are as follows
The cells to which the PSA alone was added have a morphology and growth similar to those of the control cells cultured without additive.

Les cellules cultivées en présence de pAntp montrent une augmentation de la croissance neuritique, caractéristique de l'action de ce peptide. The cells cultured in the presence of pAntp show an increase in neuritic growth, characteristic of the action of this peptide.

Les cellules cultivées en présence de PSA (aux deux concentrations testées) et de pAntp ont une morphologie et une croissance similaire à celles des cellules témoin.  The cells cultured in the presence of PSA (at the two concentrations tested) and pAntp have a morphology and a growth similar to that of the control cells.

Il apparaît donc que la présence de PSA seul ne perturbe pas la croissance des neurites, et que le PSA antagonise les effets morphogénétiques de pAntp. It therefore appears that the presence of PSA alone does not disturb the growth of neurites, and that PSA antagonizes the morphogenetic effects of pAntp.

EXEMPLE 3. - Effet d'un traitement par l'endo-N sur la pénétration d'un peptide homéoboîte
Des cellules de moelle épinière d'embryons de rat (2.104 cellules/20 ,ul de milieu de culture) sont étalées sur des lamelles de verre recouvertes de polyornithine (SIGMA, PM 40.000, 15 llg/ml). 24 heures après, les cellules sont incubées pendant 1 heure en présence d'une solution (107 PFU/ml) de neuraminidase Endo-N du phage
PK 1A [FINNE et MAKELA, J. Biol. Chem. 260, 12 1265-1270 (1985)], puis pendant 1 heure en présence de 1Clg de peptide pAntp marqué à la fluorescéine. Un témoin, dans lequel la solution d'Endo-N est remplacée par du milieu de culture, est également réalisé.
EXAMPLE 3 Effect of Endo-N Treatment on the Penetration of a Homeobox Peptide
Spinal cord cells of rat embryos (2 × 10 4 cells / 20, μl of culture medium) are spread on glass coverslips coated with polyornithine (SIGMA, PM 40,000, 15 μg / ml). 24 hours later, the cells are incubated for 1 hour in the presence of a solution (107 PFU / ml) of Endo-N neuraminidase from the phage
PK 1A [FINNE and MAKELA, J. Biol. Chem. 260, 12 1265-1270 (1985)], then for 1 hour in the presence of 1Clg of peptide pAntp labeled with fluorescein. A control, in which the Endo-N solution is replaced by culture medium, is also produced.

A la fin de l'incubation, les cellules sont lavées, puis fixées dans une solution éthanol/acide acétique (95/5) (5 minutes, -20 s séchées à l'air, et montées dans du moviol. At the end of the incubation, the cells are washed, then fixed in an ethanol / acetic acid solution (95/5) (5 minutes, -20 s air-dried, and mounted in moviol.

L'examen au microscope montre que
- dans les cellules témoin, une fluorescence importante est observée à l'intérieur de la cellule avec une intensité particulière dans le nucléoplasme, ce qui correspond à la répartition caractéristique du peptide pAntp.
Examination under the microscope shows that
- In the control cells, a significant fluorescence is observed inside the cell with a particular intensity in the nucleoplasm, which corresponds to the characteristic distribution of the pAntp peptide.

- dans les cellules prétraitées à l'Endo-N, la fluorescence intracellulaire est très faible. - in cells pretreated with Endo-N, the intracellular fluorescence is very weak.

EXEMPLE 4. - Effet d'un traitement par un anticorps antiacide colominique sur la pénétration d'un peptide homéoboîte
Un antisérum anti-ménigocoque B (qui est essentiellement constitué d'anticorps dirigés contre l'acide colominique) est utilisé pour cette expérimentation.
EXAMPLE 4 Effect of Treatment with a Colominic Acid Antibody on the Penetration of a Homeobox Peptide
An anti-menigococcal B antiserum (which essentially consists of antibodies directed against colominic acid) is used for this experiment.

Des cultures de 24 heures de neurones de moelle épinière de rat (2.106 cellules) sont préincubées pendant 1 heure en présence d'antisérum anti-méningocoque (dilution 1/10). Ces cellules ainsi que des cellules témoins sont incubées pendant 3 heures en présence de 20 Rg de peptide pAntp. 24-hour cultures of rat spinal cord neurons (2,106 cells) are preincubated for 1 hour in the presence of anti-meningococcal antiserum (1/10 dilution). These cells as well as control cells are incubated for 3 hours in the presence of 20 Rg of pAntp peptide.

Les cellules sont ensuites lavées 3 fois dans du PBS, puis trypsinisées (15 minutes à 37 C) pour éliminer les peptides pAntp n'ayant pas pénétré. Après 3 lavages dans le PBS, les cellules sont lysées en présence de NP 40 (15 minutes, 4 C) et d'inhibiteurs des protéases. Le lysat est centrifugé (2000 g, 15 minutes, 4 C) et le culot contenant les noyaux est recueilli et solubilisé dans une solution de Nacl 500 mM DTT 1 mM. The cells are then washed 3 times in PBS, then trypsinized (15 minutes at 37 ° C.) to remove the pAntp peptides which have not penetrated. After 3 washes in PBS, the cells are lysed in the presence of NP 40 (15 minutes, 4 ° C.) and protease inhibitors. The lysate is centrifuged (2000 g, 15 minutes, 4 C) and the pellet containing the nuclei is collected and dissolved in a solution of Nacl 500 mM 1 mM DTT.

L'extrait nucléaire ainsi obtenu est analysé sur un gel
SDS polyacrylamide (15 96).
The nuclear extract thus obtained is analyzed on a gel
SDS polyacrylamide (15 96).

Les résultats sont illustrés par la Figure 2
- Le profil 1 est celui de l'extrait nucléaire obtenu à partir de cellules préincubées avec l'anti-sérum anti-acide colominique, préalablement à l'incubation avec pAntp.
The results are illustrated in Figure 2
- Profile 1 is that of the nuclear extract obtained from cells preincubated with the anti-serum anti-colominic acid, prior to incubation with pAntp.

- Le profil 2 est celui de l'extrait obtenu à partir de cellules incubées en présence de pAntp, luimême préincubé avec 150 Rg d'ADN Hoxp (séquence de fixation spécifique du peptide pAntp). - Profile 2 is that of the extract obtained from cells incubated in the presence of pAntp, itself preincubated with 150 Rg of Hoxp DNA (specific binding sequence of the pAntp peptide).

- Le profil 3 est celui de Trextrait nucléaire obtenu à partir de cellules directement incubées avec pAntp. - Profile 3 is that of the nuclear extract obtained from cells directly incubated with pAntp.

La flèche A indique les histones, la flèche B le peptide pAntp. The arrow A indicates the histones, the arrow B the peptide pAntp.

Ces résultats montrent que la pénétration du peptide pAntp est bloquée par un immunsérum anti-acide colominique aussi bien que par la liaison du peptide à sa séquence de fixation spécifique.  These results show that the penetration of the pAntp peptide is blocked by an anti-colominic acid immune serum as well as by the binding of the peptide to its specific binding sequence.

11. - DEMONSTRATION DU ROLE DE L'HéLICE 3 DU
PEPTIDE HOMEOBOITE DANS LE TRANSPORT TRANSMEMBRANAIRE ET
LA LIAISON A L'ADN DUDIT PEPTIDE.
11. - DEMONSTRATION OF THE ROLE OF THE PROPELLER 3 FROM
HOMEOBOITE PEPTIDE IN TRANSMEMBRANEAN TRANSPORT AND
THE LINK TO THE DNA OF SAID PEPTIDE.

EXEMPLE 5. - Obtention de mutants
4 mutants différents ont été obtenus à partir du peptide pAntp.
EXAMPLE 5 - Obtaining mutants
4 different mutants were obtained from the pAntp peptide.

La séquence en acides aminés de ces mutants (code 1 lettre) est représentée à la figure 3. The amino acid sequence of these mutants (code 1 letter) is shown in Figure 3.

- Mutant 48S : perte des résidus Try 48, Pro 49, Gln 50 et addition d'une Ser 48
- Mutant 50A : remplacement de His 36 par
Tyr 36 et remplacement de Gln 50 par Ala 50
- Mutant 39S : remplacement de Cys 39 par
Ser 39
- Mutant 40P2 : introduction de 2 Pro en positions 40 et 41, en remplacement de deux résidus Leu et
Thr.
- Mutant 48S: loss of Try 48, Pro 49, Gln 50 residues and addition of a Ser 48
- Mutant 50A: replacement of His 36 with
Tyr 36 and replacement of Gln 50 by Ala 50
- Mutant 39S: replacement of Cys 39 by
Ser 39
- Mutant 40P2: introduction of 2 Pro in positions 40 and 41, replacing two Leu residues and
Thr.

Les expériences de retard sur gel démontrent que les mutants 48S, 50A et 40P2 ne se fixent plus sur le promoteur de Hox-1.3, alors que le mutant 39S est toujours capable de reconnaître cette séquence. Les expériences de pénétration dans les cellules montrent que les mutants 40P2 et 48S ont perdu leur capacité de pénétration à plus de 80%, alors que la perte n'est que de 60% pour le mutant 50A. Le mutant 39S pénètre dans les cellules nerveuses aussi bien que le sauvage.  The gel delay experiments demonstrate that the mutants 48S, 50A and 40P2 no longer bind to the Hox-1.3 promoter, while the mutant 39S is still capable of recognizing this sequence. Cell penetration experiments show that the mutants 40P2 and 48S have lost their penetration capacity by more than 80%, while the loss is only 60% for the mutant 50A. The 39S mutant penetrates nerve cells as well as the wild.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1) Utilisation de l'acide colominique pour l'obtention d'un agent régulateur de l'action des peptides homéoboîtes et de leurs dérivés in vitro ou in vi vo.  1) Use of colominic acid for obtaining an agent regulating the action of homeobox peptides and their derivatives in vitro or in vi vo. 2) Utilisation selon la Revendication 1, caractérisée en ce que l'acide colominique est utilisé pour l'obtention d'un inhibiteur compétitif de la pénétration intracellulaire et/ou de la liaison à l'ADN des peptides homéoboîtes ou de leurs dérivés. 2) Use according to Claim 1, characterized in that colominic acid is used for obtaining a competitive inhibitor of intracellular penetration and / or of DNA binding of homeobox peptides or their derivatives. 3) Utilisation selon la Revendication 1, caractérisée en ce que l'acide colominique est utilisé pour l'obtention de récepteurs artificiels de peptides homéoboîtes ou de leurs dérivés. 3) Use according to Claim 1, characterized in that colominic acid is used for obtaining artificial receptors for homeobox peptides or their derivatives. 4) Utilisation selon la Revendication 3, caractérisée en ce que l'acide colominique est conjugué à un polypeptide ou à un lipide ou à un des leurs dérivés glycosylés. 4) Use according to Claim 3, characterized in that the colominic acid is conjugated to a polypeptide or to a lipid or to one of their glycosylated derivatives. 5) Utilisation selon l'une quelconque des 5) Use according to any one of Revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'acide colominique utilisé comprend au moins 8 résidus d'acide sialique.Claims 1 to 4, characterized in that the colominic acid used comprises at least 8 residues of sialic acid. 6) Récepteur artificiel des peptides homéoboîtes ou de leurs dérivés, lequel récepteur comprend au moins une molécule d'acide colominique conjuguée à un polypeptide ou à un lipide. 6) Artificial receptor for homeobox peptides or their derivatives, which receptor comprises at least one molecule of colominic acid conjugated to a polypeptide or to a lipid. 7) Cellules modifiées, par insertion dans leur membrane cytoplasmique, de récepteurs artificiels selon la Revendication 6. 7) Modified cells, by insertion into their cytoplasmic membrane, of artificial receptors according to Claim 6. 8) Compositions pharmaceutiques caractérisées en ce qu'elles comprennent, en tant que principe actif, de l'acide colominique.  8) Pharmaceutical compositions characterized in that they comprise, as active ingredient, colominic acid.
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THE JOURNAL OF CELL BIOLOGY vol. 98, no. 3, Mars 1984, pages 1010 - 1016 H. RAUVALA 'Neurite Outgrowth of Neuroblastoma Cells: Dependence on Adhesion Surface-Cell Surface Interactions' *
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