FR2767335A1 - Production of recombinant CELO adenovirus vectors - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne des méthodes de préparation d'adénovirus aviaires CELO recombinants et leurs utilisations à titre de vecteur d'expression de protéines hétérologues pour la préparation de vaccins, notamment pour la protection d'espèces aviaires contre des maladies infectieuses communes, ou a titre de vecteur d'expression de protéines hétérologues impliquées dans le métabolisme. The invention relates to methods for the preparation of recombinant CELO avian adenoviruses and their uses as a vector for expression of heterologous proteins for the preparation of vaccines, in particular for the protection of avian species against common infectious diseases, or as of expression vector for heterologous proteins involved in metabolism.
La présentation d'un antigène efficace et durable, susceptible de mobiliser les mémoires immunologiques à court terme et long terme, reste la préoccupation majeure de toute prophylaxie à base de vaccins. Pendant longtemps, ces derniers ont été constitués par la présentation, dans le cas des virus à effets pathogènes, de la totalité du virion, soit mort (vaccin inactivé), soit plus ou moins défectif (vaccin vivant atténué). Au cours des dernières années, plusieurs stratégies sont apparues pour pallier des déficiences de ces vaccins classiques, telles que la pathogénicité plus ou moins persistante,
I'impossibilité d'obtenir le virion par culture in vitro pour obtenir suffisamment d'antigènes vaccinants. Parmi ces stratégies, deux sont, à l'heure actuelle, prédominantes: I'une est la présentation de peptides de synthèse à propriétés antigéniques, issus de la connaissance des protéines immunogènes des virus ou des bactéries étudiés ; I'autre est l'utilisation de vecteurs viraux susceptibles de porter des gènes codant pour des protéines immunogènes issues de virus totalement différents ou pour d'autres agents infectieux. Le vecteur viral est utilisé pour sa capacité à pénétrer des cellules cibles afin d'y faire pénétrer l'antigène étranger et, par ce biais, déclencher les réactions immunitaires de type humorales ou à médiation cellulaire. De plus, le vecteur viral vaccinant peut, dans certaines options, se répliquer et augmenter ainsi la production in situ des déterminants antigéniques et entraîner une stimulation du système immunitaire à plus long terme.The presentation of an effective and lasting antigen, capable of mobilizing short-term and long-term immunological memories, remains the major concern of any vaccine-based prophylaxis. For a long time, the latter were constituted by the presentation, in the case of viruses with pathogenic effects, of the entire virion, either dead (inactivated vaccine), or more or less defective (live attenuated vaccine). In recent years, several strategies have emerged to overcome the shortcomings of these conventional vaccines, such as more or less persistent pathogenicity,
The impossibility of obtaining the virion by in vitro culture to obtain sufficient vaccinating antigens. Two of these strategies are predominant at present: one is the presentation of synthetic peptides with antigenic properties, derived from knowledge of the immunogenic proteins of the viruses or bacteria studied; The other is the use of viral vectors capable of carrying genes coding for immunogenic proteins derived from totally different viruses or for other infectious agents. The viral vector is used for its ability to penetrate target cells in order to penetrate the foreign antigen and, thereby, trigger humoral or cell-mediated immune reactions. In addition, the vaccinating viral vector can, in certain options, replicate and thus increase the in situ production of antigenic determinants and lead to stimulation of the immune system in the longer term.
Parmi les particules virales recombinantes pouvant être utilisées comme vecteur d'expression de protéines hétérologues et notamment comme vecteur vaccinant, on trouve les herpesvirus, les rétrovirus et les adénovirus. Les herpesvirus sont des virus à
ADN double brin à capside et enveloppe, et sont, par exemple, responsables de deux maladies importantes : la maladie d'Aujesky chez le porc et la maladie de Marek chez le poulet. Ces virus possèdent des génomes complexes (150 kb en moyenne) et l'obtention de titres élevés nécessaire pour une application industrielle n'est pas toujours facile. Les rétrovirus sont des virus à ARN à capside et enveloppe qui, comme vecteurs recombinants, sont essentiellement étudiés et utilisés pour le transfert de gènes chez le mammifère, thérapie génique humaine, ou dans les espèces aviaires. Leur utilisation comme vecteur recombinant vaccinant est limitée par leur faible capacité de matériel exogène transmissible (environ 3 kb d'ADN), par la difficulté d'obtenir des titres élevés, par leur instabilité (recombinaison des reconstructions). D'autre part, le rétrovirus s'intégrant dans le génome du rétrovirus, il exige que la cellule cible soit une cellule en division et impose une grande sûreté sans son utilisation compte tenu du passage possible de la construction dans les lignées germinales.Among the recombinant viral particles which can be used as a vector for expression of heterologous proteins and in particular as a vaccine vector, there are herpesviruses, retroviruses and adenoviruses. Herpesviruses are viruses
Double-stranded DNA with capsid and envelope, and are, for example, responsible for two important diseases: Aujesky's disease in pigs and Marek's disease in chicken. These viruses have complex genomes (150 kb on average) and obtaining the high titers necessary for industrial application is not always easy. Retroviruses are capsid and envelope RNA viruses which, as recombinant vectors, are essentially studied and used for gene transfer in mammals, human gene therapy, or in avian species. Their use as a recombinant vaccine vector is limited by their low capacity of transmissible exogenous material (approximately 3 kb of DNA), by the difficulty of obtaining high titers, by their instability (recombination of reconstructions). On the other hand, since the retrovirus is integrated into the genome of the retrovirus, it requires that the target cell is a dividing cell and imposes a high degree of safety without its use taking into account the possible passage of the construction in the germinal lines.
Les adénovirus sont des virus à ADN double brin de 30 à 44 kb de long. Ce sont des virus à capside, non enveloppés. En pratique, on peut insérer, sans délétion aucune, 1,5 kb en plus de matériel exogène dans un génome originel d'adénovirus sans perturber la réplication. L'adénovirus possède pour lui les avantages suivants : c'est, en général, un agent peu pathogène, responsable d'atteintes bénignes des voies aériennes supérieures. Il peut infecter une large gamme de cellules, qu'elles soient ou non en division. Il est ainsi possible de modifier des cellules qui se divisent peu, comme les cellules pulmonaires ou les cellules musculaires. De plus, ce virus se multiplie très facilement, ce qui permet la production de virus recombinants à des titres très élevés (10lut à 1013 virus par millilitre), bien supérieurs à ceux des rétrovirus recombinants et donc d'obtenir un meilleur taux de transformation génétique des cellules cibles. Un avantage supplémentaire du vecteur adénoviral est que son génome ne s'intègre pas dans le génome cellulaire, minimisant les risques d'activation d'oncogènes, il reste à l'état d'épisomes. Enfin, vue la résistance de la capside aux agents extérieurs, la nébulisation ou la pulvérisation par voie d'aérosols des virions recombinants, associée aux forts titres, devrait permettre des vaccinations de masse, particulièrement intéressantes pour les espèces aviaires. Adenoviruses are double-stranded DNA viruses 30 to 44 kb in length. They are capsid viruses, not enveloped. In practice, one can insert, without any deletion, 1.5 kb in addition of exogenous material into an original genome of adenovirus without disturbing replication. Adenovirus has the following advantages for it: it is, in general, a pathogenic agent, responsible for mild damage to the upper airways. It can infect a wide range of cells, whether or not they are dividing. It is thus possible to modify cells that divide little, such as lung cells or muscle cells. In addition, this virus multiplies very easily, which allows the production of recombinant viruses at very high titers (10lut to 1013 viruses per milliliter), much higher than those of recombinant retroviruses and therefore to obtain a better rate of genetic transformation. target cells. An additional advantage of the adenoviral vector is that its genome does not integrate into the cellular genome, minimizing the risks of activation of oncogenes, it remains in the state of episomes. Finally, given the resistance of the capsid to external agents, nebulization or spraying by means of aerosols of recombinant virions, associated with high titers, should allow mass vaccinations, particularly advantageous for avian species.
Il existe en effet aujourd'hui un besoin réel de disposer de vecteurs vaccinants peu coûteux, efficaces et faciles à administrer, permettant de protéger en particulier les élevages industriels de volaille contre les maladies infectieuses, notamment d'origine virale, qui sont responsables chaque année de pertes estimées à plusieurs centaines de millions de dollars. Des vecteurs vaccinants viraux recombinants ont déjà été décrits comme les poxvirus (AU-A-34353/93) ou les adénovirus aviaires recombinants de sérotypes FAV -4, -9 ou -10 (WO 94 24268), le sérotype 1 -FAV (sérotype CELO) n'ayant pas été retenu dans ce document car présenté à cette date comme vecteur de nature potentiellement oncogénique (SARMA, P.S., et al., 1965, Science, 149, 1108) malgré les résultats publiés postérieurement montrant l'innocuité de l'infection de poulets par cet adénovirus (COWEN, B.R.W., et al., 1978, Avian Diseases, 22, 459-470). Today there is indeed a real need for inexpensive, effective and easy-to-administer vaccine vectors, making it possible in particular to protect industrial poultry farms against infectious diseases, in particular of viral origin, which are responsible each year. losses estimated at several hundred million dollars. Recombinant viral vaccine vectors have already been described such as poxviruses (AU-A-34353/93) or recombinant avian adenoviruses of serotypes FAV -4, -9 or -10 (WO 94 24268), serotype 1 -FAV (serotype CELO) not having been retained in this document because presented at this date as a vector of potentially oncogenic nature (SARMA, PS, et al., 1965, Science, 149, 1108) despite the results published subsequently showing the safety of l infection of chickens with this adenovirus (COWEN, BRW, et al., 1978, Avian Diseases, 22, 459-470).
La séquence nucléotidique complète ainsi que l'organisation générale du génome de l'adénovirus aviaire CELO (sérotype 1-FAV) ont été publiés récemment par
CHIOCCA (CHIOCCA, S., 1996, J. Virol. 70, 5, 2939-2949) (voir Figure 1). Dans ce document, I'analyse comparative entre la séquence nucléotidique complète de l'adénovirus aviaire CELO et celles connues d'autres adénovirus, a permis d'établir d'une part, par homologie, la présence ou l'absence d'un certain nombre de gènes codant pour des protéines virales déjà caractérisées et d'autre part, basée sur la position des codons
ATG et d'arrêt, la présence d'au moins un certain nombre de cadres de lecture ouverte (ORF). De ces informations, il n'est pas possible de prévoir quels sont les gènes réellement transcrits et exprimés par le virus, et donc indispensables aux fonctions essentielles du virus comme celle de la réplication. La génération d'adénovirus aviaire recombinant comme vecteur recombinant pour son application comme vaccin recombinant ou pour le transfert de gène nécessite l'insertion d'un ADN hétérologue (exogène) d'intérêt dans des régions non essentielles du génome viral. Lorsque la taille de l'ADN hétérologue d'intérêt à insérer est supérieure à une valeur d'environ 1,5 kb, l'insertion doit être précédée de la délétion d'une ou plusieurs régions non essentielles du génome virale. C'est pourquoi, seule la connaissance précise de ces régions non essentielles du génome de l'adénovirus peut permettre de définir une stratégie dans la préparation de tels vecteurs recombinants.The complete nucleotide sequence as well as the general organization of the genome of the avian adenovirus CELO (serotype 1-FAV) have been published recently by
CHIOCCA (CHIOCCA, S., 1996, J. Virol. 70, 5, 2939-2949) (see Figure 1). In this document, the comparative analysis between the complete nucleotide sequence of the avian adelovirus CELO and those known from other adenoviruses has made it possible to establish on the one hand, by homology, the presence or absence of a certain number of genes coding for viral proteins already characterized and on the other hand, based on the position of the codons
ATG and arrest, the presence of at least a number of open reading frames (ORF). From this information, it is not possible to predict which genes are actually transcribed and expressed by the virus, and therefore essential for essential functions of the virus such as that of replication. The generation of recombinant avian adenovirus as a recombinant vector for its application as a recombinant vaccine or for gene transfer requires the insertion of heterologous (exogenous) DNA of interest in nonessential regions of the viral genome. When the size of the heterologous DNA of interest to be inserted is greater than a value of approximately 1.5 kb, the insertion must be preceded by the deletion of one or more nonessential regions of the viral genome. This is why, only the precise knowledge of these nonessential regions of the genome of the adenovirus can make it possible to define a strategy in the preparation of such recombinant vectors.
Un des buts essentiels de la présente invention est d'obtenir des vecteurs d'expression de protéines hétérologues pour la préparation notamment de vaccin aviaire à partir de méthodes de préparation basée sur la découverte de régions non essentielles et essentielles de l'adénovirus aviaire CELO. One of the essential aims of the present invention is to obtain expression vectors of heterologous proteins for the preparation in particular of avian vaccine from preparation methods based on the discovery of nonessential and essential regions of the avian adelovirus CELO.
La présente invention concerne des méthodes de préparation d'un adénovirus aviaire CELO recombinant, caractérisées en ce qu'on insert dans une partie non essentielle de son génome une séquence d'ADN codant pour tout ou partie d'un polypeptide hétérologue à l'adénovirus aviaire CELO, ladite séquence d'ADN pouvant comporter en outre des éléments susceptibles d'assurer l'expression dudit polypeptide dans une cellule infectée par ledit adénovirus recombinant, de préférence ladite partie non essentielle correspondant à une zone intergénique non codante de l'adénovirus aviaire
CELO.The present invention relates to methods for preparing a recombinant CELO avian adenovirus, characterized in that a DNA sequence coding for all or part of a polypeptide heterologous to the adenovirus is inserted into a non-essential part of its genome. avian CELO, said DNA sequence possibly further comprising elements capable of ensuring the expression of said polypeptide in a cell infected with said recombinant adenovirus, preferably said nonessential part corresponding to a non-coding intergenic zone of avian adenovirus
CELO.
L'invention concerne également des méthodes de préparation selon l'invention, caractérisées en ce que lesdites méthodes sont précédées d'une étape de délétion d'au moins une partie non essentielle du génome de l'adénovirus aviaire CELO. The invention also relates to preparation methods according to the invention, characterized in that said methods are preceded by a deletion step of at least one non-essential part of the genome of the avian adelovirus CELO.
L'invention concerne en outre des méthodes de préparation selon l'invention, caraçtérisées en ce que lesdites méthodes sont précédées d'une étape de délétion d'au moins une région essentielle du génome de l'adénovirus aviaire CELO. The invention further relates to preparation methods according to the invention, characterized in that said methods are preceded by a deletion step of at least one essential region of the genome of the avian adelovirus CELO.
L'invention a également pour objet des méthodes selon l'invention, caractérisées en ce que ladite séquence d'ADN code pour un polypeptide d'intérêt, de préférence un polypeptide antigénique d'agent infectieux responsable de maladie chez les animaux tels que les espèces aviaires. The invention also relates to methods according to the invention, characterized in that said DNA sequence codes for a polypeptide of interest, preferably an antigenic polypeptide of an infectious agent responsible for disease in animals such as species avians.
L'invention concerne en outre des méthodes selon l'invention, caractérisées en ce que le polypeptide d'intérêt est un polypeptide intervenant dans le métabolisme animal ou humain. The invention further relates to methods according to the invention, characterized in that the polypeptide of interest is a polypeptide involved in animal or human metabolism.
Les vecteurs, caractérisés en ce qu'ils comprennent un adénovirus aviaire CELO recombinant obtenu par une méthode selon l'invention, font également partie de l'invention. The vectors, characterized in that they comprise a recombinant CELO avian adenovirus obtained by a method according to the invention, also form part of the invention.
Sont compris également dans l'invention, les vaccins caractérisés en ce qu'ils contiennent un vecteur selon l'invention pour la protection d'espèces aviaires contre les maladies infectieuses. Also included in the invention are the vaccines, characterized in that they contain a vector according to the invention for the protection of avian species against infectious diseases.
L'invention concerne également les cellules transformées par un vecteur selon l'invention. The invention also relates to cells transformed with a vector according to the invention.
Un autre aspect de l'invention est relatif à des procédés de préparation in vivo de polypeptides d'intérêt recombinants, caractérisés en ce qu'ils mettent en oeuvre l'infection d'un animal par un vecteur selon l'invention, dont ladite séquence d'ADN insérée code pour ledit polypeptide d'intérêt. Another aspect of the invention relates to methods for the in vivo preparation of recombinant polypeptides of interest, characterized in that they involve the infection of an animal by a vector according to the invention, of which said sequence of inserted DNA encodes said polypeptide of interest.
Enfin, I'invention a pour objet des procédés de préparation de polypeptides d'intérêt recombinants, caractérisés en ce qu'ils mettent en oeuvre la culture de cellules transformées selon l'invention. Finally, the subject of the invention is processes for the preparation of recombinant polypeptides of interest, characterized in that they use the culture of transformed cells according to the invention.
L'invention concerne une méthode de préparation d'un adénovirus aviaire CELO recombinant, caractérisée en ce qu'on insert dans une partie non essentielle de son génome une séquence d'ADN codant pour tout ou partie d'un polypeptide hétérologue à l'adénovirus aviaire CELO. The invention relates to a method for preparing a recombinant CELO avian adenovirus, characterized in that a DNA sequence coding for all or part of a polypeptide heterologous to the adenovirus is inserted into a non-essential part of its genome. CELO avian.
La famille des adénovirus est divisée en deux groupes : les Mastadenowradea, isolés à partir de cellules de mammifères et les Aviadenowradea, isolés à partir de cellules d'oiseaux. Le genre Aviadénovirus est lui-même divisé en 5 groupes d'espèce dont les adénovirus de volaille FAV ("Fowl AdenoVirus"). L'adénovirus aviaire CELO ("Chicken Embryo Lethal Orphan") représente le sérotype 1 (FAV-1) parmi les 11 sérotypes distincts de FAV reconnus. The adenovirus family is divided into two groups: Mastadenowradea, isolated from mammalian cells and Aviadenowradea, isolated from bird cells. The genus Aviadenovirus is itself divided into 5 groups of species including the poultry adenoviruses FAV ("Fowl AdenoVirus"). The bird adenovirus CELO ("Chicken Embryo Lethal Orphan") represents serotype 1 (FAV-1) among the 11 distinct serotypes of FAV recognized.
L'adénovirus CELO est un virus à ADN double brin de 43 804 pb de long (CHIOCCA, S., et al.) (Figure 1). Sa capside est formée d'éléments de 3 types : des hexons, des pentons et des fibres (protéines II, III, IV respectivement selon leur poids moléculaire de plus en plus faible). Les motifs antigéniques (épitopes neutralisants) sont portés essentiellement par les hexons et les fibres. La fibre se fixe par son extrémité NH2 terminale à la base du penton, son extrémité carboxyle COOH se terminant en une zone en bouton, responsable de la fixation du virion à un récepteur spécifique. Entre ces deux extrémités, se trouve la hampe de la fibre, faite d'un certain nombre de motifs répétés (de 20 à 26 acides aminés selon les adénovirus). The CELO adenovirus is a 43,804 bp long double-stranded DNA virus (CHIOCCA, S., et al.) (Figure 1). Its capsid is made up of elements of 3 types: hexons, pentons and fibers (proteins II, III, IV respectively according to their increasingly low molecular weight). Antigenic motifs (neutralizing epitopes) are carried mainly by hexons and fibers. The fiber is fixed by its NH2 terminal end at the base of the penton, its COOH carboxyl end ending in a button zone, responsible for the attachment of the virion to a specific receptor. Between these two ends is the fiber shaft, made of a number of repeating patterns (from 20 to 26 amino acids depending on the adenovirus).
La capside, particulièrement résistante, permet une très bonne protection de l'ADN viral ce qui explique la persistance de ce virus dans l'environnement et sa présence ubiquitaire. Cette capside a aussi un rôle essentiel dans la pénétration du virion à l'intérieur de la cellule hôte en évitant la lyse par les endosomes, comme cela se produit normalement pour tout agent infectieux capté par endocytose par la cellule. L'adénovirus
CELO, comme les Aviadénovirus, possède deux fibres dont le rôle n'est pas encore aujourd'hui expliqué, et se distingue des adénovirus de mammifère (dont les adénovirus humains) qui possèdent une fibre unique (sauf pour les adénovirus humains 40 et 41 qui possèdent également deux fibres).The particularly resistant capsid allows very good protection of viral DNA, which explains the persistence of this virus in the environment and its ubiquitous presence. This capsid also has an essential role in the penetration of the virion inside the host cell by avoiding lysis by the endosomes, as normally occurs for any infectious agent picked up by endocytosis by the cell. Adenovirus
CELO, like the Aviadenoviruses, has two fibers whose role is not yet explained today, and is distinguished from mammalian adenoviruses (including human adenoviruses) which have a single fiber (except for human adenoviruses 40 and 41 which also have two fibers).
Génome et transcription des gènes chez l'adénovirus
Pour une meilleure compréhension, la description ci-dessous a pour objet essentiel d'introduire les notions et vocabulaire qui seront par la suite utilisés dans la présente invention, relatifs à l'organisation du génome de l'adénovirus, la transcription des gènes et leur fonction, à partir d'adénovirus connus de mammifères.Genome and gene transcription in adenovirus
For a better understanding, the description below has the essential object of introducing the concepts and vocabulary which will be used subsequently in the present invention, relating to the organization of the adenovirus genome, the transcription of genes and their function, from known mammalian adenoviruses.
Au niveau des mammifères, il semble que la structure des génomes des divers adénovirus soit voisine, avec des homologies importantes de gènes codant pour des protéines données (de structure essentiellement) : hexon, penton, fibre, endopeptidase, etc. Pour des adénovirus aviaires, des homologues faibles, de 30 à 50 % au mieux, existent avec des adénovirus mammifères. In mammals, it seems that the structure of the genomes of the various adenoviruses is similar, with significant homologies of genes coding for given proteins (essentially of structure): hexon, penton, fiber, endopeptidase, etc. For avian adenoviruses, weak counterparts, 30 to 50% at best, exist with mammalian adenoviruses.
Chaque adénovirus est constitué d'un ADN double brin, terminé par des répétitions inversées de 50 à 150 pb (ITR: "InverteiTerminal Repeat"). La longueur du génome varie de 30 à 44 kb (les adénovirus aviaires étant en général plus longs que les adénovirus de mammifères). Ces répétitions terminales inversées, contenant les origines de réplication de l'ADN du virion, sont fondamentales pour la réplication du virion. Dans toute construction d'adénovirus recombinant, il faut impérativement conserver au moins une de ces extrémités afin d'assurer la réplication de l'adénovirus recombinant. In vivo, à ces ITR, une protéine terminale est associée (TP) de 87 kDa à l'état de préprotéine terminale, de 55 kDa à l'état mature (encapsidée à l'intérieur du virion mature). La présence de cette TP permet d'améliorer la réplication du virion d'un facteur 100 à 1 000. Each adenovirus consists of double-stranded DNA, terminated by reverse repetitions of 50 to 150 bp (ITR: "InverteiTerminal Repeat"). The genome length varies from 30 to 44 kb (avian adenoviruses are generally longer than mammalian adenoviruses). These inverted terminal repeats, containing the origins of virion DNA replication, are fundamental to virion replication. In any construction of recombinant adenovirus, it is imperative to keep at least one of these ends in order to ensure replication of the recombinant adenovirus. In vivo, with these ITRs, a terminal protein is associated (TP) of 87 kDa in the terminal preprotein state, of 55 kDa in the mature state (packaged inside the mature virion). The presence of this TP makes it possible to improve the replication of the virion by a factor of 100 to 1000.
Comme pour de nombreux virus, les gènes d'adénovirus sont répartis (plus ou moins arbitrairement) en deux groupes:
- des gènes dits précoces (Early genes) s'exprimant avant la réplication de l'ADN;
- des gènes dits tardifs (Late genes) exprimés après la réplication de l'ADN et nécessitant impérativement la transcription antérieure des gènes précoces.As with many viruses, the adenovirus genes are distributed (more or less arbitrarily) into two groups:
- so-called early genes expressing themselves before DNA replication;
- so-called late genes (Late genes) expressed after DNA replication and imperatively requiring the prior transcription of early genes.
Quels que soient l'adénovirus et sa taille, il est de coutume de partitionner son génome en 100 unités (map unit: m. u.) et de positionner les gènes selon ces unités. Whatever the adenovirus and its size, it is customary to partition its genome into 100 units (map unit: m. U.) And to position the genes according to these units.
Gènes précoces:
Pour les adénovirus humains, ils sont au nombre de quatre : El à E4, avec chacun leur propre promoteur, situé tantôt sur un brin, tantôt sur l'autre. Ces gènes sont impliqués dans la régulation de la transcription virale, la transformation et la réplication de l'ADN viral (à l'inverse, les gènes tardifs produisent essentiellement les protéines de structure du virion). Early genes:
For human adenoviruses, there are four: E1 to E4, each with their own promoter, sometimes located on one strand, sometimes on the other. These genes are involved in the regulation of viral transcription, the transformation and replication of viral DNA (conversely, late genes essentially produce the virion's structural proteins).
El (1,3 à 11,2 m. u.) : gène essentiel, car il est l'initiateur de tout le cycle viral. El (1.3 to 11.2 m. U.): Essential gene, because it is the initiator of the entire viral cycle.
Son expression démarre 20 à 30 minutes après l'entrée du virion dans la cellule, et sa transcription dépend de facteurs cellulaires propres à l'hôte (spécificité d'hôte des adénovirus). Ce gène est décomposé en deux gènes : ElA et E1B, dont le premier est essentiel pour l'établissement de l'infection virale. Ces deux gènes E1A et E1B permettent, par des effets conjugués, la multiplication cellulaire et l'immortalisation transformation de cellules les recevant conjointement par transfection (si E1A permet l'immortalisation, E1B évite l'apoptose et permet ainsi le maintien du phénotype immortalisé).Its expression starts 20 to 30 minutes after the virion enters the cell, and its transcription depends on cellular factors specific to the host (host specificity of adenoviruses). This gene is broken down into two genes: ElA and E1B, the first of which is essential for the establishment of viral infection. These two genes E1A and E1B allow, by combined effects, cell multiplication and immortalization transformation of cells receiving them jointly by transfection (if E1A allows immortalization, E1B avoids apoptosis and thus allows the maintenance of the immortalized phenotype) .
E2 (31-11 et 66,6-61,7 m. u.) : sa transcription est sous dépendance de E1A (quoique la protéine E1A ne soit pas une DBP, "DNA binding Protein", protéine se fixant à l'ADN). Ce gène code entre autres pour une ADN polymérase de 140 kDa, une
DBP de 58 kDa et la TP ("Terminal Protein"), dont le rôle a déjà été signalé plus haut pour l'efficacité de la réplication virale (précurseur de 80 kDa ; protéine mature de 55 kDa).E2 (31-11 and 66.6-61.7 mu): its transcription is dependent on E1A (although the protein E1A is not a DBP, "DNA binding Protein", protein which binds to DNA). This gene codes, among other things, for a DNA polymerase of 140 kDa, a
DBP of 58 kDa and TP ("Terminal Protein"), whose role has already been mentioned above for the efficiency of viral replication (precursor of 80 kDa; mature protein of 55 kDa).
E3 (76,6-86 m. u.) : gène non essentiel pour la multiplication virale in vitro. Son rôle in vivo serait de protéger le virion des défenses immunitaires de l'hôte. Il code pour plusieurs protéines, dont une protéine de 19 kDa qui bloque au niveau du réticulum endoplasmique la sortie des antigènes de type I du CMH (Complexe Majeur d'Histocompatibilité), et aussi une protéine de 14,7 kDa qui protège la cellule infectée de l'action lytique du TNF ("Tumor Necrosis Factor"). E3 (76.6-86 m. U.): Gene not essential for viral multiplication in vitro. Its role in vivo would be to protect the virion from the host's immune defenses. It codes for several proteins, including a 19 kDa protein which blocks at the endoplasmic reticulum the exit of type I antigens from the MHC (Major Histocompatibility Complex), and also a 14.7 kDa protein which protects the infected cell. lytic action of TNF ("Tumor Necrosis Factor").
E4 (99-91,3 m. u.) : gène qui code pour des protéines impliquées dans la régulation des gènes tardifs, et dans l'arrêt de la synthèse des protéines cellulaires, permettant ainsi le détournement des possibilités de biosynthèse de la cellule au profit du virus. E4 (99-91.3 mu): gene which codes for proteins involved in the regulation of late genes, and in stopping the synthesis of cellular proteins, thus allowing the diversion of the possibilities of cell biosynthesis in favor of virus.
La distinction gènes précoces et gènes tardifs indique une prédominance de certains gènes à un moment donné dans le cycle de réplication du virus. Un gène dit précoce, comme par exemple E1A, peut s'exprimer pendant tout le cycle viral, ou un gène dit tardif, comme le promoteur MLP ("Major Late Promoter"), peut s'exprimer, quoique faiblement, dès les premières heures suivant l'infection. The distinction between early genes and late genes indicates a predominance of certain genes at some point in the replication cycle of the virus. A so-called early gene, such as E1A for example, can express itself throughout the viral cycle, or a late gene, such as the Major Late Promoter, can express itself, albeit weakly, from the first hours following infection.
Gènes tardifs
Ceux-ci sont au nombre de cinq : L1 à L5, codant pour les diverses protéines de structure (capside essentiellement) : L2 pour le penton, L3 pour l'hexon, L5 pour la fibre, etc.Late genes
There are five of these: L1 to L5, coding for the various structural proteins (mainly capsid): L2 for the penton, L3 for the hexon, L5 for the fiber, etc.
Tous ces transcrits démarrent à partir d'un même promoteur, le MLP (pour
Major Late Promoter: promoteur majeur tardif), et possèdent tous une même extrémité 5' (TPL : "TriPartite Leader"), faite des trois premiers exons : 1, 2 et 3. Ces ARN sont produits par épissages alternatifs. Leur transcription augmente de 1 000 lors de la phase tardive de réplication du virion. Cette extraordinaire augmentation de transcription réalisée par le MLP fait de ce dernier un promoteur privilégié dans toute construction d'adénovirus recombinant vue son efficacité.All these transcripts start from the same promoter, the MLP (for
Major Late Promoter), and all have the same 5 'end (TPL: "TriPartite Leader"), made of the first three exons: 1, 2 and 3. These RNAs are produced by alternative splicing. Their transcription increases by 1,000 during the late replication phase of the virion. This extraordinary increase in transcription carried out by the MLP makes it a privileged promoter in any construction of recombinant adenovirus for its efficiency.
Il est à signaler dans cette phase tardive, la transcription du gène de la protéine
IX, unité transcriptionnelle juste en 3' de E1B, dont la synthèse est essentielle pour l'assemblage du virion (entrée de l'ADN dans le capside).It should be noted in this late phase, the transcription of the protein gene
IX, transcriptional unit just 3 'from E1B, the synthesis of which is essential for the assembly of the virion (entry of DNA into the capsid).
Il est possible de sous cloner des fragments d'adénovirus dans des plasmides, et par cotransfection de fragments se chevauchant et représentant le génome entier, par recombinaison homologue, obtenir des recombinants reproduisant le virion d'origine. It is possible to subclone adenovirus fragments into plasmids, and by cotransfection of overlapping fragments representing the whole genome, by homologous recombination, to obtain recombinants reproducing the original virion.
Pour réussir, deux contraintes minimales sont à réunir dans les constructions : i) un fragment doit posséder une répétition terminale (ITR, nécessaire à la réplication du virus, et ii) les deux fragments à joindre doivent avoir au moins une unité (360 à 440 nucléotides) de recouvrement pour permettre la recombinaison homologue. Deux plasmides circulaires portant chacun deux fragments complémentaires, ayant au moins de 400 à 500 nucléotides en commun, représentant à eux deux la totalité du génome, peuvent ainsi recombiner pour produire des adénovirus recombinants.To succeed, two minimum constraints must be met in the constructions: i) a fragment must have a terminal repetition (ITR, necessary for the replication of the virus), and ii) the two fragments to be joined must have at least one unit (360 to 440 nucleotides) to allow homologous recombination. Two circular plasmids, each carrying two complementary fragments, having at least 400 to 500 nucleotides in common, which together represent the entire genome, can thus recombine to produce recombinant adenoviruses.
La délétion dans la région E3, non indispensable pour la réplication in vitro, peut permettre des insertions jusqu'à 4 kb. Enfin, la délétion de la région El peut, avec les précédentes, permettre, a priori, des insertions jusqu'à 7 kb. The deletion in the E3 region, not essential for in vitro replication, can allow insertions up to 4 kb. Finally, the deletion of the El region can, with the previous ones, allow, a priori, insertions up to 7 kb.
Quatre sites d'insertion sont possibles 1) après le MLP, 2) dans El, 3) dans E3 ou 4) à droite de E4, à environ 150 nucléotides de 1'ITR droite (entre E4 et ITR). Le plus souvent l'insertion se fait dans la région El, avec conservation des 50 bases terminales qui représentent l'origine gauche de réplication de l'ADN, du signal d'encapsidation (entre 194 et 358 nucléotides) et de la séquence à droite de E1B qui code pour la protéine IX permettant l'ajustement de l'ADN à la capside. Dans ce dernier cas, les fonctions de E1A et E1B sont fournies en trans dans des lignées de type 293 dans lesquelles les gènes E1A et E1B ont été transfectés et s'expriment de façon permanente. La construction adénovirale recombinante est alors à son tour transfectée dans de telles lignées transcomplémentantes et le virion recombinant peut alors être produit dans de telles lignées. La lignée 293 peut être appelée lignée helper par analogie avec ce qui se passe pour les rétrovirus, le principe reste le même, fournir en trans des gènes que l'on a précédemment enlevés pour libérer de la place pour les gènes exogènes que l'on veut exprimer dans sa construction virale. Four insertion sites are possible 1) after MLP, 2) in E1, 3) in E3 or 4) to the right of E4, about 150 nucleotides from the right ITR (between E4 and ITR). Most often the insertion is done in the El region, with conservation of the 50 terminal bases which represent the left origin of DNA replication, of the packaging signal (between 194 and 358 nucleotides) and of the sequence on the right. of E1B which codes for protein IX allowing the adjustment of DNA at the capsid. In the latter case, the functions of E1A and E1B are provided in trans in type 293 lines in which the E1A and E1B genes have been transfected and are expressed permanently. The recombinant adenoviral construct is then in turn transfected into such transcomplementing lines and the recombinant virion can then be produced in such lines. The 293 line can be called helper line by analogy with what happens for retroviruses, the principle remains the same, providing in trans genes that have been previously removed to make room for the exogenous genes that we wants to express in its viral construction.
Deux possibilités de vecteurs existent :
i) Réplicatifs ou ii) non réplicatifs (défectif). A priori, le premier cas est plus favorable permettant d'une part la multiplication, donc des copies plus nombreuses du gène à exprimer. D'autre part on sait que l'intervention d'éléments cis de réplication favorise la transcription des gènes tardifs, ainsi, si le gène à exprimer est sous dépendance du promoteur MLP, cela favorise aussi la transcription de ce dernier.Two possibilities of vectors exist:
i) Replicative or ii) non-replicative (defective). A priori, the first case is more favorable allowing on the one hand the multiplication, therefore more numerous copies of the gene to be expressed. On the other hand, it is known that the intervention of cis elements of replication promotes the transcription of late genes, thus, if the gene to be expressed is dependent on the MLP promoter, this also promotes the transcription of the latter.
Choix des promoteurs:
Habituellement, pour un gène inséré dans la région E3, on choisit le promoteur de
E3, pouvant comporter en outre le promoteur MLP. Pour un gène inséré dans la région
El, on peut choisir soit un tout autre promoteur, ou soit plus généralement une combinatoire artificiellement recréée en cette place : MLP + TLP ("tripartite leader" formée de trois exons présents en 5' de tous les transcrits tardifs), le TLP permettant la reconnaissance des transcrits adénoviraux et leur transfert du noyau au cytoplasme, pour leur traduction, transfert inhibé pour tous les autres ARN cellulaires.Choice of promoters:
Usually, for a gene inserted in the E3 region, the promoter of
E3, which may also include the MLP promoter. For a gene inserted in the region
El, one can choose either a completely different promoter, or more generally a combinatorial artificially recreated in this place: MLP + TLP ("tripartite leader" formed of three exons present in 5 'of all late transcripts), TLP allowing the recognition of adenoviral transcripts and their transfer from the nucleus to the cytoplasm, for their translation, transfer inhibited for all other cellular RNAs.
Contrôle de la traduction:
Les ARN viraux sont également préférentiellement traduits, et cela grâce à deux
ARNs de l'adénovirus transcrits par l' ARN polymérase III de la cellule hôte, nommée VAI et VAII (pour "virus associated RNA"). Ces ARNs favoriseraient la traduction des autres ARNs viraux en empêchant la phosphorylation du facteur d'élongation elF2y, phosphorylation qui inhibe l'activité de ce dernier.Translation control:
Viral RNAs are also preferentially translated, thanks to two
RNAs of the adenovirus transcribed by the RNA polymerase III of the host cell, called VAI and VAII (for "virus associated RNA"). These RNAs promote the translation of other viral RNAs by preventing the phosphorylation of the elongation factor elF2y, phosphorylation which inhibits the activity of the latter.
Le développement de ces vecteurs adénoviraux a démarré en 1977 par l'établissement d'une lignée cellulaire de complémentation (cellule helper ) qui contient les gènes essentiels à la réplication virale (11 % du génome de l'adénovirus humain de type 5, essentiellement les gènes ElA et E1B, lignée embryonnaire de rein d'homme, 293, GRAHAM, F.L. et al., 1977, J. Gen. Virol., 36, 59-72). Les adénovirus recombinants obtenus, comme les rétrovirus recombinants obtenus à partir des lignées transcomplémentantes (type Isolde en aviaire, voir Nigon, Verdier, Lab. CNRS-TNRA associés, Lyon-Villeurbanne) sont incapables de se reproduire par eux-mêmes, mais sont capables d'infecter les cellules cibles et d'y synthétiser la protéine hétérologue, codée par le gène introduit en lieu et place de El. Si le gène introduit est placé dans la région E3, la lignée transcomplémentante n'est pas nécessaire, le vecteur recombinant conservant tout pouvoir de réplication autonome. The development of these adenoviral vectors started in 1977 with the establishment of a complementation cell line (helper cell) which contains the genes essential for viral replication (11% of the genome of human adenovirus type 5, mainly ElA and E1B genes, human kidney embryonic line, 293, GRAHAM, FL et al., 1977, J. Gen. Virol., 36, 59-72). The recombinant adenoviruses obtained, such as the recombinant retroviruses obtained from transcomplementing lines (Isolde type in avian, see Nigon, Verdier, Associated CNRS-TNRA, Lyon-Villeurbanne) are incapable of reproducing by themselves, but are capable infect the target cells and synthesize there the heterologous protein, coded by the gene introduced in place of El. If the introduced gene is placed in the E3 region, the transcomplementing line is not necessary, the recombinant vector retaining all autonomous replication power.
Par partie non essentielle du génome de l'adénovirus aviaire CELO dans laquelle peut être insérée une séquence codant pour un polypeptide hétérologue, on entend particulièrement les régions du génome dans lesquelles cette insertion n'empêche pas la réplication dudit adénovirus recombinant. Les régions du génome qui après délétion n'empêchent pas la réplication dudit adénovirus recombinant sont également des parties non essentielles du génome. Parmi ces parties non essentielles du génome, on préfère les zones dénommées zones intergéniques non codantes, qui sont naturellement silencieuses d'un point de vue transcriptionnel et où l'insertion d'une séquence d'ADN hétérologue, ne perturbe pas la transcription de l'un ou l'autre des deux brins de l'ADN génomique. The term “non-essential part of the genome of the avian adelovirus CELO into which a sequence coding for a heterologous polypeptide can be inserted, is meant in particular the regions of the genome in which this insertion does not prevent the replication of said recombinant adenovirus. The regions of the genome which after deletion do not prevent the replication of said recombinant adenovirus are also non-essential parts of the genome. Among these nonessential parts of the genome, we prefer the areas called non-coding intergene areas, which are naturally silent from a transcriptional point of view and where the insertion of a heterologous DNA sequence does not disturb the transcription of l either of the two strands of genomic DNA.
La délétion de ces zones intergéniques non codantes n'affecte pas non plus la réplication dudit adénovirus recombinant.The deletion of these non-coding intergenic zones does not affect the replication of said recombinant adenovirus either.
Par parties essentielles du génome de l'adénovirus aviaire CELO, on entend les parties dudit génome constituées d'au moins une partie strictement essentielle dudit génome et pouvant comporter en outre une ou plusieurs parties non essentielles dudit génome. On entend par partie strictement essentielle dudit génome une partie dans laquelle l'insertion d'une séquence d'ADN hétérologue perturbe la transcription de l'un ou l'autre des deux brins de l'ADN génomique, ne permettant plus la réplication autonome dudit adénovirus recombinant. Par partie strictement essentielle dudit génome, on entend également les parties qui sont indispensables à la réplication autonome dudit adénovirus, la délétion de l'une au moins desdites parties strictement essentielles empêchant la réplication autonome dudit adénovirus recombinant. Ces parties non essentielles et essentielles dont la découverte est la base de la présente invention sont décrites dans les exemples de la présente description. The term “essential parts of the genome of the avian adelovirus CELO” means the parts of said genome consisting of at least one strictly essential part of said genome and which can also comprise one or more non-essential parts of said genome. By strictly essential part of said genome is meant a part in which the insertion of a heterologous DNA sequence disturbs the transcription of one or other of the two strands of genomic DNA, no longer allowing the autonomous replication of said recombinant adenovirus. By strictly essential part of said genome is also meant the parts which are essential for the autonomous replication of said adenovirus, the deletion of at least one of said strictly essential parts preventing the autonomous replication of said recombinant adenovirus. These nonessential and essential parts, the discovery of which is the basis of the present invention, are described in the examples of the present description.
Par polypeptide hétérologue, on entend tout polypeptide ou toute protéine, polypeptide et protéine ayant la même signification dans la présente description, non exprimée naturellement par l'adénovirus aviaire CELO ou tout polypeptide dont la séquence nucléique codante n'est pas incluse dans le génome dudit adénovirus. The term “heterologous polypeptide” means any polypeptide or any protein, polypeptide and protein having the same meaning in the present description, not expressed naturally by the avian adenovirus CELO or any polypeptide whose coding nucleic sequence is not included in the genome of said adenovirus.
Parmi les polypeptides hétérologues d'intérêt dont la séquence nucléique peut être incorporée dans les parties non essentielles du génome de l'adénovirus aviaire CELO, on peut citer:
a) Les polypeptides antigéniques
Les polypeptides antigéniques sont les polypeptides correspondant à des déterminants antigéniques d'organismes contre lesquels il est désirable de générer une immunité par médiation cellulaire ou par la production d'anticorps. Les déterminants antigéniques sont de préférence les déterminants antigéniques d'agent infectieux, de type viral ou autres, et qui sont responsables de maladies infectieuses chez les animaux et notamment chez les espèces aviaires comme par exemple la maladie de Marek, les bronchites infectieuses, la larynchotrachéite, le gumboro, la maladie de Newcastle, les infections à mycoplasmes, l'anémie du poulet, l'encéphalomyélite aviaire, l'influenza aviaire ou la maladie de la bourse de Fabricus d'origine virale Gumboro. I1 est possible également d'utiliser l'adénovirus aviaire CELO recombinant comme vecteur vaccinant pour les mammifères en substituant les fibres originelles (MICHAEL, S.I., 1995, Gene
Therapie, 660-668).Among the heterologous polypeptides of interest whose nucleic sequence can be incorporated into the nonessential parts of the genome of the avian adelovirus CELO, there may be mentioned:
a) Antigenic polypeptides
Antigenic polypeptides are polypeptides corresponding to antigenic determinants of organisms against which it is desirable to generate immunity by cell mediation or by the production of antibodies. The antigenic determinants are preferably the antigenic determinants of an infectious agent, of the viral type or others, and which are responsible for infectious diseases in animals and in particular in avian species such as Marek's disease, infectious bronchitis, larynchotracheitis , gumboro, Newcastle disease, mycoplasma infections, chicken anemia, avian encephalomyelitis, avian influenza or Gumboro viral Fabricus bursa disease. It is also possible to use the recombinant CELO avian adenovirus as a vaccine vector for mammals by substituting the original fibers (MICHAEL, SI, 1995, Gene
Therapy, 660-668).
Parmi ces agents infectieux, on préfère particulièrement les agents infectieux responsables de la maladie de Marek, des bronchites infectieuses, de la larynchotrachéite, du gumboro ou de la maladie de Newcastle. Among these infectious agents, particular preference is given to the infectious agents responsible for Marek's disease, infectious bronchitis, larynchotracheitis, gumboro or Newcastle disease.
La présente invention comprend également les méthodes selon l'invention dans lesquelles la séquence d'ADN codant pour un polypeptide hétérologue d'intérêt résulte de la combinaison de plusieurs séquences d'ADN codant chacune pour un polypeptide hétérologue d'intérêt. The present invention also includes the methods according to the invention in which the DNA sequence coding for a heterologous polypeptide of interest results from the combination of several DNA sequences each coding for a heterologous polypeptide of interest.
Il est bien entendu que la présente invention comprend également les méthodes selon l'invention dans lesquelles on insert plusieurs séquences d'ADN codant chacune pour un polypeptide hétérologue d'intérêt.
b) Les polypeptides intervenant dans le métabolisme
Sous un autre aspect, l'invention vise également à produire in vivo, notamment dans la volaille, des facteurs polypeptidiques intervenant dans le métabolisme de l'animal infecté par l'adénovirus aviaire CELO recombinant. Parmi ces polypeptides d'intérêt, on peut citer par exemple les polypeptides impliqués dans le métabolisme des graisses tels que A9 désaturase, l'acétyl coA carboxylase, la lipase, etc., les hormones de croissance ou leur facteur inducteur (comme le GRF) ou des immunopotentiateurs comme les cytokines, les interleukines, etc..It is understood that the present invention also comprises the methods according to the invention in which several DNA sequences are inserted, each coding for a heterologous polypeptide of interest.
b) The polypeptides involved in metabolism
In another aspect, the invention also aims to produce in vivo, in particular in poultry, polypeptide factors involved in the metabolism of the animal infected by the recombinant avian adelovirus CELO. Among these polypeptides of interest, mention may, for example, be made of the polypeptides involved in the metabolism of fats such as A9 desaturase, acetyl coA carboxylase, lipase, etc., growth hormones or their inducing factor (such as GRF). or immunopotentiators such as cytokines, interleukins, etc.
Dans le cadre de la présente invention, le polypeptide d'intérêt peut être un polypeptide intracellulaire, membranaire présent à lasurface de la cellule hôte ou secrété hors de la cellule hôte. Sa séquence d'acide nucléique peut donc comprendre en outre des éléments additionnels appropriés comme, par exemple, une séquence codant pour un signal de sécrétion, ces signaux étant connus de l'homme de l'art. In the context of the present invention, the polypeptide of interest can be an intracellular, membrane polypeptide present on the surface of the host cell or secreted outside the host cell. Its nucleic acid sequence can therefore also comprise appropriate additional elements such as, for example, a sequence coding for a secretion signal, these signals being known to those skilled in the art.
L'invention vise en outre l'utilisation de l'adénovirus aviaire CELO recombinant comme vecteur d'expression de protéine hétérologue dans le cadre de traitement par thérapie génique appliqué à l'homme, l'adénovirus aviaire CELO recombinant étant en effet très peu susceptible de se recombiner avec les adénovirus humains habituellement utilisés. Parmi les polypeptides d'intérêt pouvant être exprimés dans le cadre de traitement par thérapie génique appliqué à l'homme, on préfère tout particulièrement ceux capables d'inhiber ou retarder l'établissement et/ou le développement d'une maladie génétique ou acquise comme par exemple la mucoviscidose, l'hémophilie A ou B, la myopathie de Duchenne ou de Becker, le cancer, le SIDA ou des maladies infectieuses dues à un organisme pathogène. On préfère tout particulièrement les polypeptides d'intérêt suivants
- une cytokine et notamment une interleukine, un interféron, un facteur de nécrose tissulaire et un facteur de croissance et notamment hématopoïétique (G-CSF,
GM-CSF),
- un facteur ou cofacteur impliqué dans la coagulation et notamment le facteur
VIII, le facteur von Willebrand, I'antithrombine III, la protéine C, la thrombine et l'hirudine
- un produit d'expression d'un gène suicide comme la thimidine kinase du virus
HSV (virus de l'herpès) de type 1,
- un activateur ou un inhibiteur de canaux ioniques,
- un polypeptide dont l'abscence, la modification ou la dérégulation de l'expression est responsable d'une maladie génétique, telle que la protéine CFTR, la dystrophine ou minidystrophine, l'insuline, l'ADA (adénosine diaminose), la glucocérébrosidase et la phénylhydroxylase,
- un polypeptide capable d'inhiber l'initiation ou la progression de cancers, tel que les produits d'expression des gènes suppresseurs de tumeurs, par exemple les gènes
P53,
- un polypeptide capable de stimuler une réponse immunitaire ou un anticorps,
- un polypeptide capable d'inhiber une infection virale ou son développement, par exemple les épitopes antigéniques du virus en cause ou des variants altérés de protéines virales susceptibles d'entrer en compétition avec les protéines virales natives.The invention further relates to the use of the recombinant CELO avian adenovirus as a vector for expression of heterologous protein in the context of treatment by gene therapy applied to humans, the recombinant CELO avian adenovirus being in fact very unlikely to recombine with the human adenoviruses usually used. Among the polypeptides of interest which can be expressed in the context of gene therapy treatment applied to humans, very particularly preferred are those capable of inhibiting or delaying the establishment and / or the development of a genetic or acquired disease such as for example cystic fibrosis, hemophilia A or B, Duchenne or Becker's myopathy, cancer, AIDS or infectious diseases caused by a pathogenic organism. The following polypeptides of interest are particularly preferred.
- a cytokine and in particular an interleukin, an interferon, a tissue necrosis factor and a growth factor and in particular hematopoietic (G-CSF,
GM-CSF),
- a factor or cofactor involved in coagulation and in particular the factor
VIII, von Willebrand factor, antithrombin III, protein C, thrombin and hirudin
- an expression product of a suicide gene such as thimidine kinase of the virus
HSV (herpes virus) type 1,
- an ion channel activator or inhibitor,
- a polypeptide whose absence, modification or deregulation of expression is responsible for a genetic disease, such as the CFTR protein, dystrophin or minidystrophin, insulin, ADA (adenosine diaminose), glucocerebrosidase and phenylhydroxylase,
a polypeptide capable of inhibiting the initiation or progression of cancers, such as the expression products of tumor suppressor genes, for example the genes
P53,
- a polypeptide capable of stimulating an immune response or an antibody,
- a polypeptide capable of inhibiting a viral infection or its development, for example the antigenic epitopes of the virus in question or altered variants of viral proteins capable of entering into competition with the native viral proteins.
Par ailleurs, un polypeptide d'intérêt en usage dans la présente invention, peut être également un marqueur de sélection permettant de sélectionner ou d'identifier les cellules hôtes transfectées par un vecteur selon l'invention. On peut citer par exemple le polypeptide codé par le gène néo (néomycine) conférant une résistance à l'antibiotique
G418, par le gène dhfr (dihydrofolate réductase), par le gène CAT (Chloramphenicol
Transférase) ou encore par le gène gpt (xanthine phosphoribosyl).Furthermore, a polypeptide of interest in use in the present invention can also be a selection marker making it possible to select or identify the host cells transfected with a vector according to the invention. Mention may be made, for example, of the polypeptide encoded by the neo gene (neomycin) which confers resistance to the antibiotic.
G418, by the dhfr gene (dihydrofolate reductase), by the CAT gene (Chloramphenicol
Transferase) or by the gpt (xanthine phosphoribosyl) gene.
Par polypeptide d'intérêt, on entend également les polypeptides recombinants d'intérêt industriel ou thérapeutique qui peuvent être préparés soit in vitro par culture de cellules, notamment aviaires, transformées par l'adénovirus CELO recombinant, ou soit in vivo chez l'animal. The term “polypeptide of interest” also means the recombinant polypeptides of industrial or therapeutic interest which can be prepared either in vitro by culture of cells, in particular avian cells, transformed by the recombinant CELO adenovirus, or either in vivo in animals.
Conformément aux buts poursuivis par la présente invention, la séquence nucléique peut coder pour un polypeptide d'intérêt correspondant à tout ou partie d'une protéine native telle que trouvée dans la nature. Il peut également s'agir d'une protéine chimérique, par exemple provenant de la fusion de polypeptides d'origines diverses ou d'un mutant présentant des propriétés biologiques améliorées et/ou modifiées. Un tel mutant peut être obtenu par des techniques de biologie classiques par substitution, délétion et/ou addition d'un ou plusieurs résidus acides aminés. In accordance with the aims pursued by the present invention, the nucleic acid sequence can code for a polypeptide of interest corresponding to all or part of a native protein as found in nature. It may also be a chimeric protein, for example originating from the fusion of polypeptides of various origins or a mutant exhibiting improved and / or modified biological properties. Such a mutant can be obtained by conventional biological techniques by substitution, deletion and / or addition of one or more amino acid residues.
On entend par partie de polypeptide, un fragment biologiquement actif du polypeptide capable d'exercer en totalité ou partiellement l'activité biologique du polypeptide dont il est dérivé. Part of the polypeptide is understood to mean a biologically active fragment of the polypeptide capable of fully or partially exercising the biological activity of the polypeptide from which it is derived.
L'invention concerne également une méthode selon l'invention, caractérisée en ce ladite séquence d'ADN comprend en outre les éléments susceptibles d'assurer l'expression dudit polypeptide hétérologue dans une cellule infectée par ledit adénovirus recombinant. The invention also relates to a method according to the invention, characterized in that said DNA sequence further comprises the elements capable of ensuring the expression of said heterologous polypeptide in a cell infected with said recombinant adenovirus.
La séquence d'ADN codant pour un polypeptide d'intérêt peut être associée à un promoteur ou à une séquence leader dans le but d'exprimer la séquence d'ADN avec la meilleure efficacité possible. Tout promoteur permettant d'exprimer la séquence d'ADN avec efficacité peut etre utilisé. Parmi les promoteurs ou séquences leader préférés, on peut citer ceux des adénovirus humains, du virus SV40, du cytomégalovirus ou des adenovirus aviaires, particulièrement préféré est le promoteur MLP de l'adénovirus aviaire CELO, la séquence leader TPL (ici bipartite : L1 + L3). The DNA sequence encoding a polypeptide of interest can be associated with a promoter or a leader sequence in order to express the DNA sequence with the best possible efficiency. Any promoter which makes it possible to express the DNA sequence efficiently can be used. Among the preferred promoters or leader sequences, mention may be made of those of human adenoviruses, of SV40 virus, of cytomegalovirus or of avian adenoviruses, particularly preferred is the MLP promoter of avian adenovirus CELO, the TPL leader sequence (here bipartite: L1 + L3).
L'invention concerne également des méthodes selon l'invention, caractérisées en ce que la partie non essentielle correspond à une zone intergénique non codante de l'adénovirus aviaire CELO, de préférence ladite partie non essentielle est choisie parmi les sites suivants, repérés en coordonnées numériques (pb) relatives à la séquence publiée de 43 804 pb (CHIOCCA, S. et al.,1996) et telle que définie à la Figure 1:
a) entre 600 et 650,
b) entre750 et 780,
c) entre 3 380 et 3 520,
d) entre 10 160 et 10 260,
e) entre 12 160 et 12 180,
f) entre 21 775 et 21 818,
g) entre 26 650 et 27 060,
h) entre 27 970 et 28 170,
i) entre 30500 et 30510,
j) entre 32 480 et 32 730,
k) entre 33 720 et 33 880, I) entre 36 210 et 36 340,
m) entre 36 640 et 36 740,
n) entre 37 220 et 37 380, o) entre 38 280 et 38 650,
p) entre 42 380 et 43 040.The invention also relates to methods according to the invention, characterized in that the non-essential part corresponds to a non-coding intergenic zone of the avian adenovirus CELO, preferably said non-essential part is chosen from the following sites, identified by coordinates numbers (bp) relating to the published sequence of 43,804 bp (CHIOCCA, S. et al., 1996) and as defined in Figure 1:
a) between 600 and 650,
b) between 750 and 780,
c) between 3,380 and 3,520,
d) between 10,160 and 10,260,
e) between 12,160 and 12,180,
f) between 21,775 and 21,818,
g) between 26,650 and 27,060,
h) between 27,970 and 28,170,
i) between 30500 and 30510,
j) between 32,480 and 32,730,
k) between 33,720 and 33,880, I) between 36,210 and 36,340,
m) between 36,640 and 36,740,
n) between 37,220 and 37,380, o) between 38,280 and 38,650,
p) between 42,380 and 43,040.
L'invention comprend également des méthodes selon l'invention caractérisées en ce qu'elles comportent une étape de délétion d'au moins une partie non essentielle du génome de l'adénovirus aviaire CELO, de préférence ladite partie non essentielle est choisie parmi les parties suivantes, repérées en coordonnées numériques (pb) relatives à la séquence telle que définie à la Figure 1
a) partie comprise entre 1 970 et 2 850,
b) partie comprise entre 1 970 et 3 000,
c) partie comprise entre 3 130 et 3 520,
d) partie comprise entre 33 210 et 33 450.The invention also includes methods according to the invention characterized in that they comprise a step of deletion of at least one non-essential part of the genome of the avian adenovirus CELO, preferably said non-essential part is chosen from among the parts following, identified in numerical coordinates (bp) relative to the sequence as defined in Figure 1
a) part between 1,970 and 2,850,
b) part between 1,970 and 3,000,
c) part between 3 130 and 3 520,
d) part between 33 210 and 33 450.
L'invention comprend également des méthodes selon l'invention caractérisées en ce qu'elles comportent une étape de délétion d'au moins une partie essentielle du génome de l'adénovirus aviaire CELO, de préférence ladite partie essentielle est choisie parmi les parties suivantes, repérées en coordonnées numériques (pb) relatives à la séquence telle que définie à la Figure 1 :
a) partie comprise entre 300 et 5 300,
b) partie comprise entre 10 170 et 11 280,
c) partie comprise entre 15 100 et 17 560,
d) partie comprise entre 15 100 et 21 800,
e) partie comprise entre 16 050 et 17 540,
f) partie comprise entre 16 050 et 21 800,
g) partie comprise entre 16 050 et 23 170,
h) partie comprise entre 17 540 et 21 800,
i) partie comprise entre 21 800 et 23 170,
j) partie comprise entre 23 180 et 27 960,
k) partie comprise entre 23 670 et 27 050,
l) partie comprise entre 24 800 et 27 060,
m) partie comprise entre 27 100 et 31 790,
n) partie comprise entre 28 100 et 31 800,
o) partie comprise entre 35 620 et 36 440. The invention also includes methods according to the invention, characterized in that they comprise a step of deletion of at least one essential part of the genome of the avian adenovirus CELO, preferably said essential part is chosen from the following parts, identified in numerical coordinates (bp) relative to the sequence as defined in Figure 1:
a) part between 300 and 5,300,
b) part between 10 170 and 11 280,
c) part between 15,100 and 17,560,
d) part between 15,100 and 21,800,
e) part between 16,050 and 17,540,
f) part between 16,050 and 21,800,
g) part between 16,050 and 23,170,
h) part between 17,540 and 21,800,
i) part between 21,800 and 23,170,
j) part between 23,180 and 27,960,
k) part between 23,670 and 27,050,
l) part between 24,800 and 27,060,
m) part between 27,100 and 31,790,
n) part between 28,100 and 31,800,
o) part between 35,620 and 36,440.
L'invention concerne également des méthodes selon l'invention, caractérisées en ce que l'étape de délétion conduit à l'obtention d'un adénovirus aviaire CELO recombinant comportant au moins 2 séquences d'acide nucléique codant pour un ITR et une séquence d'acide nucléique codant pour un signal d'encapsidation T. The invention also relates to methods according to the invention, characterized in that the deletion step leads to the production of a recombinant CELO avian adenovirus comprising at least 2 nucleic acid sequences coding for an ITR and a sequence d nucleic acid coding for a T packaging signal
La préparation de tels vecteurs, basée en particulier sur la localisation des signaux d'encapsidation de l'adénovirus aviaire CELO, permet de générer des vecteurs à grande capacité d'incorporation d'ADN hétérologue, plus sûrs et à immunogénicité réduite. De tels vecteurs sont notamment préférés comme vecteur de transfert de gène hétérologue dans des cellules de mammifère dans le cadre de traitement par thérapie génique. Le principe d'obtention de tels vecteurs est connu de l'homme de l'art (PARKS, R.J. et al., 1996, PNAS, 93, 13565-13570, WANG, P. et al., 1995, Somatic Cell and Mol. Gen., 21, 6, 429-441). Le principe repose sur la Cre-recombinase qui reconnaît la séquence
LoxP et permet d'exciser tout gène compris entre 2 sites LoxP. Des vecteurs adénovirus défectifs recombinants sont ainsi créés, pouvant être réduits à leur plus simple expression (2 ITR (inverted terminal repeat) et un signal d'encapsidation w), ce qui dans le cas de l'adénovirus aviaire CELO, laisse une place pour environ 43 kb d'ADN exogène.The preparation of such vectors, based in particular on the localization of the packaging signals of the avian adenovirus CELO, makes it possible to generate vectors with high capacity for incorporating heterologous DNA, safer and with reduced immunogenicity. Such vectors are especially preferred as a heterologous gene transfer vector in mammalian cells in the context of treatment by gene therapy. The principle of obtaining such vectors is known to those skilled in the art (PARKS, RJ et al., 1996, PNAS, 93, 13565-13570, WANG, P. et al., 1995, Somatic Cell and Mol Gen. 21, 6, 429-441). The principle is based on Cre-recombinase which recognizes the sequence
LoxP and allows excision of any gene between 2 LoxP sites. Recombinant defective adenovirus vectors are thus created, which can be reduced to their simplest expression (2 ITR (inverted terminal repeat) and an encapsidation signal w), which in the case of the avian adelovirus CELO, leaves room for approximately 43 kb of exogenous DNA.
Le principe est décrit ci-contre. Une lignée LMH (Kawaguchi T., Nomura K.,
Hirayama Y., Kitagawa T. (1987): Establishment and characterization of a chicken hepatocellular carcinoma cell line, LMH. Cancer Research, 47, pp. 4460-4464) est obtenue avec la Cre-recombinase par rétrovirus recombinant classique, le virus assistant ( helper ) possédant de part et d'autre du site d'encapsidation g des séquences LoxP.The principle is described opposite. An LMH line (Kawaguchi T., Nomura K.,
Hirayama Y., Kitagawa T. (1987): Establishment and characterization of a chicken hepatocellular carcinoma cell line, LMH. Cancer Research, 47, pp. 4460-4464) is obtained with Cre-recombinase by conventional recombinant retrovirus, the helper virus having on both sides of the packaging site g LoxP sequences.
Le virion recombinant est ensuite délété du nombre choisi de parties non essentielles et essentielles du génome à l'exception des éléments suivants : les deux ITR terminales et la séquence d'encapsidation (les premières permettant la réplication de l'adénovirus aviaire recombinant et la deuxième séquence permettant l'encapsîdation dudit adénovirus recombinant).The recombinant virion is then deleted from the chosen number of non-essential and essential parts of the genome with the exception of the following elements: the two terminal ITRs and the packaging sequence (the first allowing replication of the recombinant avian adenovirus and the second sequence allowing the encapsulation of said recombinant adenovirus).
La présence de deux sites LoxP de part et d'autre de la séquence d'encapsidation dans le virus assistant l'empêche d'être encapsidé dans la lignée transcomplémentante
LMH/Cre-recombinase. Le virus assistant est, en dehors des sites LoxP, identique à l'adénovirus sauvage CELO.The presence of two LoxP sites on either side of the packaging sequence in the helper virus prevents it from being packaged in the transcomplementing line
LMH / Cre-recombinase. The helper virus is, apart from the LoxP sites, identical to the wild-type adelovirus CELO.
De telles constructions sont obtenues avec le plasmide ppoly II/extrémités CELO (Figures 2, 3 et 4), ainsi qu'avec le plasmide CELO/rec. Such constructions are obtained with the ppoly II plasmid / CELO ends (Figures 2, 3 and 4), as well as with the CELO / rec plasmid.
Les lignées de cellules transcomplémentantes nécessaires à la réplication d'adénovirus aviaires CELO défectifs, obtenues par les méthodes de préparation selon l'invention, permettent de construire des virus assistants recombinants plus sûrs. The transcomplementing cell lines necessary for the replication of defective CELO avian adenoviruses, obtained by the preparation methods according to the invention, make it possible to construct safer recombinant helper viruses.
Par ce biais, il est possible d'envisager de produire un adénovirus aviaire CELO recombinant porteur de gènes à intérêt vaccinant, dans une configuration identique aux gènes sauvages . promoteurs, leaders, épissages, etc., afin d'avoir une efficacité maximale. In this way, it is possible to envisage producing a recombinant avian adelovirus CELO carrying genes of vaccine interest, in a configuration identical to wild genes. promoters, leaders, splices, etc., in order to have maximum efficiency.
L'invention a également pour objet des méthodes selon l'invention, caractérisées en ce que la séquence d'ADN code pour un polypeptide d'intérêt, de préférence un polypeptide antigénique correspondant à un déterminant antigénique d'agent infectieux responsable de maladies infectieuses chez les animaux, notamment chez les espèces aviaires. The invention also relates to methods according to the invention, characterized in that the DNA sequence codes for a polypeptide of interest, preferably an antigenic polypeptide corresponding to an antigenic determinant of an infectious agent responsible for infectious diseases in animals, especially in avian species.
Parmi les maladies infectieuses, on préfère la maladie de Marek, la bronchite infectieuse, la larynchotrachéite, le gumboro ou la maladie de Newcastle. Among the infectious diseases, Marek's disease, infectious bronchitis, larynchotracheitis, gumboro or Newcastle disease are preferred.
L'invention comprend également des méthodes selon l'invention, caractérisées en ce que le polypeptide d'intérêt est un polypeptide intervenant dans le métabolisme animal, de préférence aviaire, ou humain. The invention also includes methods according to the invention, characterized in that the polypeptide of interest is a polypeptide intervening in animal, preferably avian, or human metabolism.
Font également partie de l'invention, les vecteurs, caractérisés en ce qu'ils comprennent un adénovirus aviaire CELO recombinant obtenu par une méthode selon l'invention. Also forming part of the invention are the vectors, characterized in that they comprise a recombinant CELO avian adenovirus obtained by a method according to the invention.
L'invention concerne également des vaccins caractérisés en ce qu'ils contiennent un vecteur selon l'invention, notamment des vaccins pour la protection d'espèces aviaires contre les maladies infectieuses. The invention also relates to vaccines characterized in that they contain a vector according to the invention, in particular vaccines for the protection of avian species against infectious diseases.
Un vaccin selon l'invention peut être fabriqué de manière conventionnelle. En particulier, on associe une quantité thérapeutiquement efficace d'un tel vecteur à un support, un diluant ou un adjuvant acceptable. Il peut être administré selon n'importe quelle voie d'administration et ceci en dose unique ou répétée après un certain délai d'intervalle. La nébulisation, la pulvérisation par aérosol ou l'administration par l'intermédiaire d'aliments solides ou liquides, sont les modes d'administration préférés, en particulier pour les espèces aviaires La quantité à administrer sera choisie en fonction de certains critères, en particulier la voie d'administration, I'animal, le type de maladie à traiter et son état d'évolution, la durée du traitement, etc.. A titre indicatif, un vaccin selon l'invention, comprend entre 1011 et 1014 de particules adénovirales/ml, de préférence, entre 109 et 1012 pfu/ml (plaque forming unit). A vaccine according to the invention can be manufactured in a conventional manner. In particular, a therapeutically effective amount of such a vector is associated with an acceptable support, diluent or adjuvant. It can be administered by any route of administration and this in a single or repeated dose after a certain period of interval. Nebulization, aerosol spraying or administration via solid or liquid food are the preferred modes of administration, in particular for avian species. The amount to be administered will be chosen according to certain criteria, in particular. the route of administration, the animal, the type of disease to be treated and its state of evolution, the duration of the treatment, etc. As a guide, a vaccine according to the invention comprises between 1011 and 1014 of adenoviral particles / ml, preferably between 109 and 1012 pfu / ml (plate forming unit).
L'invention concerne également des cellules transformées par un vecteur selon l'invention. Parmi lesdites cellules, on préfère les cellules caractérisées en ce qu'elles sont des cellules eucaryotes permettant la réplication d'un adénovirus aviaire CELO recombinant défectif. The invention also relates to cells transformed with a vector according to the invention. Among said cells, cells characterized in that they are eukaryotic cells allowing replication of a defective recombinant avian CELO avian adenovirus are preferred.
Les cellules eucaryotes permettant la réplication d'un adénovirus aviaire CELO recombinant défectif, c'est-à-dire incapable, normalement, de se répliquer, sont appelées cellules transcomplémentantes. Ces cellules permettent d'obtenir des titres suffisamment élevés d'adénovirus aviaire CELO recombinant défectif ayant intégré l'ADN codant pour le polypeptide hétérologue d'intérêt. Les méthodes d'obtention de telles cellules transcomplémentantes sont connues de l'homme de l'art et sont basées notamment sur la connaissance des parties essentielles et non essentielles du génome du virus que l'on veut répliquer. The eukaryotic cells allowing the replication of a defective recombinant avian adelovirus CELO, that is to say normally incapable of replicating, are called transcomplementing cells. These cells make it possible to obtain sufficiently high titers of defective recombinant avian CELO adenovirus having integrated the DNA coding for the heterologous polypeptide of interest. The methods for obtaining such transcomplementing cells are known to those skilled in the art and are based in particular on knowledge of the essential and non-essential parts of the genome of the virus which it is desired to replicate.
L'adénovirus recombinant défectif est un vecteur susceptible de déclencher une première réaction immunitaire en cas d'entrée dans la cellule cible, sans possibilité d'atteindre d'autres cellules voisines. Le vecteur est inoffensif, car plus ou moins délété, et incapable de dissémination dans l'animal et entre animaux. En plus de l'innocuité de cet OGM (organisme génétiquement modifié), on peut libérer de plus en plus de place, voire la totalité des gènes du virus pour apporter un maximum d'informations exogènes ( gutless virus , virus déboyauté et Cre-recombinase). C'est un avantage qui peut compenser très largement les inconvénients liés à la non réplication autonome. De plus, en vaccination, l'efficacité de la première prise vaccinale est essentielle mais il n'est pas forcément nécessaire de multiplier les injections. The defective recombinant adenovirus is a vector capable of triggering an initial immune reaction when it enters the target cell, without the possibility of reaching other neighboring cells. The vector is harmless, since it is more or less deleted, and incapable of dissemination in animals and between animals. In addition to the harmlessness of this GMO (genetically modified organism), more and more space can be freed, even all of the virus genes to provide maximum exogenous information (gutless virus, disoyoyed virus and Cre-recombinase ). This is an advantage that can more than offset the disadvantages of non-autonomous replication. In addition, in vaccination, the effectiveness of the first vaccination is essential, but it is not necessarily necessary to increase the number of injections.
Parmi les cellules eucaryotes permettant la réplication d'un adénovirus aviaire
CELO recombinant défectif, on préfère les lignées cellulaires transcomplémentantes d'origine aviaire, type LMH ou QT6 (ATCC CRL 1708-fibrosarcoma-Moscovici et al.Among eukaryotic cells allowing the replication of an avian adenovirus
Defective recombinant CELO, transcomplementing cell lines of avian origin, type LMH or QT6 are preferred (ATCC CRL 1708-fibrosarcoma-Moscovici et al.
1977).1977).
On préfère également les lignées cellulaires transcomplémentantes d'origine aviaire telle que la lignée LMH ou QT6 ou celles dont l'immortalisation est faite à la base par l'antigène T de SV40 (Institut Mérieux). De telles lignées cellulaires transcomplémentantes d'origine aviaire nécessitent de préférence l'utilisation de rétrovirus aviaires permettant d'obtenir des lignées aviaires CELOtranscomplémentantes. Preference is also given to transcomplementing cell lines of avian origin such as the LMH or QT6 line or those whose immortalization is made at the base by the T antigen of SV40 (Institut Mérieux). Such transcomplementing cell lines of avian origin preferably require the use of avian retroviruses making it possible to obtain avian CELOtranscomplementing lines.
Les rétrovirus aviaires peuvent porter de 3 à 7 kb d'ADN exogène. Ces rétrovirus infectent facilement les lignées LMH (portant éventuellement le récepteur des rétrovirus aviaires pour faciliter leur infectabilité) et s'intègrent dans le génome de la cellule hôte. Les cellules transcomplémentantes sont obtenues rapidement puis sélectionnées sur leur efficacité à produire les gènes de l'adénovirus aviaire CELO. Avian retroviruses can carry 3 to 7 kb of exogenous DNA. These retroviruses easily infect LMH lines (possibly carrying the avian retrovirus receptor to facilitate their infectability) and integrate into the genome of the host cell. Transcomplementing cells are obtained quickly and then selected for their efficiency in producing the genes of the avian adenovirus CELO.
L'invention comprend de plus des procédés de préparation in vivo d'un polypeptide d'intérêt recombinant, caractérisés en ce qu'ils mettent en oeuvre l'infection d'un animal par un vecteur selon l'invention, vecteur dont ladite séquence d'ADN insérée code pour ledit polypeptide d'intérêt. The invention furthermore comprises methods for the in vivo preparation of a polypeptide of recombinant interest, characterized in that they involve the infection of an animal by a vector according to the invention, vector of which said sequence d DNA inserted codes for said polypeptide of interest.
L'invention concerne enfin des procédés de préparation d'un polypeptide d'intérêt recombinant, caractérisés en ce qu'ils mettent en oeuvre la culture de cellules selon l'invention. The invention finally relates to methods for preparing a recombinant polypeptide of interest, characterized in that they implement the culture of cells according to the invention.
Les techniques de transformation in vivo ou in vitro de cellules à partir de vecteurs adénovirus recombinants visant à préparer des polypeptides recombinants, sont bien connues de l'homme de l'art et ne seront pas décrites. Techniques for in vivo or in vitro transformation of cells from recombinant adenovirus vectors aimed at preparing recombinant polypeptides are well known to those skilled in the art and will not be described.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent dans la suite de la description avec les exemples et les figures dont les légendes sont représentées ciaprès. Other characteristics and advantages of the invention appear in the following description with the examples and the figures, the legends of which are shown below.
Légendes des figures Figure 1: séquence nucléotidique complète du génome viral CELO, Figure 2 : construction du plasmide ppoly II /extrémités CELO; . Figure 3 : construction du plasmide ppoly II/CELO recombinant par recombinaison
homologue entre l'ADN total du virus CELO et la plasmide ppoly II/extrémités
CELO; . Figure 4 : plasmide ppoly II :CELO recombinant avec ses 4 fragments constitutifs A, B, CetD; . Figure 5 : sites potentiels d'insertion ou de délétion sur le génome viral de
l'adénovirus aviaire CELO, . Figure 6 : principe de recombinaison homologue entre deux plasmides pour la
création d'adénovirus CELO recombinants; . Figure 7 : les quatre plasmides A, B, C et D représentant la totalité du génome du
CELO et permettant la construction de recombinants (délétés et/ou par insertion) par
sous clonages successifs; . Figure 8 : schéma des quatre plasmides A, B, C et D ainsi que du plasmide ppoly
Il/CELO recombinant porteur de la totalité du génome viral CELO; Figure 9 : création de lignées transcomplémentantes pour les gènes tardifs du CELO . Figure 10: utilisation des lignées transcomplémentantes pour la fabrication de virus
CELO recombinants vaccinants; . Figure 11: création de CELO gutless recombinant par le biais de la CRE
recombinase.Legends of the figures Figure 1: complete nucleotide sequence of the CELO viral genome, Figure 2: construction of the ppoly II plasmid / CELO ends; . Figure 3: Construction of the recombinant ppoly II / CELO plasmid by recombination
homolog between the total DNA of the CELO virus and the ppoly II plasmid / ends
CELO; . Figure 4: ppoly II plasmid: CELO recombinant with its 4 constituent fragments A, B, CetD; . Figure 5: potential sites of insertion or deletion on the viral genome of
the CELO avian adenovirus,. Figure 6: principle of homologous recombination between two plasmids for the
creation of recombinant CELO adenoviruses; . Figure 7: the four plasmids A, B, C and D representing the entire genome of the
CELO and allowing the construction of recombinants (deleted and / or by insertion) by
under successive cloning; . Figure 8: diagram of the four plasmids A, B, C and D as well as the ppoly plasmid
It / recombinant CELO carrying the entire CELO viral genome; Figure 9: creation of transcomplementing lines for late CELO genes. Figure 10: Use of transcomplementing lines for the manufacture of viruses
CELO recombinant vaccines; . Figure 11: creation of recombinant gutless CELO through CRE
recombinase.
EXEMPLES
Matériel et méthodes
Cultures cellulaires et infections
Des cellules embryonnaires de reins de poulet (embryons EOPS) de 19 jours sont cultivées en 2. cultivées en flasques de 75 cm2 à raison de 106 cellules/ml dans 20 ml de milieux BHK21/5 % SVF (sérum de veau foétale) à 37 "C et 2 % CO2.EXAMPLES
Material and methods
Cell cultures and infections
Chicken kidney embryo cells (EOPS embryos) of 19 days are cultured in 2. cultured in 75 cm 2 flasks at the rate of 106 cells / ml in 20 ml of BHK21 / 5% FCS medium (fetal calf serum) at 37 "C and 2% CO2.
Un jour après, les cellules sont lavées et infectées à 20 pfu 5PLAGES
FORMANT DES UNIT2SO par cellule dans un volume minimal (= 4 ml) pendant 1 heure à 37"C CO2 2 %. Le milieu est ensuite ajusté à 20 ml.A day later, the cells are washed and infected with 20 pfu 5PLAGES
FORMING UNIT2SO per cell in a minimum volume (= 4 ml) for 1 hour at 37 "C 2% CO2. The medium is then adjusted to 20 ml.
Extraction des ARNs totaux
Le protocole RNAnow avec phénol de Biogentex a été suivi. Le RNAnow est utilisé à raison de 1 ml / 10 cm2 (ou 1 à 5 106 cellules). L'homogénat est couplé à 0,2 volume de chloroforme. Les ARNs sont précipités en présence d'isopropanol (V/V) puis lavés à l'éthanol 70 % et repris dans un Tris-EDTA 10:0,1 (RNAse free). Chaque extraction est suivie d'une analyse sur gel d'agarose de la qualité des ARNs.Extraction of total RNAs
The RNAnow protocol with phenol from Biogentex was followed. RNAnow is used at a rate of 1 ml / 10 cm2 (or 1 to 5,106 cells). The homogenate is coupled to 0.2 volumes of chloroform. The RNAs are precipitated in the presence of isopropanol (V / V) then washed with 70% ethanol and taken up in Tris-EDTA 10: 0.1 (RNAse free). Each extraction is followed by an analysis on agarose gel of the quality of the RNAs.
Construction des banques d'ADNc
La première banque est construite dans le plasmide pSPORTl à partir du kit
SuperScript Plasmid System for cDNA synthesis and plasmid cloning de Life
Technologies. Les ADNc avec des amorces oligo(dT) associées à des primersadaptateurs avec quatre sites de restriction SpeI,XbaI, NruI, NotI, en présence de
SuperScript II RT ont été synthétisés. Le deuxième brin est synthétisé au moyen du cocktail E. coli DNApol + RNAse H + DNA ligase à 16"C. Un adaptateur SalI est fixé aux extrémités après traitement à la T4 DNApol. Les ADNc sont ensuite digérés par
NotI et sous clonés dans SPORT1 par SalI/NotI.Construction of cDNA libraries
The first library is constructed in the plasmid pSPORTl from the kit
Life's SuperScript Plasmid System for cDNA synthesis and plasmid cloning
Technologies. CDNAs with oligo primers (dT) associated with primersaptors with four restriction sites SpeI, XbaI, NruI, NotI, in the presence of
SuperScript II RT have been synthesized. The second strand is synthesized using the E. coli DNApol + RNAse H + DNA ligase cocktail at 16 "C. A SalI adapter is attached to the ends after treatment with T4 DNApol. The cDNAs are then digested by
NotI and subcloned into SPORT1 by SalI / NotI.
La deuxième banque est construite dans le plasmide pBluescript BS/KS+ (Stratagène). Le premier brin est synthétisé en présence d'amorces oligo(dT)1 5 et d'hexanucléotides. Le deuxième brin est réalisé selon le protocole précédent. Un adaptateur de EcoRi/NotI est fixé aux extrémités des ADNc qui sont ensuite sous clonés dans pBS/KS+ sans orientation. The second library is constructed in the plasmid pBluescript BS / KS + (Stratagene). The first strand is synthesized in the presence of oligo (dT) primers 15 and hexanucleotides. The second strand is made according to the previous protocol. An EcoRi / NotI adapter is attached to the ends of the cDNAs which are then subcloned into pBS / KS + without orientation.
Les plasmides sont ensuite amplifiés dans des bactéries XL1 Blue compétentes. The plasmids are then amplified in competent XL1 Blue bacteria.
Criblage des banques
Le Kit DIG high Prime DNA labeling and detection starter kit II de Boehringer a été utilisé pour détecter les clones positifs dans XLlblue. La sonde a été réalisée par marquage d'ADN CELO total digéré par Hind III ou SalI avec du digoxige-nine-dUTP.Screening of banks
Boehringer's DIG high Prime DNA labeling and detection starter kit II was used to detect positive clones in XLlblue. The probe was produced by labeling total CELO DNA digested with Hind III or SalI with digoxige-nine-dUTP.
Les clones sont transférés et fixés sur membranes de nylon spéciales pour colonies (Boehringer). Les étapes d'hybridation et de détection sont effectuées dans les conditions décrites par le fabricant. L'hybridation est faite dans un tampon 50 % formamide à une température de 42"C sur une nuit. La révélation se fait par chemiluminiscence. Les clones repérés positifs sur les autoradiographies sont recriblés une deuxième fois. Les troubles positifs sont amplifiés puis séquencés.The clones are transferred and fixed on special nylon membranes for colonies (Boehringer). The hybridization and detection steps are carried out under the conditions described by the manufacturer. The hybridization is done in a 50% formamide buffer at a temperature of 42 "C. overnight. The revelation is made by chemiluminiscence. The clones identified positive on the autoradiographs are re-screened a second time. The positive disorders are amplified then sequenced.
Analyse des séquences
Les séquences nucléiques sont analysées à partir du logiciel MacDNASIS version 3.5 Hitachi Software par comparaison avec la séquence du CELO (Chiocca, 1996, u46933) représentée à la Figure 1.Sequence analysis
The nucleic sequences are analyzed using MacDNASIS version 3.5 Hitachi Software by comparison with the sequence of CELO (Chiocca, 1996, u46933) shown in Figure 1.
Cinétique par RT-PCR (transcriptase reverse et PCR)
On effectue une ARN-PCR avec un traitement préalable à la DNase I. Dans un premier temps, les ADNc sont synthétisés dans une réaction de 20 ,ul (Huang, 1996) contenant pour 1 ,ug d'ARN:1 x PCR buffer II (Boehringer), 5 mM MgCl2, 1 mM dNTP mix, 1U DNAseI 20U RNase inhibiteur, 2,5 UM oligo(dt)15, 1 I1M hexanucléotides. La réaction de DNAseI est placée 2 heures à 37"C puis 5 minutes à 75"C pour détruire l'enzyme. Un microlitre de 50U/ll murine leukemia virus (MuLV) reverse transcriptase est ajouté suivi d'un cycle de 42"C pendant 30 minutes de RT, de 5 minutes à 90"C et d'un retour à 4"C. Dans les contrôles négatifs la reverse transcriptase est remplacée par 2 Ill d'H20 RNase free. Deux microlitres de ce stock dilué au 1:30 sont ajoutés à 23 pl de réaction PCR, pour un volume final de 25 ,ul contenant:1 x PCR buffer II, 2 mM MgC12, 25 pmol de chaque primer, 1 mM dNTP mix, et 0,5U Taq polymérase (Boehringer). Les conditions d'amplification varient en fonction des amorces choisies. Le nombre de cycles varie entre 25 et 34.Kinetics by RT-PCR (reverse transcriptase and PCR)
An RNA-PCR is carried out with a treatment prior to DNase I. First, the cDNAs are synthesized in a reaction of 20 μl (Huang, 1996) containing for 1 μg of RNA: 1 x PCR buffer II (Boehringer), 5 mM MgCl2, 1 mM dNTP mix, 1U DNAseI 20U RNase inhibitor, 2.5 UM oligo (dt) 15, 1 I1M hexanucleotides. The DNAseI reaction is placed for 2 hours at 37 "C and then 5 minutes at 75" C to destroy the enzyme. A microliter of 50U / ll murine leukemia virus (MuLV) reverse transcriptase is added followed by a cycle of 42 "C for 30 minutes of RT, 5 minutes at 90" C and a return to 4 "C. negative controls the reverse transcriptase is replaced by 2 μl of H2O RNase free. Two microliters of this stock diluted at 1:30 are added to 23 μl of PCR reaction, for a final volume of 25 μl containing: 1 x PCR buffer II , 2 mM MgC12, 25 pmol of each primer, 1 mM dNTP mix, and 0.5U Taq polymerase (Boehringer) The amplification conditions vary according to the primers chosen.The number of cycles varies between 25 and 34.
5' race
Le kit Marathon cDNA amplification de Clontech a été utilisé. Dans un premier temps, des ADNc simples brins à partir d' 1 ,ug d'ARN extraits de cellules infectées ont été réalisés. Des amorces oligo(dT)15 liguées à un adaptateur EcoRi-NotI et la reverse transcriptase MuLV ont été utilisées. Après la synthèse du deuxième brin les ADNc sont rendus à bouts francs au moyen de la T4DBA polymérase. Un adaptateur NotI-SfrI
XmaI spécifique est fixé aux extrémités. Des amplifications ont ensuite été effectuées par
PCR (réaction en chaîne à la polymérase) avec une amorce sens AP 1 spécifique de cet adaptateur et une amorce antisens choisie en 5' de nos ORFs (généralement dans la région de l'ATG). Les produits d'amplification sont ensuite séquencés et analysés sur
MacDNasis.5 'race
The Clontech Marathon cDNA amplification kit was used. First, single-stranded cDNAs from 1 .mu.g of RNA extracted from infected cells were produced. Oligo (dT) primers ligated to an EcoRi-NotI adapter and MuLV reverse transcriptase were used. After the synthesis of the second strand, the cDNAs are made blunt-ended by means of T4DBA polymerase. A NotI-SfrI adapter
Specific XmaI is attached to the ends. Amplifications were then carried out by
PCR (polymerase chain reaction) with an AP 1 sense primer specific for this adapter and an antisense primer chosen 5 'from our ORFs (generally in the ATG region). The amplification products are then sequenced and analyzed on
MacDNasis.
Exemple 1
L'ADN génomique de l'adénovirus aviaire CELO (sérotype 1), virus à ADN double brin, est séquencé entièrement (cf. Figure 1). L'ADN est obtenu après culture sur des oeufs S.P.F. (exempts de pathogène spécifique) embryonnés et récoltés quelques jours après infection de liquide allantoïdien. Il est purifié par les protocoles classiques de purification de virus. Environ 300 llg d'ADN viral (soit environ 150 oeufs embryonnaires infectés) sont isolés pour un litre de liquide allantoïdien infecté. L'ADN de l'adénovîrus aviaire CELO (sérotype 1) comporte ainsi 43 804 pb et code pour au moins une quarantaine de gènes. Example 1
The genomic DNA of the avian adenovirus CELO (serotype 1), a double-stranded DNA virus, is completely sequenced (cf. FIG. 1). The DNA is obtained after culture on embryonic SPF (free of specific pathogen) eggs and harvested a few days after infection with allantoic fluid. It is purified by conventional virus purification protocols. Approximately 300 μg of viral DNA (approximately 150 infected embryonic eggs) are isolated for one liter of infected allantoic fluid. The DNA of the CELO avian adenovirus (serotype 1) thus comprises 43,804 bp and codes for at least forty genes.
La transcription de son génome est étudiée de façon détaillée. Pour cela, on utilise un modèle de culture cellulaire infectée in vitro par l'adénovirus aviaire CELO (cellules embryonnaires de reins de poulet S.P.F.). Les ARNs messagers produits par ces cellules infectées sont extraits à divers temps post-infection et employés à la constitution de banques d'ADNc. Le criblage est ensuite effectué au moyen d'un kit d'hybridation à la digoxygénine. Dans ces conditions, il est établi un modèle transcriptionnel pour l'adénovirus aviaire CELO. The transcription of its genome is studied in detail. For this, a cell culture model infected in vitro with the avian adenovirus CELO (embryonic chicken kidney cells S.P.F.) is used. The messenger RNAs produced by these infected cells are extracted at various post-infection times and used to build cDNA libraries. The screening is then carried out using a digoxygenin hybridization kit. Under these conditions, a transcriptional model is established for the avian adenovirus CELO.
Les diverses zones promotrices ont été localisées, principalement pour les gènes
ORF1, ORF2 (promoteur situé vers 350-510), poules gènes tardifs avec le promoteur majeur tardif (major late promoter : MLP, situé vers 7 310 - 7 520) et ses deux leaders L1 et L3 (situés respectivement à 7 533 - 7 545 (22 pb) ; et 11 285 - 1 1 413 (129 pb), pour le gène ORF22 (promoteur vers 43 400 - 43 700), pour les gènes ORF18 et 19 (promoteur vers 36 460 - 36 770)
La connaissance précise des épissages des ARNs messagers déduite du modèle transcriptionnel permet de localiser les parties non essentielles et essentielles du génome de l'adénovirus aviaire CELO et de prédire les zones d'insertion d'ADN exogène et/ou de délétion d'ADN adénoviral. Cette connaissance précise permet d'établir les méthodes de préparation de vecteurs adénoviraux aviaires recombinants suivantes
A) Insertions, adénovirus aviaire CELO recombinant réplicatif (cf. Figure 5).Various promoter zones have been localized, mainly for genes
ORF1, ORF2 (promoter located around 350-510), late gene pools with the major late promoter (major late promoter: MLP, located around 7 310 - 7 520) and its two leaders L1 and L3 (located respectively at 7 533 - 7 545 (22 bp); and 11,285 - 1,413 (129 bp), for the ORF22 gene (promoter around 43,400 - 43,700), for ORF18 and 19 genes (promoter around 36,460 - 36,770)
The precise knowledge of the splicing of messenger RNAs deduced from the transcriptional model makes it possible to locate the nonessential and essential parts of the genome of the avian adelovirus CELO and to predict the zones of insertion of exogenous DNA and / or deletion of adenoviral DNA. . This precise knowledge makes it possible to establish the methods for preparing the following recombinant avian adenoviral vectors
A) Insertions, replicating recombinant CELO avian adenovirus (cf. FIG. 5).
Les résultats obtenus précédemment sur la transcription permettent de déterminer les sites putatifs d'insertion d'ADN exogènes (de 2,5 kb au maximum). Les sites suivants sont repérés en coordonnées numériques (pb) relatives à la séquence de la figure 1. The results obtained previously on the transcription make it possible to determine the putative sites of insertion of exogenous DNA (of 2.5 kb maximum). The following sites are identified in numerical coordinates (bp) relative to the sequence in Figure 1.
1/vers ORFI : entre 600 et 650,
entre 750 et 780, pas de perturbation sur l'autre brin,
2/ vers ORF3 : entre 3 380 et 3 520, pas de perturbation pour la transcription d'ORF3,
3/ après l'ADN polymérase : entre 10 160 et 10 260 (éviter éventuellement un signal poly A),
4/ entre pTP et 52K:12 160 à 12 180,
5/ entre les deux signaux de polyadénylation et DBP : 21 775 à 21 818,
6/ entre le codon stop 100K et la réinitiation de pVIII (en respectant le leader d'ORF12) : 26 650 à 27 060,
7/ entre poly A pVIII (27 970) et début d'initiation fibre 1 (28 170),
8/ entre 30 500 et 30 510 (entre les deux fibres; en antisens par rapport aux deux fibres), 9/ entre démarrage OFR22 et stop ORF21: 32 480 à 32 730,
10/ entre initiation ORF2O : 33 720 à 33 880,
11/ entre a/ 36 210 et 36 340 : zone non transcrite,
b/36640et36740,
12/ entre fin d'ORF7 et début d'ORF8 : 37 220 à 37 380,
13/ entre 38 280 à 38 650 ; rien de transcrit dans cette zone,
14/ entre 42 380 à 43 040.1 / to ORFI: between 600 and 650,
between 750 and 780, no disturbance on the other strand,
2 / towards ORF3: between 3,380 and 3,520, no disturbance for the transcription of ORF3,
3 / after DNA polymerase: between 10,160 and 10,260 (possibly avoiding a poly A signal),
4 / between pTP and 52K: 12,160 to 12,180,
5 / between the two polyadenylation signals and DBP: 21,775 to 21,818,
6 / between the stop codon 100K and the reinitiation of pVIII (respecting the leader of ORF12): 26,650 to 27,060,
7 / between poly A pVIII (27,970) and start of fiber 1 initiation (28,170),
8 / between 30,500 and 30,510 (between the two fibers; antisense with respect to the two fibers), 9 / between OFR22 start and ORF21 stop: 32,480 to 32,730,
10 / between ORF2O initiation: 33 720 to 33 880,
11 / between a / 36 210 and 36 340: area not transcribed,
b / 36640 and 36740,
12 / between end of ORF7 and start of ORF8: 37,220 to 37,380,
13 / between 38,280 to 38,650; nothing transcribed in this area,
14 / between 42,380 to 43,040.
Si l'on suppose que la capacité d'encapsidation est de 105 %, pour l'adénovirus aviaire CELO de 43 804 kb on peut insérer au maximum 2,4 kb d'ADN exogène, soit un gène à intérêt vaccinant, ou thérapeutique, ou une enzyme impliquée dans une voie métabolique et environ 400 pb d'un promoteur spécifique (placé en sens ou en antisens de la transcription naturelle dans cette zone). If it is assumed that the encapsidation capacity is 105%, for the avian adenovirus CELO of 43,804 kb, it is possible to insert a maximum of 2.4 kb of exogenous DNA, either a gene of vaccinating or therapeutic interest, or an enzyme involved in a metabolic pathway and approximately 400 bp of a specific promoter (placed in the direction or antisense of the natural transcription in this zone).
L'incorporation de cet ADN exogène est faite selon les méthodes bien connues de l'homme de l'art. On peut citer par exemple:
a) soit par recombinaison homologue (cf. Figure 6): la totalité du génome de l'adénovirus CELO a été sous clonée dans un plasmide par ce type de méthode (CHARTRIER, C. et al., 1996, J. ofVirology, 70, 7, 4805-4810). De la même façon, on insère l'ADN exogène au site choisi en tenant compte des sites de restriction unique autour de la zone d'insertion (CHIOCCA, S. et al., 1996);
b) soit par construction classique : à partir de plasmides porteurs de la région d'insertion, puis réintégration par étapes successives dans des plasmides de plus en plus larges. La dernière étape consiste à substituer le fragment sauvage dans le plasmide portant la totalité du génome de l'adénovirus aviaire CELO par le nouveau. Cette voie est également possible à partir de 4 plasmides qui représentent la totalité du génome de l'adénovirus aviaire CELO divisé en 4 fragments (cf. Figures 7 et 8):
fragment A (Pacl/Pmel) : 7 430 pb
fragment B (Pmel/Notl): 9 956 pb fragment C (Notl/Fsel) 18 298 pb
fragment D (Fsel/Pacl) : 8 116 pb,
permettant à chaque fois, quel que soit le site d'insertion, de reconstituer artificiellement
l'adénovirus recombinant voulu.The incorporation of this exogenous DNA is done according to methods well known to those skilled in the art. We can quote for example:
a) or by homologous recombination (cf. FIG. 6): the entire genome of the adelovirus CELO was subcloned into a plasmid by this type of method (CHARTRIER, C. et al., 1996, J. of Virology, 70 , 7, 4805-4810). Likewise, the exogenous DNA is inserted at the chosen site, taking into account the unique restriction sites around the insertion zone (CHIOCCA, S. et al., 1996);
b) or by conventional construction: from plasmids carrying the insertion region, then reintegration in successive stages in increasingly large plasmids. The last step consists in replacing the wild fragment in the plasmid carrying the entire genome of the avian adenovirus CELO with the new one. This route is also possible from 4 plasmids which represent the entire genome of the avian adelovirus CELO divided into 4 fragments (cf. Figures 7 and 8):
fragment A (Pacl / Pmel): 7,430 bp
fragment B (Pmel / Notl): 9,956 bp fragment C (Notl / Fsel) 18,298 bp
fragment D (Fsel / Pacl): 8,116 bp,
allowing each time, whatever the insertion site, to reconstruct artificially
the desired recombinant adenovirus.
La zone M à modifier est entourée de deux sites de restriction unique dans le fragment : X et Y. The M zone to be modified is surrounded by two unique restriction sites in the fragment: X and Y.
Le sous fragment XY est sous cloné dans un plasmide et rectifié par mutation, délétion ou insertion. The XY subfragment is subcloned into a plasmid and rectified by mutation, deletion or insertion.
Après la modification XY est réintégré dans pBS/KS+ fragment A. After the modification XY is reintegrated into pBS / KS + fragment A.
Possibilité de recombinaison homologue avec le plasmide ppolyII/celo rec qui contient tout le génome CELO (cf. Figures 2, 3 et 4). Possibility of homologous recombination with the plasmid ppolyII / celo rec which contains the entire CELO genome (cf. Figures 2, 3 and 4).
Possibilité de remplacer le fragment A de ppolyII/celo rec par le fragment A modifié. Possibility to replace fragment A of ppolyII / celo rec with modified fragment A.
Tous ces cas d'insertion reposent sur les résultats de la précédente étude de transcription du génome de l'adénovirus aviaire CELO. All of these insertion cases are based on the results of the previous transcription study of the avian adenovirus CELO genome.
Le promoteur utilisé pour la construction exogène est choisi parmi les promoteurs suffisamment forts pour exprimer l'ADN exogène. L'adénovirus recombinant restant répli The promoter used for the exogenous construction is chosen from promoters strong enough to express the exogenous DNA. The recombinant adenovirus remaining replicated
1/ Elimination de l'ORF2 : de 1 970 à 2 850 (880 pb libérées)
Cette délétion permet avec une augmentation de taille de 5 % de disposer théoriquement d'environ 3 kb pour une insertion) ; ce gène sur le brin up n'a pas de contrepartie sur le brin down . Il semble être une des positions privilégiées pour les délétions, même si les signaux de polyadénylation pour pTP, DNA pol. et IV a2 peuvent passer par cette zone. On ne ferait qu'augmenter la taille des ARNs messagers correspondants dans leur partie 3' non traduite.1 / Elimination of ORF2: from 1,970 to 2,850 (880 bps freed)
This deletion makes it possible with a 5% increase in size to theoretically have approximately 3 kb for an insertion); this gene on the up strand has no counterpart on the down strand. It seems to be one of the preferred positions for deletions, even if the polyadenylation signals for pTP, DNA pol. and IV a2 can pass through this area. We would only increase the size of the corresponding messenger RNAs in their 3 'untranslated part.
2/ Elimination de l'ORF6 : cette zone est plus critique, car elle comporte le leader de l'ORF22 (de 33 070 à 33 204 : 135 pb) à respecter pour que sa transcription s'accomplisse normalement (gène important, car il appartient aux gènes précoces apparaissant dès 4 heures post-infection). On trouve aussi la zone de terminaison de l'ORF2O, et une partie de 1'ORF5 (dans sa partie codante, néanmoins ce dernier gène n'a jamais été mis en évidence avec les divers moyens techniques utilisés jusqu'alors). Tenant compte de ces divers éléments, on peut déléter la zone entre 33 210 et 33 450 (soit 240 pb, ce qui, joint à l'augmentation de taille, permet l'adjonction d'environ 2,5 kb d'ADN exogène). 2 / Elimination of ORF6: this area is more critical, because it includes the leader of ORF22 (from 33,070 to 33,204: 135 bp) to be respected so that its transcription is accomplished normally (important gene, because it belongs to the early genes appearing as early as 4 hours post-infection). There is also the termination zone of ORF2O, and part of ORF5 (in its coding part, nevertheless this last gene has never been demonstrated with the various technical means used until now). Taking these various elements into account, we can delete the area between 33,210 and 33,450 (i.e. 240 bp, which, along with the increase in size, allows the addition of approximately 2.5 kb of exogenous DNA) .
3/ ORF14 : ce gène situé sur le brin down n'a pas été décelé par nos techniques (banques ADNc et RT-PCR). On pourrait ainsi supprimer une zone allant de 1 970 à 3 520 (1 550 pb). Il semble cependant que la zone 3 000 à 3 120 serve de promoteur à l'ORF3. En tenant compte de la délétion sur l'ORF2, on peut donc déléter deux zones : de 1 970 à 3 000 et de 3 130 à 3 520, libérant 1 030 pb et 390 pb respectivement. 3 / ORF14: this gene located on the down strand was not detected by our techniques (cDNA banks and RT-PCR). We could thus remove an area ranging from 1,970 to 3,520 (1,550 bp). However, it seems that the 3,000 to 3,120 zone serves as a promoter for ORF3. Taking into account the deletion on ORF2, we can therefore delete two zones: from 1,970 to 3,000 and from 3,130 to 3,520, freeing up 1,030 bp and 390 bp respectively.
C) Lignées transcomplémentantes et virus défectif, système Cre-recombinase
Avec ces techniques bien connues de l'homme de l'art (voir par exemple WANG,
Q.J.X. et al., 1995, Gene Therapie, 2, 775-783 et ZHOU, B., 1996, J. Virol., 70, 70307038) et la connaissance de la localisation des parties essentielles et non essentielles sur le génome de l'adénovirus aviaire CELO, il est possible d'obtenir des vecteurs adénovirus aviaires CELO recombinants défectifs, de titre suffisant, à grande capacité d'insertion d'ADN exogène pouvant atteindre 43 kb, notamment par la méthode Crerecombinase d'excision de gène.C) Transcomplementing lines and defective virus, Cre-recombinase system
With these techniques well known to those skilled in the art (see for example WANG,
QJX et al., 1995, Gene Therapie, 2, 775-783 and ZHOU, B., 1996, J. Virol., 70, 70307038) and knowledge of the location of essential and non-essential parts on the genome of the CELO avian adenovirus, it is possible to obtain defective recombinant avian CELO adenovirus vectors, of sufficient titre, with high capacity for insertion of exogenous DNA up to 43 kb, in particular by the Crerecombinase method of gene excision.
Les gènes à remplacer dans les cellules transcomplémentantes sont plus ou moins longs, fonction de la délétion choisie et de la longueur de l'ADN exogène à insérer. La figure 10 représente comme exemple le schéma général du procédé de préparation de vecteurs vaccinants CELO défectifs recombinants à partir de cellules transcomplémentantes rétrovirales de type Isolde, la réplication du vecteur vaccinant étant assurée par la lignée cellulaire LMH, préalablement transformée par le rétrovirus, après transfection par le vecteur vaccinant recombinant. The genes to be replaced in the transcomplementing cells are more or less long, depending on the deletion chosen and the length of the exogenous DNA to be inserted. FIG. 10 shows as an example the general diagram of the process for the preparation of recombinant defective CELO vaccine vectors from Isolde-type retroviral transcomplementing cells, the replication of the vaccine vector being ensured by the LMH cell line, previously transformed by the retrovirus, after transfection by the recombinant vaccine vector.
On peut citer l'exemple ci-après, comme exemple de délétion de parties essentielles nécessitant l'utilisation de cellules transcomplémentantes pour obtenir la réplication de l'adénovirus aviaire CELO recombinant. We can cite the example below, as an example of deletion of essential parts requiring the use of transcomplementing cells to obtain replication of the recombinant CELO avian adenovirus.
Délétion de l'ORF7 : il faut alors complémenter avec les produits des gènes ORF 18 et ORF 19 situés sur le brin opposé (brin down) mis en évidence en banque
ADNc et RT-PCR (gènes très précoces à précoces dès 2 heures et 4 heures après injection et dont, par conséquent, le rôle est essentiel pour le cycle viral. La suppression de l'ORF7 peut se faire de 35 620 à 36 440 (soit 820 pb libérées ; avec l'augmentation de taille de 5 %, possibilité d'insertion d'environ 3 kb).Deletion of ORF7: it is then necessary to supplement with the products of the ORF 18 and ORF 19 genes located on the opposite strand (strand down) highlighted in the bank
CDNA and RT-PCR (very early to early genes from 2 hours and 4 hours after injection and whose role is therefore essential for the viral cycle. The suppression of ORF7 can be done from 35,620 to 36,440 ( i.e. 820 bp freed up; with the size increase of 5%, possibility of insertion of approximately 3 kb).
Exemples de lignée transcomplémentante
a) Lignée transcomplémentante pTP
La pTP se fixe aux extrémités de l'ADN du génome de l'adénovirus aviaire
CELO (ou de tout autre recombinant porteur des ITR à ses extrémités) et par sa présence favorise la réplication de la matrice virale, en favorisant la fixation de la l'ADN polymérase et de la DBP ( DNA Binding Protein , vitale pour l'élongation avec l'ADN pol de la matrice virale). Cette lignée peut donc de cette manière favoriser la production des constructions d'adénovirus aviaire CELO recombinant pour fournir des titres très élevés. Dans le rétrovirus porteur de la pTP, on peut placer cette dernière sous le contrôle d'un promoteur inductible (heat-shock promoter, hormono-dépendant ou tétracycline dépendant ; dans ce dernier cas, le promoteur fonctionnera en présence de tétracycline dans le milieu). Nous avons montré que la pTP utilise le leader de l'ORFî2, et le leader y de la DBP, on peut faire ainsi une construction appropriée pour avoir, avec ces éléments, une efficacité de production maximale de la pTP. On libère ainsi sur l'ADN génomique de l'adénovirus aviaire CELO de 10 170 à 11 280, soit 1,1 kb, ceci afin de ne pas toucher au leader 3 utilisé par les gènes tardifs. Néanmoins, l'adénovirus aviaire
CELO recombinant peut utiliser la totalité de la partie codante de la pTP (de 10 170 à 12 050 soit 1 880 pb), à condition de réinsérer le leader 3 dans la construction du recombinant afin que les gènes tardifs puissent s'exprimer sans problème.Examples of transcomplementing lineage
a) pTP transcomplementing line
PTP binds to the ends of the DNA of the avian adenovirus genome
CELO (or any other recombinant carrier of ITR at its ends) and by its presence promotes replication of the viral matrix, by promoting the binding of DNA polymerase and DBP (DNA Binding Protein, vital for elongation with pol DNA from the viral matrix). This line can therefore in this way promote the production of the recombinant CELO avian adenovirus constructs to provide very high titers. In the retrovirus carrying pTP, it can be placed under the control of an inducible promoter (heat-shock promoter, hormone-dependent or dependent tetracycline; in the latter case, the promoter will function in the presence of tetracycline in the medium) . We have shown that pTP uses the leader of ORFî2, and the leader y of DBP, so we can make an appropriate construction to have, with these elements, maximum production efficiency of pTP. In this way, the genomic DNA of the avian adenovirus CELO is released from 10,170 to 11,280, or 1.1 kb, in order not to touch leader 3 used by the late genes. However, avian adenovirus
Recombinant CELO can use the entire coding part of pTP (from 10,170 to 12,050 or 1,880 bp), provided that leader 3 is reinserted into the construction of the recombinant so that late genes can express themselves without problem.
Lignée transcomplémentante DBP:
La connaissance exacte de la transcription de la DBP permet d'envisager 3 constructions possibles : 1'ORF DBP seul, l'ORF DBP + leaders g et 7 et, l'ORF DBP avec tous ses leaders : a, ss, e et y. La stabilité de l'ARNm correspondant pourrait être supérieure avec les leaders. Dans tous les cas, on libère la zone correspondante dans la
DBP s'étendant (sur le brin don ) de : 21 800 à 23 170, soit une place de 1,37 kb sur l'adénovirus aviaire CELO recombinant et ceci sans toucher à aucun autre gène (juste entre EP endopeptidase et 100 K).DBP transcomplementing line:
The exact knowledge of the transcription of the DBP allows to consider 3 possible constructions: the ORF DBP alone, the ORF DBP + leaders g and 7 and, the ORF DBP with all its leaders: a, ss, e and y . The stability of the corresponding mRNA could be higher with the leaders. In all cases, we release the corresponding zone in the
DBP extending (on the donated strand) from: 21,800 to 23,170, i.e. a place of 1.37 kb on the recombinant avian adelovirus CELO and this without affecting any other gene (just between EP endopeptidase and 100 K) .
Lignées transcomplémentantes et gènes tardifs
On transcomplémente des unités tardives en totalité à l'aide de rétrovirus dont les constructions sont représentées selon la figure 9 les schémas ci-contre. Les entités L2, ou
L3, ou L2 + L3, voire L2 + L3 + D.B.P.Transcomplementing lines and late genes
Late units are completely transcomplemented using retroviruses, the constructions of which are shown according to FIG. 9 the diagrams opposite. L2 entities, or
L3, or L2 + L3, even L2 + L3 + DBP
- Dans le premier cas : entité L2 (penton à pX) 16 050 à 17 540, libération d'environ 1,5 kb. - In the first case: entity L2 (penton at pX) 16,050 to 17,540, release of approximately 1.5 kb.
- Dans le deuxième cas : entités L2 + L3 (penton à E.P.) 16 050 à 21 800, libération d'environ 5 kb. - In the second case: entities L2 + L3 (penton to E.P.) 16,050 to 21,800, release of approximately 5 kb.
- Dans le troisième cas : entités L2 + L3 + DBP 16 050 à 23 170, libération de 7 kb environ. - In the third case: L2 + L3 + DBP entities 16 050 to 23 170, release of approximately 7 kb.
(En fait, du début réel du penton vers 15 100 à E.P. : 21 800, il y a 6 700 pb, soit envirion 7 kb). L'entité L2 (15 100 à 17 560) fait 2.460 pb, l'entité L3 (17 540 à 21 800) fait 4 260 pb. (In fact, from the actual start of the penton around 15,100 to E.P.: 21,800, there are 6,700 bp, or about 7 kb). The L2 entity (15,100 to 17,560) is 2,460 bp, the L3 entity (17,540 to 21,800) is 4,260 bp.
De même, selon les mêmes schémas, on peut effectuer les délétions des entités suivantes : L4 (pVIII, 100 K, entre les ORF12 et 22 : 27 100 et 31 790 : 4 690 pb). L5 (fibres 1 et 2) et L4 + L5, selon des schémas équivalents à ceux utilisés précédemment
100 K début 23 180 à27 960 (fin pVIII) 4 780 pb.Similarly, according to the same diagrams, the following entities can be deleted: L4 (pVIII, 100 K, between ORF12 and 22: 27 100 and 31 790: 4 690 bp). L5 (fibers 1 and 2) and L4 + L5, according to diagrams equivalent to those used previously
100 K early 23 180 to 27 960 (late pVIII) 4 780 bp.
Fibre 1, début : 28 100 à 31 800 (fin fibre 2): 3 700 pb, d'où une libération totale de 8 480 pb. Fiber 1, start: 28,100 to 31,800 (end of fiber 2): 3,700 bp, resulting in a total release of 8,480 bp.
Lignées transcomplémentantes de type 293
Comme les adénovirus humains avec les gènes immortalisants E1A et E1B, il peut exister des équivalents de ces gènes chez l'adénovirus aviaire CELO. il y aurait donc un gène immortalisant équivalent à El A, favorisant la multiplication cellulaire (à rechercher parmi les gènes très précoces) et un gène empêchant l'apoptose comme le fait ElB. D'après une publication récente (CHIOCCA, S. et al, 1997, J. Virol., 71, 31683177) on sait qu'il s'agit de 1'ORF8 (gène à effet anti-apoptose, de type Bc12 dans son mode d'action).Type 293 transcomplementing lines
Like human adenoviruses with the immortalizing genes E1A and E1B, there may be equivalents of these genes in the avian adelovirus CELO. there would therefore be an immortalizing gene equivalent to El A, promoting cell multiplication (to be sought among very early genes) and a gene preventing apoptosis as does ElB. According to a recent publication (CHIOCCA, S. et al, 1997, J. Virol., 71, 31683177), it is known that it is ORF8 (gene with anti-apoptosis effect, of type Bc12 in its mode of action).
- Parmi les gènes candidats très précoces, il y a : ORF4, ORF5, ORF16, ORF18, ORF19, ORF20 et ORF21. Les ORF4 et ORF18 semblent les plus pertinents pour ce faire. - Among the very early candidate genes, there are: ORF4, ORF5, ORF16, ORF18, ORF19, ORF20 and ORF21. ORF4 and ORF18 seem to be the most relevant for this.
On teste les combinaisons ORF8 + ORF4 (combinaison la plus pertinente), ORF8 + ORF4, ORF8 + ORF18, ORF8 + ORF19, ORF8 + ORF5, ORF8 + ORF16, ORF8 +
ORF20 et ORF8 + ORF21, sur cellules embryonnaires de foie ou de rein de poulet. Puis on retient la combinaison permettant d'obtenir l'immortalisation ce qui offre la possibilité d'avoir un système équivalent à la lignée 293 de GRAHAM (GRAHAM, F.L. et al., 1977, J. Gen. Virol., 36, 59-72, SHAAK, O., 1995, J. Virol., 69, 4079-4085).We test the combinations ORF8 + ORF4 (most relevant combination), ORF8 + ORF4, ORF8 + ORF18, ORF8 + ORF19, ORF8 + ORF5, ORF8 + ORF16, ORF8 +
ORF20 and ORF8 + ORF21, on embryonic liver or chicken kidney cells. Then we retain the combination allowing to obtain immortalization which offers the possibility of having a system equivalent to the line 293 of GRAHAM (GRAHAM, FL et al., 1977, J. Gen. Virol., 36, 59- 72, SHAAK, O., 1995, J. Virol., 69, 4079-4085).
Autres lignées transcomplémentantes particulières:
100 K : libère en tenant compte du leader ss de 1'ORF12 : 24 800 à 27 060, soit environ 2,2 kb.Other specific transcomplementing lines:
100 K: releases taking into account the leader ss of the ORF12: 24,800 to 27,060, or approximately 2.2 kb.
En enlevant la totalité de la 100 K 23 670 à 27 050, environ 3,38 kb sont libérés, à condition de recréer artificiellement le leader ss de 1'ORF12 (27 068 à 27 095 28 pb) pour obtenir une transcription fonctionnelle de ce dernier cadre de lecture. By removing all of the 100 K 23 670 to 27 050, approximately 3.38 kb are released, provided that artificially recreate the leader ss of ORF12 (27 068 to 27 095 28 bp) to obtain a functional transcription of this last reading frame.
Partie gauche du Celo : de 300 à 5 300, environ 5 kb libérés, complémentant pour les ORFs 1, 2, 3, 14 et 15 avec obligation de recréer un promoteur pour ORF4 dans la construction et pour ORF15, décelé comme précoce dès 4 h après injection en RT
PCR).Left side of the Celo: from 300 to 5,300, approximately 5 kb freed up, complementing for ORFs 1, 2, 3, 14 and 15 with the obligation to recreate a promoter for ORF4 in construction and for ORF15, detected as early at 4 a.m. after RT injection
PCR).
Lignées transcomplémentantes système Cre-recombinase
La figure 1 1 représente comme exemple le schéma général du procédé de préparation de vecteurs vaccinants CELO défectifs recombinants suivant le système Crerecombinase, à partir de cellules transcomplémentantes rétrovirales de type Isolde. La réplication ou production du vecteur vaccinant est assurée par la lignée cellulaire LMH, préalablement transformée par un rétrovirus recombinant Cre-recombinase, après cotransfection par le vecteur vaccinant recombinant et un adénovirus assistant. Cre-recombinase system transcomplementing lines
FIG. 11 represents as an example the general diagram of the process for the preparation of recombinant defective CELO vaccine vectors according to the Crerecombinase system, using retroviral isovere-type transcomplementing cells. Replication or production of the vaccine vector is ensured by the LMH cell line, previously transformed by a recombinant Cre-recombinase retrovirus, after cotransfection with the recombinant vaccine vector and an assistant adenovirus.
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