FR2776669A1 - New nucleic acid transfer vector comprising double-stranded DNA linked to oligonucleotide, used for gene therapy - Google Patents
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Abstract
Description
VECTEURS DE TRANSFERT D'ACIDES NUCLEIQUES COMPOSITIONS LES
CONTENANT ET LEURS UTILISATIONS
La présente invention conceme de nouveaux vecteurs et leur utilisation pour le transfert d'acides nucléiques. Plus particulièrement, I'invention concerne de nouveaux vecteurs capables de diriger des acides nucléiques vers des cellules ou des compartiments cellulaires spécifiques.NUCLEIC ACID TRANSFER VECTORS COMPOSITIONS
CONTAINER AND USES THEREOF
The present invention relates to novel vectors and their use for nucleic acid transfer. More particularly, the invention relates to novel vectors capable of directing nucleic acids to specific cells or cell compartments.
Le transfert d'acides nucléiques est une technique à la base de toutes les applications majeures de la biotechnologie et l'augmentation de l'efficacité du transfert des acides nucléiques constitue un enjeu très important pour le développement des ces applications. L'efficacité du transfert des acides nucléiques dépend de nombreux facteurs parmi lesquels la capacité des acides nucléiques à atteindre la cellule cible, leur faculté à franchir la membrane plasmique et leur aptitude à être transportés au sein de la cellule jusqu'au noyau. The transfer of nucleic acids is a technique underlying all the major applications of biotechnology and the increase in the efficiency of nucleic acid transfer is a very important issue for the development of these applications. The efficiency of nucleic acid transfer depends on many factors including the ability of nucleic acids to reach the target cell, their ability to cross the plasma membrane and their ability to be transported within the cell to the nucleus.
Un des obstacles majeurs à l'efficacité du transfert des acides nucléiques provient du fait que l'information génétique est souvent peu ou pas dirigée vers l'organe cible à laquelle elle est destinée. Par ailleurs, une fois que l'acide nucléique a pénétré dans la cellule cible, il doit encore être dirigé vers le noyau afin d'y être exprimé. De plus, dans le cas de transfert d'acides nucléiques dans des cellules différenciées ou quiescentes, le noyau est limité par une enveloppe nucléaire qui constitue une barrière supplémentaire au passage de ces acides nucléiques. One of the major obstacles to the efficiency of nucleic acid transfer is that the genetic information is often little or not directed to the target organ for which it is intended. On the other hand, once the nucleic acid has entered the target cell, it must still be directed to the nucleus in order to be expressed there. In addition, in the case of nucleic acid transfer in differentiated or quiescent cells, the nucleus is bounded by a nuclear envelope which constitutes an additional barrier to the passage of these nucleic acids.
Les virus recombinants utilisés comme vecteurs possèdent des mécanismes évolués et efficaces pour guider les acides nucléiques jusqu'au noyau. Cependant, les vecteurs viraux présentent certaines inconvénients inhérents à leur nature virale, qu'il n'est malheureusement pas possible d'exclure totalement. Une autre stratégie consiste donc soit à transfecter l'ADN nu, soit à utiliser des agents non viraux capables de promouvoir le transfert d'ADN dans des cellules eucaryotes. Mais les vecteurs non viraux ne possèdent pas de signaux de ciblage sub-cellulaires ou nucléaires. Le passage de l'ADN nu, ou en combinaison avec un agent non-viral, du cytoplasme vers le noyau est ainsi une étape qui présente une efficacité très faible (Zabner et al., 1995). Recombinant viruses used as vectors have advanced and efficient mechanisms for guiding nucleic acids to the nucleus. However, viral vectors have certain drawbacks inherent in their viral nature, which it is unfortunately not possible to totally exclude. Another strategy is therefore to transfect the naked DNA or to use non-viral agents capable of promoting the transfer of DNA into eukaryotic cells. But non-viral vectors do not have sub-cellular or nuclear targeting signals. The passage of naked DNA, or in combination with a non-viral agent, from the cytoplasm to the nucleus is thus a step which has a very low efficiency (Zabner et al., 1995).
Différentes tentatives d'attachement de signaux de ciblage ont ainsi été faites. Various attempts to attach targeting signals have thus been made.
Notamment, des fragments peptidiques pour le ciblage ont été attachés covalemment à des d'oligonucléotides [Eritja et al., Synthesis of defined peptide-oligonucleotide hybrids containing a nuclear transport signal sequence, Tetrahedron, Vol. 47, NO 24, pp. 4113-4120, 1991]. Les complexes ainsi formés sont de bons candidats comme inhibiteurs potentiels de l'expression génétique.In particular, peptide fragments for targeting have been covalently attached to oligonucleotides [Eritja et al., Synthesis of Defined Peptide-oligonucleotide hybrids containing a nuclear transport signal sequence, Tetrahedron, Vol. 47, No. 24, pp. 4113-4120, 1991]. The complexes thus formed are good candidates as potential inhibitors of gene expression.
Des vecteurs de transfection comprenant un polypeptide synthétique couplé par des interactions électrostatiques à une séquence d'ADN ont également été décrits dans la demande de brevet WO 95/31557, ledit polypeptide étant constitué d'une chaîne polymère d'acides aminés basiques, d'un peptide NLS, et d'une région charnière qui connecte le peptide NLS à la chaîne polymérique et permet d'éviter les interactions stériques. Mais ce genre de constructions pose un problème de stabilité car les interactions mises en jeu entre l'ADN et le signal de ciblage sont de nature électrostatique. Transfection vectors comprising a synthetic polypeptide coupled by electrostatic interactions to a DNA sequence have also been described in the patent application WO 95/31557, said polypeptide consisting of a polymer chain of basic amino acids, an NLS peptide, and a hinge region that connects the NLS peptide to the polymer chain and avoids steric interactions. But this kind of construction poses a problem of stability because the interactions involved between the DNA and the targeting signal are of electrostatic nature.
Il existe par ailleurs des chimères acide nucléique-peptide de ciblage spécifique décrites dans la demande de brevet WO 95/34664, la liaison entre les deux étant de nature chimique. Mais cette méthode passe notamment par des étapes enzymatiques difficilement contrôlables et ne permettant pas de produire de grandes quantités d'acides nucléiques. There are also specific targeting nucleic acid-peptide constructs described in patent application WO 95/34664, the bond between the two being of a chemical nature. However, this method notably involves enzymatic steps that are difficult to control and that do not make it possible to produce large quantities of nucleic acids.
Enfin, il a été montré qu'il est possible d'attacher une séquence NLS (Nuclear
Localisation Signal) à un ADN plasmidique (Nature Biotechnology, Volume 16, pp.Finally, it has been shown that it is possible to attach an NLS sequence (Nuclear
Signal Localization) to a plasmid DNA (Nature Biotechnology, Volume 16, pp.
80-85, January 1998). Mais une inhibition totale de la transcription du gène d'intérêt du fait de l'attachement au hasard de plusieurs centaines de séquences NLS sur le plasmide a été observée. Une solution proposée consiste à lier les séquences NLS sur des fragments linéaires d'ADN, puis à coupler ces fragments modifiés avec d'autres fragments non-modifiés. Cependant, cette technique présente comme précédemment l'inconvénient de passer par au moins une étape enzymatique. 80-85, January 1998). But a complete inhibition of the transcription of the gene of interest due to the random attachment of several hundred NLS sequences on the plasmid was observed. One proposed solution is to bind the NLS sequences on linear fragments of DNA, then to couple these modified fragments with other unmodified fragments. However, this technique has the disadvantage of going through at least one enzymatic step.
Ainsi, toutes les méthodes proposées jusqu'à présent ne permettent pas de résoudre de manière satisfaisante les difficultés liées au ciblage des ADN double brin. Thus, all the methods proposed so far do not solve satisfactorily the difficulties related to the targeting of double-stranded DNAs.
La présente invention propose une solution avantageuse à ces problèmes. Plus particulièrement, la présente invention met en oeuvre des oligonucléotides conjugués à des signaux de ciblage et capables de former des triples hélices avec une/des séquence(s) spécifique(s) présente(s) sur une molécule d'ADN double brin. The present invention provides an advantageous solution to these problems. More particularly, the present invention employs oligonucleotides conjugated to targeting signals and capable of forming triple helices with specific sequence (s) present on a double-stranded DNA molecule.
Un tel vecteur présente l'avantage de pouvoir diriger un ADN double brin vers des cellules ou des compartiments cellulaires spécifiques, sans que l'expression génétique ne soit inhibée. La demanderesse a en effet montré que la présence de signaux de ciblage n'affecte pas l'expression des gènes d'intérêt lorsque la séquence spécifique au niveau de laquelle se forme la triple hélice est située en dehors de la cassette d'expression du gène à transférer. Such a vector has the advantage of being able to direct double-stranded DNA to specific cells or cell compartments, without the gene expression being inhibited. The Applicant has in fact shown that the presence of targeting signals does not affect the expression of the genes of interest when the specific sequence at which the triple helix is formed is located outside the gene expression cassette. to transfer.
Le vecteur obtenu présente de plus l'avantage d'incorporer des signaux de ciblage qui sont liés de façon stable à 1'ADN double brin, en particulier lorsque l'oligonucléotide susceptible de former la triple hélice est modifié par la présence d'un agent alkylant. The obtained vector furthermore has the advantage of incorporating targeting signals which are stably bound to the double-stranded DNA, in particular when the oligonucleotide capable of forming the triple helix is modified by the presence of an agent. alkylating.
Un autre avantage de l'invention est de permettre de coupler l'ADN à transférer à des signaux de ciblage dont on contrôle à la fois le nombre et la nature. Another advantage of the invention is that it makes it possible to couple the DNA to be transferred to targeting signals whose number and nature are controlled.
Différents signaux de ciblage peuvent être couplés sur le même ADN, et dans ce cas il est aussi possible d'en déterminer préalablement les proportions respectives.Different targeting signals can be coupled on the same DNA, and in this case it is also possible to determine the respective proportions beforehand.
Enfin, la triple hélice fonctionnalisée obtenue ne résulte que d'étapes de transformations chimiques et peut donc être obtenue de façon simple, reproductible, et en très grandes quantités, notamment industrielles. Finally, the functionalized triple helix obtained results only from chemical transformation steps and can therefore be obtained simply, reproducibly, and in very large quantities, especially industrial.
Un premier objet de l'invention concerne donc un vecteur utile en transfection capable de cibler une cellule et/ou un compartiment cellulaire spécifique. Plus particulièrement, le vecteur selon l'invention comprend une molécule d'ADN double brin et au moins un oligonucléotide couplé à un signal de ciblage et capable de former par hybridation une triple hélice avec une séquence spécifique présente sur ladite molécule d'ADN double brin. A first object of the invention therefore relates to a vector useful in transfection capable of targeting a cell and / or a specific cell compartment. More particularly, the vector according to the invention comprises a double-stranded DNA molecule and at least one oligonucleotide coupled to a targeting signal and capable of forming by hybridization a triple helix with a specific sequence present on said double-stranded DNA molecule. .
On entend au sens de l'invention par "ADN double brin" un acide désoxyribonucléique double brin qui peut être d'origine humaine, animale, végétale, bactérienne, virale, etc...I1 peut être obtenu par toute technique connue de l'homme du métier, et notamment par criblage de banque, par synthèse chimique ou enzymatique de séquences obtenues par criblage de banques. Il peut être modifié chimiquement.Within the meaning of the invention, "double-stranded DNA" is intended to mean a double-stranded deoxyribonucleic acid which may be of human, animal, plant, bacterial or viral origin, etc. It may be obtained by any technique known to the those skilled in the art, and in particular by bank screening, by chemical or enzymatic synthesis of sequences obtained by screening libraries. It can be chemically modified.
Cet ADN double brin peut être sous forme linéaire ou circulaire. Dans ce dernier cas, I'ADN double brin peut être dans un état superenroulé ou relâché. This double-stranded DNA can be in linear or circular form. In the latter case, the double-stranded DNA may be in a supercoiled or relaxed state.
Préférentiellement, la molécule d'ADN est de forme circulaire et dans une conformation superenroulée.Preferably, the DNA molecule is of circular shape and in a supercoiled conformation.
L'ADN double brin peut également porter une origine de réplication fonctionnelle ou non dans la cellule cible, un ou plusieurs gènes marqueurs, des séquences régulatrices de la transcription ou de la réplication, des gènes d'intérêt thérapeutique, des séquences antisens modifiées ou non, des régions de liaison à d'autres composants cellulaires, etc... De préférence, 1'ADN double brin comprend une cassette d'expression constituée d'un ou plusieurs gènes d'intérêt sous contrôle d'un ou plusieurs promoteurs et d'un terminateur transcriptionnel actifs dans les cellules cibles. The double-stranded DNA may also carry an origin of replication functional or otherwise in the target cell, one or more marker genes, regulatory sequences for transcription or replication, genes of therapeutic interest, modified or unmodified antisense sequences. , Binding regions to other cellular components, etc. Preferably, the double-stranded DNA comprises an expression cassette consisting of one or more genes of interest under the control of one or more promoters and a transcriptional terminator active in the target cells.
I1 s'agit généralement d'un plasmide ou d'un épisome portant un ou plusieurs gènes d'intérêt thérapeutique. A titre d'exemple on peut citer les plasmides décrits dans les demandes de brevet WO 96/26270 et WO 97/10343 incorporées à la présente par référence. This is usually a plasmid or episome carrying one or more genes of therapeutic interest. By way of example, mention may be made of the plasmids described in patent applications WO 96/26270 and WO 97/10343 incorporated herein by reference.
Au sens de l'invention, on entend par gène d'intérêt thérapeutique notamment tout gène codant pour un produit protéique ayant un effet thérapeutique. Le produit thérapeutique ainsi codé peut être notamment une protéine ou un peptide. Ce produit protéique peut être homologue vis-à-vis de la cellule cible (c'est-à-dire un produit qui est normalement exprimé dans la cellule cible lorsque celle-ci ne présente aucune pathologie). Dans ce cas, l'expression d'une protéine permet par exemple de pallier une expression insuffisante dans la cellule ou l'expression d'une protéine inactive ou faiblement active en raison d'une modification, ou encore de surexprimer ladite protéine. Le gène d'intérêt thérapeutique peut aussi coder pour un mutant d'une protéine cellulaire, ayant une stabilité accrue, une activité modifiée, etc... Le produit protéique peut également être hétérologue vis-à-vis de la cellule cible. Dans ce cas, une protéine exprimée peut par exemple compléter ou apporter une activité déficiente dans le cellule, lui permettant de lutter contre une pathologie, ou stimuler une réponse immunitaire. For the purposes of the invention, the term "gene of therapeutic interest" is intended to mean any gene coding for a protein product having a therapeutic effect. The therapeutic product thus coded may in particular be a protein or a peptide. This protein product may be homologous to the target cell (i.e., a product that is normally expressed in the target cell when it has no pathology). In this case, the expression of a protein makes it possible for example to overcome insufficient expression in the cell or the expression of an inactive or weakly active protein due to a modification, or to overexpress said protein. The gene of therapeutic interest can also code for a mutant of a cellular protein, having increased stability, a modified activity, etc. The protein product can also be heterologous with respect to the target cell. In this case, an expressed protein may, for example, supplement or provide a deficient activity in the cell, enabling it to fight against a pathology, or to stimulate an immune response.
Parmi les produits thérapeutiques au sens de la présente invention, on peut citer plus particulièrement les enzymes, les dérivés sanguins, les hormones, les lymphokines [interleukines, interférons, TNF, etc (FR 92/03120)] les facteurs de croissance, les neurotransmetteurs ou leurs précurseurs ou enzymes de synthèse, les facteurs trophiques [BDNF, CNTF, NGF, IGF, GMF, aFGF, bFGF, NT3, NT5,
HARP/pléiotrophine, etc, la dystrophine ou une minidystrophine (FR 91/11947)], la protéine CFTR associée à la mucoviscidose, les gènes suppresseurs de tumeurs lp53,
Rb, RaplA, DCC, k-rev, etc (FR 93/04745)], les gènes codant pour des facteurs impliqués dans la coagulation [Facteurs VII, VIII, IX], les gènes intervenant dans la réparation de l'ADN, les gènes suicides [thymidine kinase, cytosine déaminase], les gènes de l'hémoglobine ou d'autres transporteurs protéiques, les gènes correspondant aux protéines impliquées dans le métabolisme des lipides, de type apolipoprotéine choisie parmi les apolipoprotéines A-I, A-II, A-IV, B, C-I, C-II, C-III, D, E, F, G, H, J et apo(a), les enzymes du métabolisme comme par exemple la lipoprotéine lipase, la lipase hépatique, la lécithine cholestérol acyltransférase, la 7 alpha cholestérol hydroxylase, la phosphatidique acide phosphatase, ou encore des protéines de transfert de lipides comme la protéine de transfert des esters de cholestérol et la protéine de transfert des phospholipides, une protéine de liaisons des HDL ou encore un récepteur choisi par exemple parmi les récepteurs LDL, récepteurs des chylomicrons-remnants et les récepteurs scavenger, etc... Among the therapeutic products within the meaning of the present invention, mention may be made more particularly of enzymes, blood derivatives, hormones, lymphokines [interleukins, interferons, TNF, etc. (FR 92/03120)] growth factors, neurotransmitters or their precursors or synthetic enzymes, the trophic factors [BDNF, CNTF, NGF, IGF, GMF, aFGF, bFGF, NT3, NT5,
HARP / pleiotrophin, etc., dystrophin or a minidystrophin (FR 91/11947)], CFTR protein associated with cystic fibrosis, lp53 tumor suppressor genes,
Rb, RaplA, DCC, k-rev, etc. (FR 93/04745)], the genes coding for factors involved in coagulation [Factors VII, VIII, IX], the genes involved in the repair of DNA, the suicide genes [thymidine kinase, cytosine deaminase], hemoglobin genes or other protein transporters, genes corresponding to proteins involved in lipid metabolism, apolipoprotein type selected from apolipoproteins AI, A-II, A- IV, B, CI, C-II, C-III, D, E, F, G, H, J and apo (a), metabolic enzymes such as lipoprotein lipase, hepatic lipase, lecithin cholesterol acyltransferase , 7 alpha-cholesterol hydroxylase, phosphatidic acid phosphatase, or lipid transfer proteins such as the cholesterol ester transfer protein and the phospholipid transfer protein, an HDL binding protein or a chosen receptor, for example among the LDL receptors , receptors for chylomicrons-remnants and scavenger receptors, etc.
L'ADN d'intérêt thérapeutique peut également être un gène ou une séquence antisens, dont l'expression dans la cellule cible permet de contrôler l'expression de gènes ou la transcription d'ARNm cellulaires. De telles séquences peuvent, par exemple, être transcrites dans la cellule cible en ARN complémentaires d'ARNm cellulaires et bloquer ainsi leur traduction en protéine, selon la technique décrite dans le brevet EP 140 308. Les gènes d'intérêt thérapeutique comprennent également les séquences codant pour des ribozyrnes, qui sont capables de détruire sélectivement des
ARN cibles (EP 321 201), ou les séquences codant des anticorps intracellulaires à simple chaîne comme par exemple les ScFv.The DNA of therapeutic interest may also be an antisense gene or sequence whose expression in the target cell makes it possible to control the expression of genes or the transcription of cellular mRNAs. Such sequences may, for example, be transcribed into the target cell into RNAs complementary to cellular mRNAs and thus block their translation into protein, according to the technique described in patent EP 140 308. The genes of therapeutic interest also comprise the sequences encoding ribozyrans, which are capable of selectively killing
Target RNAs (EP 321 201), or sequences encoding single-chain intracellular antibodies such as for example ScFv.
Comme indiqué plus haut, I'acide désoxyribonucléique peut également comporter un ou plusieurs gènes codant pour un peptide antigénique, capable de générer chez l'homme ou l'animal une réponse immunitaire. Dans ce mode particulier de mise en oeuvre, I'invention permet donc la réalisation soit de vaccins soit de traitements immunothérapeutiques appliqués à l'homme ou à l'animal, notamment contre des micro-organismes, des virus ou des cancers. I1 peut s'agir notamment de peptides antigéniques spécifiques du virus d'Epstein Barr, du virus HIV, du virus de l'hépatite B (EP 185 573), du virus de la pseudo-rage, du "syncitia forming virus", du virus de la grippe, du cytomégalovirus (CMV), d'autres virus ou encore spécifiques de tumeurs (EP 259 212). As indicated above, the deoxyribonucleic acid may also comprise one or more genes coding for an antigenic peptide, capable of generating in human or animal an immune response. In this particular mode of implementation, the invention thus allows the realization of either vaccines or immunotherapeutic treatments applied to humans or animals, especially against microorganisms, viruses or cancers. It may be in particular antigenic peptides specific for Epstein Barr virus, HIV virus, hepatitis B virus (EP 185 573), pseudo-rabies virus, syncitia-forming virus, influenza virus, cytomegalovirus (CMV), other viruses or specific tumors (EP 259 212).
Préférentiellement, I'acide désoxyribonucléique comprend également des séquences permettant l'expression du gène d'intérêt thérapeutique et/ou du gêne codant pour le peptide antigénique dans la cellule ou l'organe désiré. I1 peut s'agir des séquences qui sont naturellement responsables de l'expression du gène considéré lorsque ces séquences sont susceptibles de fonctionner dans la cellule transfectée. I1 peut également s'agir de séquences d'origine différente (responsables de l'expression d'autres protéines, ou même synthétiques). Notamment, il peut s'agir de séquences promotrices de gènes eucaryotes ou viraux. Par exemple, il peut s'agir de séquences promotrices issues du génome de la cellule que l'on désire infecter. De même, il peut s'agir de séquences promotrices issues du génome d'un virus. A cet égard, on peut citer par exemple les promoteurs des gènes E1A, MLP, CMV, RSV, etc. En outre, ces séquences d'expression peuvent être modifiées par addition de séquences d'activation, de régulation, etc... Il peut aussi s'agir de promoteur, inductible ou répressible. Preferably, the deoxyribonucleic acid also comprises sequences allowing the expression of the gene of therapeutic interest and / or of the gene encoding the antigenic peptide in the desired cell or organ. They may be sequences that are naturally responsible for the expression of the gene when these sequences are likely to function in the transfected cell. It can also be sequences of different origin (responsible for the expression of other proteins, or even synthetic). In particular, they may be promoter sequences of eukaryotic or viral genes. For example, they may be promoter sequences derived from the genome of the cell that it is desired to infect. Similarly, they may be promoter sequences derived from the genome of a virus. In this respect, mention may be made, for example, of the promoters of the E1A, MLP, CMV, RSV genes, etc. In addition, these expression sequences can be modified by addition of activation sequences, regulation, etc. It can also be promoter, inducible or repressible.
Une triple hélice correspond à la fixation d'un oligonucléotide modifié ou non sur de l'ADN double brin par des liaisons hydrogènes dites "de Hoogsteen" entre les bases du troisième brin et celles de la région en double hélice. Ces appariements se produisent dans le grand sillon de la double hélice et sont spécifiques de la séquence considérée [Frank-Kamenetski, M.D., Triplex DNA Structures, Ann. Rev. Biochem., 1995, 64, pp. 65-95]. La séquence spécifique en double hélice peut notamment etre une séquence homopurique-homopyrimidique. On'distingue deux catégories de triples hélices suivant la nature des bases du troisième brin [Sun, J. and C. Hélène,
Oligonucleotide-directed triple-helixJormation, Curr. Opin. Struct. Biol., 1993, 3, pp.A triple helix corresponds to the attachment of an oligonucleotide modified or not on double-stranded DNA by so-called "Hoogsteen" hydrogen bonds between the bases of the third strand and those of the double helix region. These pairings occur in the broad groove of the double helix and are specific to the sequence under consideration [Frank-Kamenetski, MD, Triplex DNA Structures, Ann. Rev. Biochem., 1995, 64, pp. 65-95]. The specific double-helix sequence may in particular be a homopuric-homopyrimidine sequence. Two categories of triple helices are distinguished according to the nature of the bases of the third strand [Sun, J. and C. Hélène,
Oligonucleotide-directed triple-helix formation, Curr. Opin. Struct. Biol., 1993, 3, pp.
345-356] : les bases puriques permettent d'obtenir des appariements C-G*G et T
A*A, et les bases pyrimidiques permettent d'obtenir des appariements C-G*C+ et T
A*T (le symbole * correspond à l'appariement avec le troisième brin).345-356]: the purine bases make it possible to obtain CG * G and T pairings
A * A, and the pyrimidine bases make it possible to obtain CG * C + and T
A * T (the symbol * corresponds to the pairing with the third strand).
Ces structures ont été caractérisées du point de vue physico-chimique grâce à de nombreuses études de RMN (Résonance Magnétique Nucléaire), de température d'hybridation ou de protection à des nucléases, ce qui a permis de définir leurs propriétés et leurs conditions de stabilité. Pour les triples hélices avec un troisième brin purique, ce brin est antiparallèle par rapport au brin purique de l'ADN et la formation de la triple hélice dépend fortement de la concentration en ions divalents les ions tels que Mg2+ stabilisent la structure formée avec le troisième brin. Pour les triples hélices avec un troisième brin homopyrimidique, celui-ci est parallèle par rapport au brin purique, et la formation de la triple hélice est dépendante du pH : un pH acide inférieur à six permet la protonation des cytosines et la formation d'une liaison hydrogène supplémentaire stabilisant le triplet C-G*C+. Il existe également des triples hélices "mixtes" pour lesquelles le troisième brin porte des bases puriques et pyrimidiques. Dans ce cas, l'orientation du troisième brin dépend de la séquence de bases de la région homopurique. These structures have been characterized from a physico-chemical point of view thanks to numerous NMR (Nuclear Magnetic Resonance), hybridization temperature or nuclease protection studies, which allowed to define their properties and stability conditions. . For triple helices with a purine third strand, this strand is antiparallel to the purine strand of DNA and the formation of the triple helix strongly depends on the concentration of divalent ions ions such as Mg2 + stabilize the structure formed with the third strand. For the triple helices with a homopyrimidine third strand, this is parallel to the purine strand, and the formation of the triple helix is pH dependent: an acidic pH of less than six allows the protonation of cytosines and the formation of a additional hydrogen bond stabilizing the CG * C + triplet. There are also "mixed" triple helices for which the third strand bears purine and pyrimidine bases. In this case, the orientation of the third strand depends on the base sequence of the homopuric region.
Les oligonucléotides utilisés dans la présente invention sont des oligonucléotides hybridant directement avec l'ADN double brin. Ces oligonucléotides peuvent contenir les bases suivantes:
- thymidine (T), qui est capable de former des triplets avec les doublets A.T de l'ADN double brin (Rajagopal et al, Biochem 28 (1989) 7859);
- adénine (A), qui est capable de former des triplets avec les doublets A.T de l'ADN double brin;
- guanine (G), qui est capable de former des triplets avec les doublets G.C de l'ADN double brin;
- cytosine protonée (C+), qui est capable de former des triplets avec les doublets G.C de l'ADN double brin (Rajagopal et al précitée);
- uracile (U) qui est capable de former des triplets avec les paires de bases
A.U ou A.T.Oligonucleotides used in the present invention are oligonucleotides that directly hybridize with double-stranded DNA. These oligonucleotides may contain the following bases:
thymidine (T), which is capable of forming triplets with AT doublets of double-stranded DNA (Rajagopal et al., Biochem 28 (1989) 7859);
adenine (A), which is capable of forming triplets with AT doublets of double-stranded DNA;
guanine (G), which is capable of forming triplets with GC doublets of double-stranded DNA;
protonated cytosine (C +), which is capable of forming triplets with GC doublets of double-stranded DNA (Rajagopal et al);
- uracil (U) which is able to form triplets with base pairs
AU or AT
Pour permettre la formation d'une triple hélice par hybridation, il est important que l'oligonucléotide et la séquence spécifique présente sur 1'ADN soient complémentaires. A cet égard pour obtenir les meilleures fixations et la meilleure sélectivité, on utilise pour le vecteur selon l'invention un oligonucléotide et une séquence spécifique parfaitement complémentaires. Il peut s'agir en particulier d'un oligonucléotide poly-CTT et d'une séquence spécifique poly-GAA. A titre d'exemple, on peut citer l'oligonucléotide de séquence 5'-GAGGCTTCTTCTTCTTCTTCTTCTT-3' (GAGG(CTT)7, SEQ ID N"1), dans lequel les bases GAGG ne forment pas de triples hélice mais permettent d'espacer l'oligonucléotide du bras de couplage. On peut également citer la séquence (C1T)7 (SEQ ID N"2). Ces oligonucléotides sont capables de former une triple hélice avec une séquence spécifique comportant des motifs complémentaires (GAA). Il peut s'agir en particulier d'une région comportant 7, 14, ou 17 motifs GAA. Une autre séquence d'intérêt spécifique est la séquence: 5'-AAGGGAGGGAGGAGAGGAA-3' (SEQ ID ne3). Cette séquence forme une triple hélice avec les oligonucléotides: 5'-AAGGAGAGGAGGGAGGGAA-3' (SEQ ID n04) ou 5'-TTGGTGTGGTGGGTGGGTT-3' (SEQ ID n05). To allow triple helix formation by hybridization, it is important that the oligonucleotide and the specific sequence present on the DNA be complementary. In this respect, to obtain the best bindings and the best selectivity, a perfectly complementary oligonucleotide and specific sequence is used for the vector according to the invention. It may be in particular a poly-CTT oligonucleotide and a specific poly-GAA sequence. By way of example, mention may be made of the oligonucleotide of sequence 5'-GAGGCTTCTTCTTCTTCTTCTTCTT-3 '(GAGG (CTT) 7, SEQ ID No. 1), in which the GAGG bases do not form triple helices but allow spacing the oligonucleotide from the coupling arm, or the sequence (C1T) 7 (SEQ ID NO: 2). These oligonucleotides are capable of forming a triple helix with a specific sequence comprising complementary motifs (GAA). It may be in particular a region comprising 7, 14, or 17 GAA patterns. Another sequence of specific interest is the sequence: 5'-AAGGGAGGGAGGAGAGGAA-3 '(SEQ ID No. 3). This sequence forms a triple helix with the oligonucleotides: 5'-AAGGAGAGGAGGGAGGGAA-3 '(SEQ ID NO: 4) or 5'-TTGGTGTGGTGGGTGGGTT-3' (SEQ ID NO: 5).
Dans ce cas, l'oligonucléotide se fixe dans une orientation antiparallèle au brin polypurique. Ces triples hélices ne sont stables qu'en présence de Mg2+ comme cela a été précisé précédemment (Vasquez et al., Biochemistry, 1995, 34, 7243-7251; Beal et Dervan, Science, 1991, 251, 1360-1363). In this case, the oligonucleotide binds in an antiparallel orientation to the polypuric strand. These triple helices are stable only in the presence of Mg 2+ as previously stated (Vasquez et al., Biochemistry, 1995, 34, 7243-7251, Beal and Dervan, Science, 1991, 251, 1360-1363).
La séquence spécifique peut être une séquence présente naturellement sur l'ADN double brin, ou une séquence synthétique ou d'origine naturelle introduite artificiellement dans celui-ci. Il est particulièrement intéressant d'utiliser un oligonucléotide capable de former une triple hélice avec une séquence présente naturellement sur l'ADN double brin. En effet, cela permet avantageusement d'obtenir les vecteurs selon l'invention avec des plasmides non-modifiés, notamment des plasmides commerciaux de type pUC, pBR322, pSV, etc... Parmi les séquences homopuriques-homopynmidiques naturelles présentes sur l'ADN double brin, on peut citer une séquence comprenant tout ou partie de la séquence 5'
CTTCCCGAAGGGAGAAAGG-3' (SEQ ID n"6) présente dans l'origine de réplication ColEl de E. coli. Dans ce cas, l'oligonucléotide formant la triple hélice possède la séquence: 5'-GAAGGGTTCTTCCCTCTTTCC-3' (SEQ ID n"7) et se fixe alternativement sur les deux brins de la double hélice, comme décrit par Beal et
Dervan (J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 4976-4982) et Jayasena et Johnston (Nucleic
Acids Res. 1992, 20, 5279-5288). On peut aussi citer la séquence 5'
GAAAAAGGAAGAG-3' (SEQ ID n"8) du gène de la p-lactamase du plasmide pBR322 (Duval-Valentin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992, 89, 504-508). Une autre séquence est AAGAAAAAAAAGAA (SEQ ID N" 9) présente dans l'origine de réplication y des plasmides à origine de réplication conditionnelle tel que pCOR.The specific sequence may be a naturally occurring sequence on double-stranded DNA, or a synthetic or naturally occurring sequence artificially introduced into it. It is particularly interesting to use an oligonucleotide capable of forming a triple helix with a sequence naturally present on double-stranded DNA. Indeed, this advantageously makes it possible to obtain the vectors according to the invention with unmodified plasmids, in particular commercial plasmids of the pUC, pBR322, pSV, etc. type. Among the natural homopuric-homopynmidic sequences present on the DNA. double strand, there may be mentioned a sequence comprising all or part of the 5 'sequence
CTTCCCGAAGGGAGAAAGG-3 '(SEQ ID NO: 6) present in the ColEl origin of replication of E. coli In this case, the triple helix-forming oligonucleotide has the sequence: 5'-GAAGGGTTCTTCCCTCTTTCC-3' (SEQ ID NO. "7) and is fixed alternately on the two strands of the double helix, as described by Beal and
Dervan (J. Am Chem Soc 1992, 114, 4976-4982) and Jayasena and Johnston (Nucleic
Acids Res. 1992, 20, 5279-5288). We can also mention the 5 'sequence
GAAAAAGGAAGAG-3 '(SEQ ID NO: 8) of the p-lactamase gene of plasmid pBR322 (Duval-Valentin et al., Proc Natl Acad Sci USA, 1992, 89, 504-508). sequence is AAGAAAAAAAAGAA (SEQ ID NO: 9) present in the origin of replication y plasmids with conditional replication origin such as pCOR.
Bien que des séquences parfaitement complémentaires soient préférées, il est entendu toutefois que certains mésappariements peuvent etre tolérés entre la séquence de l'oligonucléotide et la séquence présente sur l'ADN, des lors qu'ils ne conduisent pas à une perte trop grande d'affinité. On peut citer la séquence 5'
AAAAAAGGGAATAAGGG-3' (SEQ ID ne10) présente dans le gène de la - lactamase de E. coli. Dans ce cas, la thymine interrompant la séquence polypurique peut être reconnue par une guanine du troisième brin, formant ainsi un triplet ATG qui est stable quand il est encadré par deux triplets TAT (Kiessling et al., Biochemistry 1992 31,2829-2834). Although perfectly complementary sequences are preferred, it is understood, however, that certain mismatches may be tolerated between the oligonucleotide sequence and the sequence present on the DNA, as long as they do not lead to an excessive loss of DNA. affinity. We can cite the 5 'sequence
AAAAAAGGGAATAAGGG-3 '(SEQ ID No. 10) present in the E. coli lactamase gene. In this case, the thymine interrupting the polypuric sequence can be recognized by a guanine of the third strand, thus forming an ATG triplet which is stable when it is flanked by two TAT triplets (Kiessling et al., Biochemistry 1992 31, 289-2834). .
L'oligonucléotide utilisé peut être naturel (composé de bases naturelles, non modifiées) ou modifiées chimiquement. En particulier, l'oligonucléotide peut présenter avantageusement certaines modifications chimiques permettant d'augmenter sa résistance ou sa protection vis-a-vis des nucléases, ou son affinité vis-à-vis de la séquence spécifique. The oligonucleotide used can be natural (composed of natural bases, unmodified) or chemically modified. In particular, the oligonucleotide may advantageously have certain chemical modifications making it possible to increase its resistance or its protection vis-à-vis the nucleases, or its affinity with respect to the specific sequence.
Selon la présente invention on entend aussi par oligonucléotide tout enchaînement de nucléosides ayant subi une modification du squelette. Parmi les modifications possibles on peut citer, les oligonucléotides phosphorotîiioates qui sont capable de former des triples hélices avec l'ADN (Xodo et al., Nucleic Acids Res., 1994, 22, 3322-3330), de même que les oligonucléotides possédant des squelettes formacétal ou méthylphosphonate (Matteucci et al., J. Am. Chem. Soc., 1991, 113, 7767-7768). On peut également utiliser les oligonucléotides synthétisés avec des anomères de nucléotides, qui forment également des triples hélices avec 1'ADN (Le
Doan et al., Nucleic Acids Res. 1987 15, 7749-7760). Une autre modification du squelette est la liaison phosphoramidate. On peut citer par exemple la liaison internucléotidique N3'-P5' phosphoramidate décrite par Gryaznov et Chen, qui donne des oligonucléotides formant avec l'ADN des triples hélices particulièrement stables (J. Arn. Chem. Soc., 1994, 116, 3143-3144). Parmi les autres modifications du squelette, on peut citer également l'utilisation de ribonucléotides, de 2'-Ométhylribose, de phosphotriester,...(Sun et Hélène, Curr. Opinion Struct. Biol., 116, 3143-3144). Le squelette phosphoré peut enfin être remplacé par un squelette polyamide comme dans les PNA (Peptide Nucleic Acid), qui peuvent également former des triples hélices (Nielsen et al., Science, 1991, 254, 1497-1500 ; Kim et al.,
J. Am. Chem. Soc., 1993 115, 6477-6481) ou par un squelette à base de guanidine, comme dans les DNG (déoxyribonucleic guanidine, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1995 92 6097-6101), analogues polycationiques de l'ADN, qui forment également des triples hélices.According to the present invention is also meant by oligonucleotide any sequence of nucleosides having undergone a modification of the backbone. Among the possible modifications are phosphorothiolated oligonucleotides which are capable of forming triple helices with DNA (Xodo et al., Nucleic Acids Res., 1994, 22, 3322-3330), as well as oligonucleotides having formacetal skeletons or methylphosphonate (Matteucci et al., J. Am Chem Soc., 1991, 113, 7767-7768). Oligonucleotides synthesized with nucleotide anomers, which also form triple helices with DNA can also be used.
Doan et al., Nucleic Acids Res. 1987 15, 7749-7760). Another modification of the backbone is the phosphoramidate linkage. For example, mention may be made of the N3'-P5 phosphoramidate internucleotide linkage described by Gryaznov and Chen, which gives oligonucleotides forming particularly stable triple helices with DNA (J. Arn, Chem., Soc., 1994, 116, 3143- 3144). Other modifications of the backbone also include the use of ribonucleotides, 2'-Omethylribose, phosphotriester, etc. (Sun and Helene, Opinion Opinion Biol., 116, 3143-3144). The phosphorus backbone can finally be replaced by a polyamide backbone as in PNA (Peptide Nucleic Acid), which can also form triple helices (Nielsen et al., Science, 1991, 254, 1497-1500, Kim et al.,
J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 6477-6481) or by a guanidine backbone, as in DNG (deoxyribonucleic guanidine, Proc Natl Acad Sci USA, 1995 92 6097-6101), polycationic analogs of DNA , which also form triple helices.
La thymine du troisième brin peut aussi être remplacée par une 5bromouracile, ce qui augmente l'affinité de l'oîigonucléotide pour l'ADN (Povsic et
Dervan, J. Am. Chem. Soc., 1989, 111, 3059-3061). Le troisième brin peut également contenir des bases non naturelles, parmi lesquelles on peut citer la 7-déaza-2'déoxyxanthosine (Milligan et al., Nucleic Acids Res., 1993, 21, 327-333), la 1-(2 déoxy-b-D-nbofuranosyl)-3 -méthyl-5-amino-l H-pyrazoloC4,3 -d]pyrimidine-7-one (Koh et Dervan, J. Am. Chem. Soc., 1992, 114, 1470-1478), la 8-oxoadénine, la 2aminopurine, la 2'-O-méthyl-pseudoisocytidine, ou toute autre modification connue de l'homme du métier (voir pour revue Sun et Hélène, Curr. Opinion Struct. Biol., 1993 3 345-356). Thymine of the third strand can also be replaced by a bromouracil, which increases the affinity of the oligonucleotide for DNA (Povsic and
Dervan, J. Am. Chem. Soc., 1989, 111, 3059-3061). The third strand may also contain non-natural bases, among which may be mentioned 7-deaza-2'-deoxyxanthosine (Milligan et al., Nucleic Acids Res., 1993, 21, 327-333), 1- (2-deoxy) -bD-nbofuranosyl) -3-methyl-5-amino-1H-pyrazoloC4,3-d] pyrimidin-7-one (Koh and Dervan, J. Am Chem Soc., 1992, 114, 1470-1478) 8-oxoadenine, 2aminopurine, 2'-O-methyl-pseudoisocytidine, or any other modification known to those skilled in the art (see Sun and Helen, Journal of Opinion Structural Biol. 356).
Un autre type de modification de l'oîigonucléotide a plus particulièrement pour objet d'améliorer l'interaction et/ou l'affinité entre l'olîgonucléotide et la séquence spécifique. En particulier, une modification tout à fait avantageuse consiste à coupler un agent alkylant à l'oligonucléotîde. La liaison peut se faire soit chimiquement, soit photochimiquement par l'intermédiaire d'un groupement fonctionnel photoréactif. Des agents alkylants avantageux sont notamment photoactivables, par exemple les psoralènes. Sous l'action de la lumière, ils forment des liaisons covalentes au niveau de bases pyrimidiques de l'ADN. Quand ces molécules sont intercalées au niveau de séquences 5'-ApT-3' ou 5'-TpA-3' dans un fragment d'ADN double brin, ils forment des liens avec les deux brins. Cette réaction de liaison induite par la lumière peut se produire spécifiquement sur un site du plasmide. Another type of modification of the oligonucleotide is more particularly intended to improve the interaction and / or the affinity between the oligonucleotide and the specific sequence. In particular, a quite advantageous modification consists in coupling an alkylating agent to the oligonucleotide. The bond can be either chemically or photochemically via a photoreactive functional group. Advantageous alkylating agents are in particular photoactivatable, for example psoralenes. Under the action of light, they form covalent bonds at the level of pyrimidine bases of the DNA. When these molecules are intercalated at the 5'-ApT-3 'or 5'-TpA-3' sequences in a double-stranded DNA fragment, they form bonds with the two strands. This light-induced binding reaction can occur specifically at one site of the plasmid.
Un avantage de la présente invention est donc la possibilité de former des triples hélices très stables et site-spécifiques entre l'oligonucléotide et l'ADN double brin grâce à une liaison covalente formée via un agent alkylant. An advantage of the present invention is therefore the possibility of forming very stable and site-specific triple helices between the oligonucleotide and the double-stranded DNA through a covalent bond formed via an alkylating agent.
La longueur de l'oligonucléotide utilisé dans le procédé de l'invention est d'au moins 3 bases, et de préférence, comprise entre 5 et 30 bases. On utilise de manière avantageuse un oligonucléotide de longueur supérieure à 10 bases. La longueur peut être adaptée au cas par cas par l'homme du métier en fonction de la sélectivité et de la stabilité de l'interaction recherchées. The length of the oligonucleotide used in the process of the invention is at least 3 bases, and preferably between 5 and 30 bases. An oligonucleotide longer than 10 bases is advantageously used. The length can be adapted case by case by the skilled person depending on the desired selectivity and stability of the interaction.
Les oligonucléotides selon l'invention peuvent être synthétisés par toute technique connue. En particulier, ils peuvent être préparés au moyen de synthétiseurs d'acides nucléiques. Toute autre méthode connue de l'homme du métier peut bien évidemment être utilisée. The oligonucleotides according to the invention can be synthesized by any known technique. In particular, they can be prepared by means of nucleic acid synthesizers. Any other method known to those skilled in the art may of course be used.
Les oligonucléotides selon l'invention présentent par ailleurs un autre type de modification dont l'objet est de diriger 1'ADN double brin vers des cellules ou des compartiments cellulaires spécifiques. En particulier, cette modification consiste à coupler un signal de ciblage à l'extrémité libre de l'oligonucléotide. The oligonucleotides according to the invention also have another type of modification whose purpose is to direct the double-stranded DNA to specific cells or cell compartments. In particular, this modification consists in coupling a targeting signal to the free end of the oligonucleotide.
Un autre avantage de la présente invention est qu'il est désormais possible, grâce à la formation de triples hélices site-spécifiques très stables, de lier un signal de ciblage à un ADN double brin de façon site-spécifique. En conséquence, il est possible de fixer le signal de ciblage en dehors de la cassette d'expression du gène à transférer. La demanderesse a ainsi montré que l'expression génétique dans la cellule n'est pas inhibée malgré la modification chimique de l'ADN. De plus, la présence d'une triple hélice comme moyen pour lier le signal de ciblage à l'ADN est particulièrement avantageuse car cela permet de conserver une taille d'ADN à transfecter adaptée. Another advantage of the present invention is that it is now possible, thanks to the formation of very stable site-specific triple helices, to bind a targeting signal to a double-stranded DNA in a site-specific manner. Accordingly, it is possible to set the targeting signal outside the expression cassette of the gene to be transferred. The applicant has thus shown that gene expression in the cell is not inhibited despite the chemical modification of the DNA. In addition, the presence of a triple helix as a means for binding the targeting signal to the DNA is particularly advantageous because it allows to maintain a suitable size of DNA to be transfected.
Selon une autre variante de l'invention, il est possible de contrôler le nombre de signaux de ciblage liés à chaque molécule d'ADN double brin en introduisant un nombre adapté de séquences spécifiques sur ladite molécule d'ADN double brin. De la même façon, il est possible d'introduire sur une même molécule d'ADN double brin plusieurs oligonucléotides liés à des signaux de ciblage différents (intracellulaires et/ou extracellulaires). En outre, ces différents signaux de ciblage peuvent être fixés à la molécules d'ADN double brin avec différents degré de stabilité dans leur liaison suivant que la triple hélice est formée avec ou sans liaison covalente via un agent alkylant. According to another variant of the invention, it is possible to control the number of targeting signals bound to each double-stranded DNA molecule by introducing an appropriate number of specific sequences onto said double-stranded DNA molecule. In the same way, it is possible to introduce on the same molecule of double-stranded DNA several oligonucleotides linked to different targeting signals (intracellular and / or extracellular). In addition, these different targeting signals can be attached to the double-stranded DNA molecules with different degrees of stability in their binding depending on whether the triple helix is formed with or without a covalent link via an alkylating agent.
Les signaux de ciblage peuvent être de nature très variée. Ils peuvent être utilisés pour interagir avec un composant de la matrice extracellulaire, un récepteur de la membrane plasmique, pour cibler un compartiment intracellulaire ou pour améliorer le trafic intracellulaire d'ADN, lors du transfert de gènes non viral en thérapie génique. Targeting signals can be very varied in nature. They can be used to interact with a component of the extracellular matrix, a plasma membrane receptor, to target an intracellular compartment or to enhance intracellular DNA trafficking, during nonviral gene transfer into gene therapy.
Ces signaux de ciblage peuvent comprendre par exemple les facteurs de croissance (EGF, PDGF, TGFb, NGF, IGF I, FGF), les cytokines (IL-I, IL-2, TNF,
Interferon, CSF), les hormones (insuline, hormone de croissance, prolactine, glucagon, hormone thyroïdienne, hormones stéroidiennes), les sucres qui reconnaissent des lectines, les immunoglobulines, les ScFv, la transferrine, les lipoprotéines, les vitamines telles que la vitamine B12, les hormones peptidiques ou les neuropeptides (tachykinines, neurotensine, VIP, endothéline, CGRP, CCK,...), ou tout motif reconnu par les intégrines, par exemple le peptide RGD, ou par d'autres protéines extrinsèques de la membrane cellulaire.These targeting signals may comprise, for example, growth factors (EGF, PDGF, TGFb, NGF, IGF I, FGF), cytokines (IL-I, IL-2, TNF,
Interferon, CSF), hormones (insulin, growth hormone, prolactin, glucagon, thyroid hormone, steroid hormones), sugars that recognize lectins, immunoglobulins, ScFv, transferrin, lipoproteins, vitamins such as vitamin B12, peptide hormones or neuropeptides (tachykinins, neurotensin, VIP, endothelin, CGRP, CCK, ...), or any motif recognized by integrins, for example RGD peptide, or by other extrinsic proteins of the membrane cellular.
On peut utiliser des protéines entières, ou des séquences peptidiques dérivées de ces protéines, ou encore des peptides se fixant sur leur récepteur et obtenus par la technique de "phage display" ou par synthèse combinatoire. Whole proteins, or peptide sequences derived from these proteins, or peptides that bind to their receptor and obtained by the "phage display" technique or by combinatorial synthesis can be used.
Des signaux de ciblage intracellulaires peuvent être envisagés. Beaucoup de séquences d'adressage nucléaire (NLS) de composition en acides aminés variée ont été identifiées et permettent de cibler différentes protéines impliquées dans le transport nucléaire de protéines ou d'acides nucléiques. Parmi ces séquences figurent notamment des séquences courtes (le NLS de l'antigène T de SV40 (PKKKRKV,
SEQ ID N"11) est un exemple), des séquences bipartites (le NLS de la nucléoplasmine qui contient deux domaines essentiels pour le transport nucléaire KRPAATKKAGQAKKKKLDK, SEQ ID NO 12), ou la séquence M9 (NQSSNFGPMKGGNFGGRSSGPYGGGGQYFAKPRNQGGY, SEQ ID N0 13) de la protéine hnRNPA1. Les protéines portant ces séquences NLS se fixent sur des récepteurs spécifiques, tels que les récepteurs de la famille des importines ou karyophérines par exemple. Le rôle de ces séquence est d du noyau, où il est alors immédiatement disponible pour la machinerie de transcription, et peut être exprimé.Intracellular targeting signals can be envisioned. Many nuclear addressing sequences (NLS) of varied amino acid composition have been identified and allow to target different proteins involved in the nuclear transport of proteins or nucleic acids. These sequences include short sequences (the NLS of the SV40 T antigen (PKKKRKV,
SEQ ID No. 11) is an example), bipartite sequences (the NLS of nucleoplasmine which contains two essential domains for nuclear transport KRPAATKKAGQAKKKKLDK, SEQ ID No. 12), or the sequence M9 (NQSSNFGPMKGGNFGGRSSGPYGGGGQYFAKPRNQGGY, SEQ ID NO: 13) of hnRNPA1 protein Proteins bearing these NLS sequences bind to specific receptors, such as receptors of the importin or karyopherin family, for example.The role of these sequences is of the nucleus, where it is immediately available for the machinery. transcription, and can be expressed.
Les signaux de ciblage "mixtes", c'est-à-dire qui peuvent à la fois servir pour le ciblage intracellulaire et extracellulaire, entrent également dans le cadre de la présente invention. On peut par exemple citer les sucres qui ciblent des lectines qui se situent sur la membrane cellulaire mais également au niveau des pores nucléaire. Le ciblage par ces sucres concerne donc aussi bien le ciblage extracellulaire que l'import nucléaire. "Mixed" targeting signals, i.e., both for intracellular and extracellular targeting, are also within the scope of the present invention. It is possible, for example, to mention sugars which target lectins which are located on the cell membrane but also at the level of the nuclear pores. Targeting by these sugars therefore concerns both extracellular targeting and nuclear import.
D'autres signaux sont impliqués dans le ciblage mitochondrial (par exemple, la partie N-terminale de l'ornithine transcarbamylase (OTC) de rat permet le ciblage des mitochondries) ou dans l'adressage vers le réticulum endoplasmique. Enfin, certains signaux permettent la rétention nucléaire ou au niveau du réticulum endoplasmique (tels que la séquence KDEL). Other signals are involved in mitochondrial targeting (for example, the N-terminal part of ornithine transcarbamylase (OTC) from rat allows mitochondrial targeting) or targeting to the endoplasmic reticulum. Finally, some signals allow nuclear retention or at the level of the endoplasmic reticulum (such as the KDEL sequence).
Avantageusement, les peptides selon l'invention permettent de cibler spécifiquement certaines cellules ou certains compartiments cellulaires. A titre d'exemple, les peptides selon l'invention peuvent cibler des récepteurs ou des ligands à la surface de la cellule, notamment les récepteurs de l'insuline, de la transferrine, de l'acide folique, ou tout autre facteur de croissance, cytokines, ou vitamines, ou des polysaccharides particuliers à la surface de la cellule ou sur la matrice extracellulaire avoisinante. Advantageously, the peptides according to the invention make it possible to specifically target certain cells or certain cell compartments. By way of example, the peptides according to the invention can target receptors or ligands on the surface of the cell, in particular the insulin, transferrin, folic acid or any other growth factor receptors. , cytokines, or vitamins, or particular polysaccharides on the surface of the cell or on the surrounding extracellular matrix.
La synthèse de chimères oligonucléotide-peptide se fait en phase solide ou en solution et tient compte des propriétés de stabilité très différentes des oligonucléotides et des peptides [Erijita, R. et al., Synthesis ofdejînedpeptide-oligonucleotide hybrides containîng a nuclear transport signal sequence, Tetrahedron, 1991, 47(24), pp. 41134120]. En solution, des couplages en une étape sont envisageables : le signal de ciblage peut par exemple être synthétisé avec un groupement portant des fonctions disulfure, maléimide, amine, carboxyle, ester, époxyde, bromure de cyanogène, ou aldéhyde, et être couplé à un oligonucléotide modifié par un groupement terminal thiol, amine, ou carboxyle en position 3' ou 5'. Ces couplages se forment par établissement de liaisons disulfure, thioéther, ester, amide, ou amine entre l'oligonucléotide et le signal de ciblage. Toute autre méthode connue de l'homme du métier peut être utilisée, telle que les réactifs de couplage bifonctionnel par exemple. The synthesis of oligonucleotide-peptide chimeras is in solid phase or in solution and takes into account the very different stability properties of oligonucleotides and peptides [Erijita, R. et al., Synthesis of hybrid peptide-oligonucleotide containing a nuclear transport signal sequence, Tetrahedron, 1991, 47 (24), pp. 41134120]. In solution, couplings in one step are conceivable: the targeting signal may for example be synthesized with a group bearing disulfide, maleimide, amine, carboxyl, ester, epoxide, cyanogen bromide or aldehyde functions, and be coupled to a oligonucleotide modified with a terminal thiol, amine or carboxyl group at the 3 'or 5' position. These couplings are formed by establishing disulfide, thioether, ester, amide, or amine bonds between the oligonucleotide and the targeting signal. Any other method known to those skilled in the art can be used, such as bifunctional coupling reagents for example.
Un autre objet de l'invention concerne les compositions pharmaceutiques comprenant un vecteur tel que défini précédemment. Another subject of the invention relates to pharmaceutical compositions comprising a vector as defined above.
Avantageusement, les vecteurs selon l'invention peuvent être associés à un ou plusieurs agents connus pour transfecter l'ADN. On peut citer à titre d'exemple les lipides cationiques qui possèdent des propriétés intéressantes. Ces vecteurs sont constitués d'une partie polaire, cationique, interagissant avec l'ADN, et d'une partie lipidique, hydrophobe, favorisant la pénétration cellulaire. Des exemples particuliers de lipides cationiques sont notamment les lipides monocationiques (DOTA Lipofectint)), certains détergents cationiques (DDAB), les lipopolyamines et en particulier la dioctadécylamidoglycyl spermine (DOGS) ou la 5-carboxyspermylamide de la palmitoylphosphatidyléthanolamine (DPPES) dont la préparation a été décrite par exemple dans la demande de brevet EP 394 111. Une autre famille intéressante de lipopolyamines est représentée par les composés décrits dans la demande de brevet
WO 97/18185 incorporée à la présente par référence. De nombreux autres lipides cationiques ont été développés et peuvent être utilisés avec les vecteurs selon l'invention.Advantageously, the vectors according to the invention may be combined with one or more agents known to transfect the DNA. By way of example, mention may be made of cationic lipids which have advantageous properties. These vectors consist of a polar part, cationic, interacting with the DNA, and a lipid part, hydrophobic, promoting cell penetration. Particular examples of cationic lipids are in particular monocationic lipids (DOTA Lipofectint)), certain cationic detergents (DDAB), lipopolyamines and in particular dioctadecylamidoglycyl spermine (DOGS) or 5-carboxyspermylamide of palmitoylphosphatidylethanolamine (DPPES) whose preparation has has been described for example in the patent application EP 394 111. Another interesting family of lipopolyamines is represented by the compounds described in the patent application.
WO 97/18185 incorporated herein by reference. Many other cationic lipids have been developed and can be used with the vectors according to the invention.
Parmi les agents de transfection synthétiques développés, les polymères cationiques de type polylysine et DEAE dextran sont également avantageux. I1 est aussi possible d'utiliser les polymères de polyéthylène imine (PEI) et de polypropylène imine (PPI) qui sont accessibles commercialement et peuvent être préparés selon le procédé décrit dans la demande de brevet WO 96/02655. Among the synthetic transfection agents developed, cationic polymers of polylysine and DEAE dextran type are also advantageous. It is also possible to use polyethylene imine (PEI) and polypropylene imine (PPI) polymers which are commercially accessible and can be prepared according to the process described in patent application WO 96/02655.
D'une manière générale, tout agent connu pour transfecter l'acide nucléique peut être associé aux vecteurs selon l'invention. In general, any agent known to transfect the nucleic acid can be associated with the vectors according to the invention.
Les compositions peuvent en outre comporter des adjuvants capables de s'associer aux complexes vecteur selon l'invention/agent de transfection et d'en améliorer le pouvoir transfectant. Dans un autre mode de mise en oeuvre, la présente invention concerne donc des compositions comprenant un vecteur tel que défini précédemment, un ou plusieurs agents de transfection tels que définis ci-avant et un ou plusieurs adjuvants capables de s'associer aux complexes vecteur/agent(s) de transfection et d'en améliorer le pouvoir transfectant. La présence de ce type d'adjuvant (lipides, peptides ou protéines par exemple) peut permettre avantageusement d'augmenter le pouvoir transfectant des composés. The compositions may further comprise adjuvants capable of associating with the vector complexes according to the invention / transfection agent and of improving their transfecting capacity. In another embodiment, the present invention therefore relates to compositions comprising a vector as defined above, one or more transfection agents as defined above and one or more adjuvants capable of associating with the vector / complexes. transfection agent (s) and to improve transfecting capacity. The presence of this type of adjuvant (lipids, peptides or proteins, for example) may advantageously make it possible to increase the transfecting power of the compounds.
Dans cette optique, les compositions de l'invention peuvent comprendre comme adjuvant, un ou plusieurs lipides neutres dont l'utilisation est particulièrement avantageuse. La demanderesse a en effet montré que l'addition d'un lipide neutre permet d'améliorer la formation des particules nucléolipidiques et de favoriser la pénétration de la particule dans la cellule en déstabilisant sa membrane. In this regard, the compositions of the invention may comprise as adjuvant, one or more neutral lipids whose use is particularly advantageous. The Applicant has in fact shown that the addition of a neutral lipid makes it possible to improve the formation of the nucleolipid particles and to promote the penetration of the particle into the cell by destabilizing its membrane.
Plus préférentiellement, les lipides neutres utilisés dans le cadre de la présente invention sont des lipides à 2 chaînes grasses. De manière particulièrement avantageuse, on utilise des lipides naturels ou synthétiques, zwitterioniques ou dépourvus de charge ionique dans les conditions physiologique. I1 peuvent être choisis plus particulièrement parmi la dioleoylphosphatidyléthanolamine (DOPE), I'oléoyl-palmitoylphosphatidyléthanolamine (POPE), les di-stéaroyl, -palmitoyl, mirystoyl phosphatidyléthanolamines ainsi que leurs dérivé N-méthylés 1 à 3 fois, les phosphatidylglycérols, les diacylglycérols, les glycosyldiacylglycérols, les cérébrosides (tels que notamment les galactocérébrosides), les sphingolipides (tels que notamment les sphingomyélines) ou encore les asialogangliosides (tels que notamment les asialoGM 1 et GM2). More preferably, the neutral lipids used in the context of the present invention are lipids with 2 fatty chains. Particularly advantageously, natural or synthetic lipids, zwitterionic or lacking ionic charge under physiological conditions are used. They may be chosen more particularly from dioleoylphosphatidylethanolamine (DOPE), oleoyl palmitoylphosphatidylethanolamine (POPE), di-stearoyl, -palmitoyl, mirystoyl phosphatidylethanolamines and their N-methylated derivatives 1 to 3 times, phosphatidylglycerols, diacylglycerols, glycosyldiacylglycerols, cerebrosides (such as in particular galactocerebrosides), sphingolipids (such as in particular sphingomyelins) or asialogangliosides (such as in particular AsialoGM 1 and GM2).
Ces différents lipides peuvent être obtenus soit par synthèse, soit par extraction à partir d'organes (exemple : le cerveau) ou d'oeufs, par des techniques classiques bien connues de l'homme du métier. En particulier, l'extraction des lipides naturels peut être réalisée au moyen de solvants organiques (voir également
Lehninger, Biochemistry). These different lipids can be obtained either by synthesis, or by extraction from organs (example: the brain) or eggs, by conventional techniques well known to those skilled in the art. In particular, the extraction of natural lipids can be carried out using organic solvents (see also
Lehninger, Biochemistry).
La demanderesse a démontré qu'il était également particulièrement avantageux d'employer à titre d'adjuvant, un composé intervenant ou non directement au niveau de la condensation de l'ADN (WO 96/25508). La présence d'un tel composé, au sein d'une composition selon l'invention permet de diminuer la quantité de composé transfectant, avec les conséquences bénéfiques qui en découlent sur le plan toxicologique, sans porter un préjudice quelconque à l'activité transfectante. Par composé intervenant au niveau de la condensation de l'acide nucléique, on entend définir un composé compactant, directement ou non, 1'ADN. Plus précisément, ce composé peut soit agir directement au niveau de l'ADN à transfecter soit intervenir au niveau d'un composé annexe qui lui est directement impliqué dans la condensation de cet acide nucléique. De préférence, il agit directement au niveau de l'ADN. Selon un mode de réalisation préféré, cet agent intervenant au niveau de la condensation de l'ADN est constitué, en tout ou partie, de motifs peptidiques (KTPKKAKKP) et/ou (ATPAKKAA), le nombre des motifs pouvant varier entre 2 et 10. Dans la structure du composé selon l'invention, ces motifs peuvent être répétés de manière continue ou non. C'est ainsi qu'ils peuvent être séparés par des liens de nature biochimique, par exemple un ou plusieurs acides aminés ou de nature chimique. Un tel agent peut également dériver en tout ou partie d'une histone, d'une nucléoline, d'une protamine et/ou de l'un de leurs dérivés. The Applicant has demonstrated that it is also particularly advantageous to use as an adjuvant, a compound that may or may not be directly involved in the condensation of DNA (WO 96/25508). The presence of such a compound, within a composition according to the invention makes it possible to reduce the amount of transfecting compound, with the beneficial consequences that derive therefrom from a toxicological point of view, without causing any harm to the transfecting activity. By compound involved in the condensation of the nucleic acid is meant to define a compacting compound, directly or indirectly, DNA. More specifically, this compound can either act directly at the level of the DNA to be transfected or intervene at the level of an additional compound directly involved in the condensation of this nucleic acid. Preferably, it acts directly on the DNA. According to a preferred embodiment, this agent involved in the condensation of DNA consists, in whole or in part, of peptide units (KTPKKAKKP) and / or (ATPAKKAA), the number of patterns may vary between 2 and 10. In the structure of the compound according to the invention, these units can be repeated continuously or not. Thus they can be separated by links of a biochemical nature, for example one or more amino acids or of a chemical nature. Such an agent may also derive in whole or in part from a histone, a nucleolin, a protamine and / or one of their derivatives.
L'invention a également pour objet l'utilisation des vecteurs tels que définis ciavant pour la transfection d'ADN dans des cellules primaires ou dans des lignées cellulaires établies. I1 peut s'agir de cellules fibroblastiques, musculaires, nerveuses (neurones, astrocytes, cellules gliales), hépatiques, de la lignée hématopoiétique (lymphocytes, CD34, dendritiques, etc...), épithéliales, etc..., sous forme différenciées ou pluripotentes (précurseurs). The subject of the invention is also the use of the vectors as defined above for the transfection of DNA into primary cells or into established cell lines. It can be fibroblastic, muscular, nerve cells (neurons, astrocytes, glial cells), liver cells, haematopoietic line (lymphocytes, CD34, dendritic, etc.), epithelial cells, etc., in differentiated form. or pluripotent (precursors).
Les vecteurs de l'invention peuvent à titre illustratif être utilisés pour la transfection in vitro ou in vivo d'ADN codant pour des protéines ou des polypeptides. The vectors of the invention may, for illustrative purposes, be used for the in vitro or in vivo transfection of DNA encoding proteins or polypeptides.
Pour des utilisations in vivo, soit en thérapie soit pour l'étude de la régulation de gènes ou la création de modèles animaux de pathologies, les compositions selon
I'invention peuvent être formulées en vue d'administrations par voie topique, cutanée, orale, rectale, vaginale, parentérale, intranasale, intraveineuse, intramusculaire, souscutanée, intraoculaire, transdermique, intratrachéale, intrapéritonéale, etc... De préférence, les compositions de l'invention contiennent un véhicule pharmaceutiquement acceptable pour une formulation injectable, notamment pour une injection directe au niveau de l'organe désiré, ou pour une administration par voie topique (sur peau et/ou muqueuse). I1 peut s'agir en particulier de solutions stériles, isotoniques, ou de compositions sèches, notamment lyophilisées, qui, par addition selon le cas d'eau stérilisée ou de sérum physiologique, permettent la constitution de solutés injectables. Les doses d'acide nucléique utilisées pour l'injection ainsi que le nombre d'administrations peuvent être adaptées en fonction de différents paramètres, et notamment en fonction du mode d'administration utilisé, de la pathologie concernée, du gène à exprimer, ou encore de la durée du traitement recherchée. En ce qui concerne plus particulièrement le mode d'administration, il peut s'agir soit d'une injection directe dans les tissus ou les voies circulatoires, soit d'un traitement de cellules en culture suivi de leur réimplantation in vivo, par injection ou greffe.For uses in vivo, either in therapy or for the study of the regulation of genes or the creation of animal models of pathologies, the compositions according to
The invention may be formulated for administration by topical, cutaneous, oral, rectal, vaginal, parenteral, intranasal, intravenous, intramuscular, subcutaneous, intraocular, transdermal, intratracheal, intraperitoneal, etc. Preferably, the compositions of the invention contain a pharmaceutically acceptable vehicle for an injectable formulation, in particular for direct injection into the desired organ, or for topical administration (to skin and / or mucosa). It may be in particular sterile solutions, isotonic, or dry compositions, including freeze-dried, which, by the addition of sterilized water or saline solution, allow the constitution of injectable solutions. The nucleic acid doses used for the injection as well as the number of administrations may be adapted according to various parameters, and in particular according to the mode of administration used, the pathology concerned, the gene to be expressed, or the duration of the desired treatment. As regards more particularly the mode of administration, it may be either a direct injection into the tissues or the circulatory pathways, or a treatment of cells in culture followed by their reimplantation in vivo, by injection or graft.
L'invention concerne en outre une méthode de transfection d'ADN dans les cellules comprenant les étapes suivantes
(1) synthèse de la chimère oligonucléotide - signal de ciblage selon le procédé décrit précédemment,
(2) mise en contact de la chimère synthétisée en (1) avec un ADN double brin pour former des triples hélices,
(3) complexation du vecteur obtenu en (2) avec un ou plusieurs agents de transfection et/ou un ou plusieurs adjuvant(s), et
(4) mise en contact des cellules avec le complexe formé en (3).The invention further relates to a method of transfection of DNA into cells comprising the following steps
(1) synthesis of the oligonucleotide chimera - targeting signal according to the method described above,
(2) contacting the chimera synthesized in (1) with a double-stranded DNA to form triple helices,
(3) complexation of the vector obtained in (2) with one or more transfection agents and / or one or more adjuvant (s), and
(4) contacting the cells with the complex formed in (3).
La mise en contact des cellules avec le complexe peut être réalisée par incubation des cellules avec ledit complexe (pour de utilisations in vitro ou ex vivo), ou par injection du complexe dans un organisme (pour des utilisations in vivo). The cells can be brought into contact with the complex by incubating the cells with said complex (for in vitro or ex vivo uses), or by injecting the complex into an organism (for in vivo uses).
La présente invention fournit ainsi une méthode particulièrement avantageuse pour la transfection d'ADN in vivo, ou in vitro, notamment pour le traitement de maladies, comprenant l'administration in vivo ou in vitro d'un vecteur selon l'invention contenant un acide nucléique apte à corriger ladite maladie. Plus particulièrement, cette méthode est applicable aux maladies résultant d'une déficience en un produit protéique ou peptidique, 1'ADN administré codant pour ledit produit protéique ou peptidique. La présente invention s'étend à toute utilisation d'un vecteur selon l'invention pour la transfection in vivo ou in vitro de cellules. The present invention thus provides a particularly advantageous method for transfection of DNA in vivo, or in vitro, in particular for the treatment of diseases, comprising the in vivo or in vitro administration of a vector according to the invention containing a nucleic acid. adapted to correct said disease. More particularly, this method is applicable to diseases resulting from a deficiency in a protein or peptide product, the administered DNA coding for said protein or peptide product. The present invention extends to any use of a vector according to the invention for the in vivo or in vitro transfection of cells.
L'invention concerne également toute cellule recombinante contenant un vecteur tel que défini ci-avant. Il s'agit préférentiellement de cellules eucaryotes, par exemple des levures, des cellules animales, etc... Ces cellules sont obtenues par toute technique permettant l'introduction d'un ADN dans une cellule donnée et connue de l'homme du métier. The invention also relates to any recombinant cell containing a vector as defined above. These are preferably eukaryotic cells, for example yeasts, animal cells, etc. These cells are obtained by any technique allowing the introduction of a DNA into a given cell and known to those skilled in the art.
Les exemples suivants destinés à illustrer l'invention sans en limiter la portée,, permettent de mettre en évidence d'autres caractéristiques et avantages de la présente invention. The following examples intended to illustrate the invention without limiting its scope, make it possible to demonstrate other characteristics and advantages of the present invention.
FIGURES
Figure 1: Couplage d'un oligonucléotide (ODN) et du peptide maléimide-NLS.FIGURES
Figure 1: Coupling of an oligonucleotide (ODN) and maleimide-NLS peptide.
Figure 2 : Analyse sur gel de polyacrylamide 15% de la chimère oligonucléotide peptide (Pso-GA19-NLS) par action protéolytique de la trypsine.Figure 2: 15% polyacrylamide gel analysis of oligonucleotide peptide chimera (Pso-GA19-NLS) by proteolytic action of trypsin.
1 = oligo Pso-GA19-SH 2 = chimère oligonucléotide-peptide Pso-GA19-NLS 3 = chimère oligonucléotide-peptide P so-GA 1 s-NL S après digestion par la trypsine
Figure 3 : représentation schématique du plasmide pXL2813. 1 = oligo Pso-GA19-SH 2 = oligonucleotide-peptide chimera Pso-GA19-NLS 3 = oligonucleotide-peptide chimera P so-GA 1 s-NL S after digestion with trypsin
Figure 3: Schematic representation of plasmid pXL2813.
Figure 4 : représentation schématique du plasmide pXL2652. Figure 4: Schematic representation of the plasmid pXL2652.
L'oligonucléotide pso-GAls-NLS et le plasmide sont mélangés dans un tampon contenant 100 mM de MgC12. L'excès en molarité de l'oligonucléotide par rapport au plasmide varie de O à 200. Le mélange est photoactivé, après une nuit à 370C, puis digéré par deux enzymes de restriction qui coupent le plasmide de part et d'autre de la région de formation des triples hélices.The pso-GAls-NLS oligonucleotide and the plasmid are mixed in a buffer containing 100 mM MgCl 2. The molar excess of the oligonucleotide relative to the plasmid varies from 0 to 200. The mixture is photoactivated, after one night at 370C, and then digested with two restriction enzymes which cut the plasmid on both sides of the region. training of triple helices.
1 = pas d'oligonucléotide 2 = excès en molarité d'oligonucléotide par rapport au plasmide de 15 3 = excès en molarité d'oligonucléotide par rapport au plasmide de 50 4 = excès en molarité d'oligonucléotide par rapport au plasmide de 100 5 = excès en molarité d'oligonucléotide par rapport au plasmide de 200 6 = oligonucléotide seul photoactivé 7 = oligonucléotide seul non photoactivé 8 = excès en molarité d'oligonucléotide par rapport au plasmide de 30, le mélange n'ayant pas été photoactivé.1 = no oligonucleotide 2 = oligonucleotide molar excess relative to the plasmid of 3 = molar oligonucleotide excess relative to the plasmid of 50 4 = oligonucleotide molar excess relative to the plasmid of 100 5 = oligonucleotide molar excess over plasmid of 200 6 = oligonucleotide alone photoactivated 7 = oligonucleotide alone non-photoactivated 8 = molar excess of oligonucleotide relative to plasmid of 30, the mixture not being photoactivated.
Figure 6 : Expression du transgène (ss-galactosidase) pour des essais effectués avec le plasmide pXL2813 seul, le vecteur pXL2813-Pso-GA19-NLS, et sans plasmide.Figure 6: Transgene expression (s-galactosidase) for assays performed with plasmid pXL2813 alone, vector pXL2813-Pso-GA19-NLS, and without plasmid.
Figure 7 : Caractérisation de la partie peptidique de la chimère oligonucléotidepeptide Pso-GA19-NLS par interaction avec l'importine 60-GST (analyse sur gel de polyacrylamide 15%).Figure 7: Characterization of the peptide part of the Pso-GA19-NLS oligonucleotide peptide chimera by interaction with importin 60-GST (15% polyacrylamide gel analysis).
1 = oligo Pso-GAl9 (1cl) 2 = chimère oligonucléotide-peptide Pso-GA19-NLS (lzg) 3 = surnageant récupéré après incubation des billes-glutathion recouvertes d'importines 60 et de l'oligonuclêotide Pso-GAls, et séparation du culot de billes (contenant les éléments interagissant avec les importines) du surnageant 4 = culot récupéré après incubation des billes-glutathion recouvertes d'importines 60 et de l'oligonucléotide Pso-GAls, et séparation du culot de billes (contenant les éléments interagissant avec les importines) du surnageant 5 = surnageant récupéré après incubation des billes-glutathion recouvertes d'importines 60 et de la chimère oligonucléotide-peptide Pso-GA19-NLS, et séparation du culot de billes (contenant les éléments interagissant avec les importines) du surnageant 6 = culot récupéré après incubation des billes-glutathion recouvertes d'importines 60 et de la chimère oligonucléotide-peptide Pso-GA19-NLS, et séparation du culot de billes (contenant les éléments interagissant avec les importines) du surnageant.1 = oligo Pso-GA19 (1cl) 2 = oligonucleotide-peptide Pso-GA19-NLS (1zg) 3 = supernatant recovered after incubation of the glutathione-coated glutathione beads 60 and the oligonucleotide Pso-GAls, and separation of the bead pellet (containing the elements interacting with the importers) of the supernatant 4 = pellet recovered after incubation of the glutathione-coated glutathione beads 60 and the oligonucleotide Pso-GAls, and separation of the pellet of beads (containing the elements interacting with the supernatants 5 = supernatant recovered after incubation of the importin 60-coated glutathione beads and the Pso-GA19-NLS oligonucleotide-peptide chimera, and separation of the pellets pellet (containing the importin interacting elements) from the supernatant 6 = pellet recovered after incubation of the glutathione-coated glutathione beads 60 and the oligonucleotide-peptide Pso-GA19-NLS chimera, and separation of the pellet from beads ( containing the elements interacting with the imports) of the supernatant.
Figure 8 : Analyse sur gel de polyacrylamide 15% de la chimère oligonucléotidepeptide (GA19-NLS) par action protéolytique de la trypsine.Figure 8: 15% polyacrylamide gel analysis of the oligonucleotide peptide (GA19-NLS) chimera by proteolytic action of trypsin.
1 = oligo GA19-SH (200 ng) 2 = chimère oligonucléotide-peptide GA19-NLS (1cl) avant purification par chromatographie liquide à haute pression 3 = chimère oligonucléotide-peptide GA19-NLS (lzg) après purification 4 = chimère oligonucléotide-peptide GA19-NLS après digestion par la trypsine (1Clg). 1 = GA19-SH oligo (200 ng) 2 = GA19-NLS oligonucleotide-peptide chimera (1cl) before purification by high-pressure liquid chromatography 3 = GA19-NLS oligonucleotide-peptide chimera (1zg) after purification 4 = oligonucleotide-peptide chimera GA19-NLS after digestion with trypsin (1Clg).
Figure 9 : Représentation graphique de la cinétique de formation des triples hélices (% de sites de triples hélices occupé en fonction du temps) entre le plasmide pXL2813 et la chimère GA19-NLS.FIG. 9: Graphical representation of the kinetics of formation of the triple helices (% of sites of triple helices occupied as a function of time) between the plasmid pXL2813 and the chimera GA19-NLS.
Figure 10 : Caractérisation de la partie peptidique de la chimère oligonucléotidepeptide GA19-NLS par interaction avec l'importine 60-GST.Figure 10: Characterization of the peptide part of the GA19-NLS oligonucleotide peptide chimera by interaction with the importin 60-GST.
1 = chimère oligonucléotide-peptide GA19-NLS, 2 = oligo GA19, 3 = surnageant récupéré après incubation des billes-glutathion recouvertes d'importines 60 et de la chimère oligonucléotide-peptide GA19-NLS, et séparation du culot de billes (contenant les éléments interagissant avec les importines) du surnageant, 4 = culot récupéré après incubation des billes-glutathion recouvertes d'importines 60 et de la chimère oligonucléotide-peptide GA19-NLS, et séparation du culot de billes (contenant les éléments interagissant avec les importines) du surnageant, 5 = surnageant récupéré après incubation des billes-glutathion recouvertes d'importines 60 et de l'oligonucléotide GA19 et séparation du culot de billes (contenant les éléments interagissant avec les importines) du surnageant, 6 = culot récupéré après incubation des billes-glutathion recouvertes d'importines 60 et de l'oligonucléotide GA19, et séparation du culot de billes (contenant les éléments interagissant avec les importines) du surnageant. 1 = oligonucleotide-peptide chimeric GA19-NLS, 2 = oligo GA19, 3 = supernatant recovered after incubation of the glutathione-coated glutathione beads 60 and the oligonucleotide-peptide chimeric GA19-NLS, and separation of the pellet from the beads (containing the elements interacting with the importines) of the supernatant, 4 = pellet recovered after incubation of the glutathione-glutathione beads coated with importines 60 and the oligonucleotide-peptide chimera GA19-NLS, and separation of the pellet of beads (containing the elements interacting with the iminins) supernatant, 5 = supernatant recovered after incubation of the importin 60-coated glutathione beads and GA19 oligonucleotide and separation of the pellet pellet (containing the importin interacting elements) from the supernatant, 6 = pellet recovered after incubation of the beads -glutathion coated with importines 60 and oligonucleotide GA19, and separation of the pellet from beads (containing the elements interagi with the imports) of the supernatant.
MATERIEL ET METHODES 1. Couplage des oligonucléotides et des peptides
Les oligonucléotides
Les oligonucléotides utilisés ont une longueur de 19 bases et leur séquence commune est 5 '-AAGGAGAGGAGGGAGGGAA-3' (SEQ ID N"4). Ces oligonucléotides sont référencés sous le nom GA19 dans la suite du texte.MATERIAL AND METHODS 1. Coupling of oligonucleotides and peptides
Oligonucleotides
The oligonucleotides used have a length of 19 bases and their common sequence is 5 '-AAGGAGAGGAGGGAGGGAA-3' (SEQ ID NO: 4) These oligonucleotides are referred to under the name GA19 in the rest of the text.
Les oligonucléotides notés GA19-SH ont la même séquence et un groupement thiol à l'extrémité 5', avec un espaceur de six carbones entre le thiol et le phosphate de l'extrémité 5'. Les oligonucléotides notés Pso-GAI9-SH ont un groupement thiol à l'extrémité 3', et en plus, un psoralène à l'extrémité 5', avec un espaceur de six carbones entre le psoralène et le phosphate de l'extrémité 5'. Les oligonucléotides notés Pso-GAls n'ont pas de groupement thiol.The oligonucleotides labeled GA19-SH have the same sequence and a thiol group at the 5 'end, with a six-carbon spacer between the thiol and the 5' end phosphate. The oligonucleotides labeled Pso-GAI9-SH have a thiol group at the 3 'end, and in addition, a psoralen at the 5' end, with a six-carbon spacer between psoralen and 5 'end phosphate. . The oligonucleotides labeled Pso-GAls do not have a thiol group.
La nomenclature utilisée est résumée dans le tableau I ci-dessous
The nomenclature used is summarized in Table I below
<tb> nom <SEP> de <SEP> l'oligonucléotide <SEP> modification <SEP> de <SEP> l'extrémité <SEP> 3' <SEP> modification <SEP> de <SEP> l'extrémité <SEP> 5
<tb> <SEP> GA19 <SEP> aucune <SEP> aucune
<tb> <SEP> GA19-SH <SEP> aucune <SEP> groupement <SEP> thiol
<tb> <SEP> Pso-GA19 <SEP> aucune <SEP> psoralène
<tb> <SEP> Pso-GA19-SH <SEP> groupement <SEP> thiol <SEP> i <SEP> psoralène
<tb>
Tableau I
Ces oligonucléotides lyophilisés sont repris dans un tampon acétate de triéthylammonium 100 mM, pH = 7. <tb> name <SEP> of <SEP> oligonucleotide <SEP> modification <SEP> of <SEP> end <SEP> 3 '<SEP> modification <SEP> of <SEP> end <SEP> 5
<tb><SEP> GA19 <SEP> none <SEP> none
<tb><SEP> GA19-SH <SEP> no <SEP> group <SEP> thiol
<tb><SEP> Pso-GA19 <SEP> no <SEP> psoralen
<tb><SEP> Pso-GA19-SH <SEP> group <SEP> thiol <SEP> i <SEP> psoralen
<Tb>
Table I
These lyophilized oligonucleotides are taken up in a 100 mM triethylammonium acetate buffer, pH = 7.
Les peptides
Les peptides utilisés pour les couplages sont synthétisés par un automate en phase solide. Ils contiennent: - soit la séquence de localisation nucléaire de l'antigène T de SV40 (PKKKRKV,
SEQ ID N01 1), - soit la même séquence mutée (PKNKRKV, SEQ ID N"14) qui ne permet ni le ciblage ni le transport nucléaire (du fait de la mutation).Peptides
The peptides used for the couplings are synthesized by a solid phase automaton. They contain: - either the nuclear localization sequence of the SV40 T antigen (PKKKRKV,
SEQ ID NO: 1), or the same mutated sequence (PKNKRKV, SEQ ID No. 14) which does not allow targeting or nuclear transport (because of the mutation).
Ces peptides portent également un espaceur de quatre acides aminés à l'extrémité Nterminale : KGAG. La lysine N-terminale est modifiée chimiquement: elle contient un groupement maléimide sur le carbone E et un groupement protecteur 9 fluorenylméthyloxycarbonyl (Fmoc) sur l'amine du carbone a. Ce groupement Fmoc absorbe à 260 nm ce qui permet de suivre le peptide par chromatographie liquide à haute pression en phase inverse. Le groupement C-terminal est également protégé (groupement CONH2), la protection étant ajoutée en fin de synthèse peptidique.These peptides also carry a spacer of four amino acids at the N-terminal end: KGAG. The N-terminal lysine is chemically modified: it contains a maleimide group on carbon E and a fluorenylmethyloxycarbonyl (Fmoc) protecting group on the amine of carbon a. This Fmoc group absorbs at 260 nm which makes it possible to follow the peptide by reverse phase high pressure liquid chromatography. The C-terminal group is also protected (CONH2 group), the protection being added at the end of peptide synthesis.
La représentation des peptides est indiquée dans le tableau II ci-dessous
The representation of the peptides is shown in Table II below
<tb> <SEP> nom <SEP> du <SEP> peptide <SEP> séquence <SEP> et <SEP> modifications
<tb> <SEP> maléimide <SEP> KGAGPKKKRKV-CONH,
<tb> <SEP> maléimide-NLS <SEP> cl
<tb> <SEP> F <SEP> moz
<tb> <SEP> F[oc
<tb> malnmide <SEP> KGAGPKNKRKV-CONH,
<tb> <SEP> )moc
<tb>
Tableau II
Les peptides lyophilisés sont repris dans un tampon acétate de triéthylammonium 100 mM, pH = 7. La concentration est de 0,4 mg/ml.<tb><SEP> name <SEP> of <SEP> peptide <SEP> sequence <SEP> and <SEP> changes
<tb><SEP> Maleimide <SEP> KGAGPKKKRKV-CONH,
<tb><SEP> maleimide-NLS <SEP> cl
<tb><SEP> F <SEP> moz
<tb><SEP> F [oc
<tb> malnmide <SEP> KGAGPKNKRKV-CONH,
<tb><SEP>) moc
<Tb>
Table II
The lyophilized peptides are taken up in a 100 mM triethylammonium acetate buffer, pH = 7. The concentration is 0.4 mg / ml.
Les counlages
Pour le couplage avec les oligonucléotides, la stratégie utilisée consiste à faire réagir le groupement thiol porté par l'oligonucléotide et le groupement maléimide porté par containing a nuclear transport signal sequence, Tetrahedron, 1991, 47(24), pp. 4113 4120]. The counlages
For oligonucleotide coupling, the strategy employed is to react the thiol moiety carried by the oligonucleotide and the maleimide moiety carried by containing a nuclear transport signal sequence, Tetrahedron, 1991, 47 (24), pp. 4113 4120].
L'oligonucléotide est ajouté à la solution de peptide de façon équimolaire et le milieu réactionnel est laissé deux heures à température ambiante. La chimère oligonucléotide-peptide est purifiée par chromatographie liquide à haute pression en phase inverse, sur colonne Vydac C8 contenant de la silice sphéroïdale de diamètre 5 m et de porosité 300 A. On utilise un tampon acétate de triéthylammonium (TEAA) 0,1 M et un gradient d'acétonitrile passant de 5% à 50% en 35 minutes. Les produits sont détectés à 260 nm.The oligonucleotide is added to the peptide solution equimolarly and the reaction medium is left for two hours at room temperature. The oligonucleotide-peptide chimera is purified by reversed-phase high-pressure liquid chromatography on a Vydac C8 column containing spheroidal silica 5 m in diameter and 300 A porosity. 0.1 M Triethylammonium acetate (TEAA) buffer is used. and a gradient of acetonitrile from 5% to 50% in 35 minutes. The products are detected at 260 nm.
Analyse des chimères par diestion à la trypsine
Les conjugués oligonucléotide-peptide sont soumis à l'action protéolytique de la trypsine qui permet de mettre en évidence la partie peptidique de la chimère [Reed
M.W. et al, Synthesis and evaluation of nuclear targeting peptide-antisens oligodeoxynucleotîde conjugates, Bioconjugate Chemistry, 1995, 6, pp.101-108]. Des solutions contenant 1 pg d'oligonucléotide-peptide dans 7 l de tampon de purification tréthylammonium (TEAA) 0,1 M sont mélangés à I 1ll d'une solution de trypsine (5 mg/ml). On y ajoute 1 1ll de tampon Tris 100 mM, HCl pH = 9, et 1 1ll d'EDTA 500 mM. Après une digestion d'une heure, les échantillons sont déposés dans les puits d'un gel de polyacrylamide à 15%, urée 7 M. L'électrophorèse est faite en tampon Tris 100 mM, acide borique 90 mM, EDTA 1 mM, pH = 8,3. Les acides nucléiques sont révélés par une coloration à l'argent grâce à un kit Biorad.Analysis of chimeras by diestion with trypsin
The oligonucleotide-peptide conjugates are subjected to the proteolytic action of trypsin which makes it possible to highlight the peptide part of the chimera [Reed
MW et al, Synthesis and Evaluation of Nuclear Targeting Peptide-Antisense Oligodeoxynucleotide Conjugates, Bioconjugate Chemistry, 1995, 6, pp.101-108]. Solutions containing 1 μg of oligonucleotide-peptide in 7 μl of 0.1M trethylammonium purification buffer (TEAA) are mixed with 1 μl of a trypsin solution (5 mg / ml). 1 μl of 100 mM Tris buffer, pH = 9 HCl, and 1 μl of 500 mM EDTA are added. After digestion for one hour, the samples are placed in the wells of a 15% polyacrylamide gel, 7M urea. The electrophoresis is made in 100 mM Tris buffer, 90 mM boric acid, 1 mM EDTA, pH = 8.3. The nucleic acids are revealed by silver staining with a Biorad kit.
2. Formation de triples hélices avec les chimères
Le plasmide
Le plasmide utilisé pour étudier la formation de triples hélices avec les chimères oligonucléotide-peptide est appelé pXL2813 (7257 pb). Ce plasmide exprime le gène de la ss-galactosidase sous contrôle du promoteur fort des gènes précoces du
Cytomégalovirus (CMV), ainsi que le gène de résistance à l'Ampicilline. 2. Formation of triple helices with the chimeras
The plasmid
The plasmid used to study the formation of triple helices with the oligonucleotide-peptide chimeras is called pXL2813 (7257 bp). This plasmid expresses the β-galactosidase gene under the control of the strong promoter of the early genes of the
Cytomegalovirus (CMV), as well as the resistance gene to Ampicillin.
En amont du promoteur, entre les positions 7238 et 7256, la séquence GA19 (5'
AAGGAGAGGAGGGAGGGAA-3', SEQ ID N02) a été clonée selon les méthodes classiques de biologie moléculaire.Upstream of the promoter, between positions 7238 and 7256, the sequence GA19 (5 '
AAGGAGAGGAGGGAGGGAA-3 ', SEQ ID NO2) was cloned according to standard methods of molecular biology.
Elle a été clonée dans le plasmide pXL2652 (de 7391 pb et dont la représentation est schématisée dans la figure 4) qui exprime le gène de la ss-Galactosidase sous contrôle du promoteur fort des gènes précoces du Cytomégalovirus (CMV), ainsi que le gène de résistance à l'Ampicilline. Ce promoteur provient de pCDNA3, le gène LacZ et son polyA proviennent de pCH1 10, et le reste provient de pGL2.It was cloned into the plasmid pXL2652 (of 7391 bp and whose representation is shown schematically in FIG. 4) which expresses the ss-Galactosidase gene under the control of the strong promoter of the early genes of Cytomegalovirus (CMV), as well as the gene resistance to Ampicillin. This promoter comes from pCDNA3, the LacZ gene and its polyA come from pCH1 10, and the rest comes from pGL2.
Les séquences ont été clonées en amont du promoteur entre les sites uniques de coupure des enzymes MunI et XmaI. Pour cela, les deux oligonucléotides complémentaires contenant la séquence à cloner 6651 (5'- AATTGATTCCTCTCCTCCCTCCCTTAC-3') et 6652 (3'
CTAAGGAGAGGAGGGAGGGAATGGG-5') ont été chauffés pendant 5 minutes à 95 C, puis hybridés en laissant la température redescendre lentement. Le plasmide pXL2652 a ensuite été digéré par les enzymes MunI et XmaI, pendant 2 heures à 37 C, et les produits de cette double digestion ont été séparés par électrophorèse sur gel d'agarose à 1% et coloration au bromure d'éthidium.The sequences were cloned upstream of the promoter between the unique cleavage sites of MunI and XmaI enzymes. For this purpose, the two complementary oligonucleotides containing the sequence to be cloned 6651 (5'-AATTGATTCCTCTCCTCCCTCCCTTAC-3 ') and 6652 (3'
CTAAGGAGAGGAGGGAGGGAATGGG-5 ') were heated for 5 minutes at 95 ° C. and then hybridized, allowing the temperature to drop slowly. The plasmid pXL2652 was then digested with the MunI and XmaI enzymes, for 2 hours at 37 ° C., and the products of this double digestion were separated by electrophoresis on 1% agarose gel and staining with ethidium bromide.
Le fragment d'intérêt pour la suite du clonage a été élué selon le protocole Jetsorb (Genomed) et 200 ng de ce fragment ont été reliés à 10 ng du mélange d'oligonucléotides hybridés par la T4 ligase, pendant 16 heures à 16 C.The fragment of interest for the continuation of the cloning was eluted according to the Jetsorb protocol (Genomed) and 200 ng of this fragment were connected to 10 ng of the mixture of oligonucleotides hybridized with T4 ligase, for 16 hours at 16 C.
Des bactéries E.Coli, compétentes, de souche DHSa ont été transformées par électroporation avec le produit de la réaction, étalées sur des boîtes de Pétri contenant du milieu LB et de l'Ampicilline. Les clones résistants à l'Ampicilline ont été sélectionnés et l'ADN a été extrait par lyse alcaline et analysé sur gel d'agarose à 1%.Competent E. coli bacteria of DHSa strain were electroporated with the reaction product, plated on Petri dishes containing LB medium and Ampicillin. Ampicillin resistant clones were selected and the DNA was extracted by alkaline lysis and analyzed on 1% agarose gel.
Un clone correspondant, en taille, au produit attendu a été séquence.A clone corresponding in size to the expected product was sequenced.
Formation des triples hélices
La formation des triples hélices s'effectue par mélange du plasmide pXL2813 (3 pmol de plasmide soit encore 15 Hg) et de quantités variables d'oligonucléotides ou de chimères dans un tampon Tris 100 mM, HCl pH = 7,5 , et MgCl2 100 mM.Formation of triple helices
The formation of the triple helices is carried out by mixing the plasmid pXL2813 (3 pmol of plasmid is still 15 Hg) and variable amounts of oligonucleotides or chimeras in a 100 mM Tris buffer, HCl pH = 7.5, and MgCl 2 100 mM.
La photoactivation des triples hélices
Après une nuit d'incubation, le mélange est irradié, dans la glace, pendant 15 minutes, en utilisant une lampe monochromatique de longueur d'onde 365 nm (Biorad). Le produit de la photoactivation est digéré par les enzymes de restriction MfeI et SpeI et analysé sur un gel de polyacrylamide 15%, urée 7 M avec un tampon de migration
Tris 100 mM, acide borique 90 mM, EDTA 1 mM, et pH = 8,3. Les acides nucléiques sont révélés par une coloration à l'argent grâce à un kit Biorad [Musso, M., J.C.Photoactivation of triple helices
After overnight incubation, the mixture is irradiated in ice for 15 minutes, using a 365 nm wavelength monochromatic lamp (Biorad). The photoactivation product is digested with the restriction enzymes MfeI and SpeI and analyzed on a 15% polyacrylamide gel, 7 M urea with a migration buffer.
100 mM Tris, 90 mM boric acid, 1 mM EDTA, and pH = 8.3. Nucleic acids are revealed by silver staining using a Biorad kit [Musso, M., JC
Wang, and M.W.V.Dyke, In vivo persistence of DNA triple helices containing psoralen-conjugated oligodeoxyribonucleotides, Nucleic Acid Research, 1996, 24(24), pp.4924-4932].Wang, and M.W.V.Dyke, In vivo Persistence of DNA triple helices containing psoralen-conjugated oligodeoxyribonucleotides, Nucleic Acid Research, 1996, 24 (24), pp.4924-4932].
La méthode d'étude des triple hélices
Cette méthode est basée sur le principe de chromatographie d'exclusion de solutions contenant le plasmide et 1'oligonucléotide susceptibles de former une triple hélice. Les colonnes d'exclusion utilisées (Columns, Linkers 6, Boehringer Mannheim) sont composées de billes de sépharose et ont pour limite d'exclusion 194 paires de bases ce qui permet de retenir dans la colonne les oligonucléotides non appariés aux plasmides.The method of study of triple helices
This method is based on the principle of exclusion chromatography of solutions containing the plasmid and oligonucleotide capable of forming a triple helix. The exclusion columns used (Columns, Linkers 6 and Boehringer Mannheim) are composed of sepharose beads and have the exclusion limit of 194 base pairs, which makes it possible to retain in the column the oligonucleotides which are not paired with the plasmids.
Dans un premier temps, les oligonucléotides sont marqués radioactivement en leur extrémité 3' par la Terminal Transferase à l'aide de dATPa35S. Le protocole utilisé provient d'Amersham : 10 pmol d'oligonucléotides sont incubés pendant 2 heures à 37"C, avec 50 IlCi de dATPa35S en présence de 10 unités de Terminal Transferase, dans un volume de 50 pI de tampon contenant du cacodylate de sodium. Le pourcentage d'oligonucléotides marqués est évalué selon la méthode suivante : I l d'un échantillon dilué au 1/100 de la solution après marquage est déposé sur papier
Whatman DE81, en double. L'un des deux papiers est lavé deux fois pendant S minutes avec du 2xSSC, pendant 30 secondes avec de l'eau et pendant 2 minutes avec de l'éthanol. Les radioactivités des deux papiers sont comparées. La radioactivité du papier lavé correspond au 35S effectivement incorporé. In a first step, the oligonucleotides are radioactively labeled at their 3 'end by the Terminal Transferase using dATPa35S. The protocol used comes from Amersham: 10 pmol of oligonucleotides are incubated for 2 hours at 37 ° C., with 50 μl of dATPa35S in the presence of 10 units of Terminal Transferase, in a volume of 50 μl of buffer containing sodium cacodylate. The percentage of labeled oligonucleotides is evaluated according to the following method: I 1 of a sample diluted to 1/100 of the solution after marking is deposited on paper
Whatman DE81, duplicate. One of the two papers is washed twice for 5 minutes with 2xSSC, for 30 seconds with water and for 2 minutes with ethanol. The radioactivities of the two papers are compared. The radioactivity of the washed paper corresponds to the 35S actually incorporated.
HCl pH = 7,5, 50 mM de MgCl2) et la température (37"C) sont fixes tandis que le temps d'incubation varie de 1 à 24 heures. Les colonnes de sépharose sont équilibrées, avant utilisation, avec le tampon de réaction et centrifugées à 2200 tr/min pendant 4 minutes, pour les tasser. 25 pI du milieu réactionnel sont déposés sur les colonnes et celles-ci sont centrifugées dans les mêmes conditions que précédemment. HCl pH = 7.5, 50 mM MgCl 2) and the temperature (37 ° C) are fixed while the incubation time varies from 1 to 24 hours The sepharose columns are equilibrated, before use, with the buffer of reaction and centrifuged at 2200 rpm for 4 minutes, to settle them, 25 μl of the reaction medium are deposited on the columns and these are centrifuged under the same conditions as above.
25 1ll du tampon de réaction sont ensuite déposés sur les colonnes qui sont à nouveau centrifugées. L'éluat est récupéré.25 μl of the reaction buffer are then deposited on the columns which are again centrifuged. The eluate is recovered.
La radioactivité contenue dans 5 Cll du milieu réactionnel, notée cpm(dépôt), et celle contenue dans l'éluat, notée cpm(éluat), sont évaluées ce qui permet d'estimer le pourcentage d'oligonucléotides élués: % d'oligonucléotides élués = cpm(éluat) / [5 x cpm(dépôt)]xlO0. The radioactivity contained in 5 Cll of the reaction medium, noted cpm (deposit), and that contained in the eluate, noted cpm (eluate), are evaluated, which makes it possible to estimate the percentage of eluted oligonucleotides:% of eluted oligonucleotides = cpm (eluate) / [5 x cpm (depot)] x10O.
Le pourcentage de plasmides qui sont effectivement élués au cours des expériences est évalué en estimant la densité optique à 260 nm de l'éluat et celle du dépôt, ce qui permet de calculer le pourcentage d'oligonucléotides fixés sur la totalité des plasmides: % d'oligonucléotides fixés = [% oligonucléotides élués / % plasmides élués]xl 00. The percentage of plasmids that are effectively eluted during the experiments is evaluated by estimating the optical density at 260 nm of the eluate and that of the deposit, which makes it possible to calculate the percentage of oligonucleotides fixed on all the plasmids:% d fixed oligonucleotides = [% eluted oligonucleotides /% eluted plasmids] xl 00.
Ce paramètre permet d'évaluer le pourcentage de sites de formation de triples hélices (il en existe un par plasmide pXL2813) qui sont effectivement occupés en tenant compte des concentrations de plasmides (notée [plasmide]) et d'oligonucléotides (notée [oligo]) utilisés lors de la réaction de formation des triple hélices % sites triple hélice occupés = % d'oligonucléotides fixés x [oligo] / [plasmi dans Escherichia coli [Imamoto, N. et al., In vivo evidence for involvement of a 58kDa component of nuclearpore-targeting complex in nuclear protein import, The EMBO
Journal, 1995, 14(15), pp. 3617-3626].This parameter makes it possible to evaluate the percentage of sites of formation of triple helices (there exists one by plasmid pXL2813) which are actually occupied taking into account the concentrations of plasmids (denoted [plasmid]) and oligonucleotides (denoted [oligo] ) used during the triple helix formation reaction% occupied triple helix sites =% fixed oligonucleotides x [oligo] / [plasmi in Escherichia coli [Imamoto, N. et al., In vivo evidence for involvement of a 58kDa component of nuclearpore-targeting complex in nuclear protein import, The EMBO
Journal, 1995, 14 (15), pp. 3617-3626].
Les interactions avec les protéines recombinantes
Toutes les expériences d'interaction sont menées dans le tampon de fixation (HEPES 20 mM, pH = 6,8, acétate de potassium 150 mM, acétate de magnésium 2 mM, DTT 2 mM, et BSA 100 pg/ml). Interactions with recombinant proteins
All interaction experiments were conducted in the binding buffer (20 mM HEPES, pH = 6.8, 150 mM potassium acetate, 2 mM magnesium acetate, 2 mM DTT, and 100 μg / ml BSA).
Dans un premier temps, les protéines recombinantes sont incubées en présence de billes de sépharose recouvertes de groupements glutathion (Pharmacia Biotech) 1 g de protéine recombinante est utilisé pour 10 1ll de billes. Après une incubation de 30 minutes, à température ambiante, dans 500 Cll de tampon de fixation, le mélange est centrifugé à 2000 G pendant 30 secondes, et le sumageant est enlevé. Les billes sont lavées cinq fois par resuspension dans 500 1ll de tampon de fixation et centrifugation, comme décrit ci-avant. Les billes sont resuspendues dans du tampon de fixation pour obtenir une suspension contenant 50% de billes recouvertes de protéines rec ombinantes. In a first step, the recombinant proteins are incubated in the presence of glutathione-coated Sepharose beads (Pharmacia Biotech). 1 g of recombinant protein is used for 10 μl of beads. After incubation for 30 minutes at room temperature in 500 μl of binding buffer, the mixture is centrifuged at 2000 G for 30 seconds, and the supernatant is removed. The beads are washed five times by resuspension in 500 μl of binding buffer and centrifugation as described above. The beads are resuspended in binding buffer to obtain a suspension containing 50% of beads coated with recombinant proteins.
Dans un second temps, 60 1ll de la suspension contenant 50% de billes recouvertes de protéines recombinantes sont incubés avec 2 g d'oligonucléotide ou d'oligonucléotide-peptide, dans un volume de 500 ul de tampon de fixation. Après une incubation de 30 minutes, à température ambiante, le mélange est centrifugé à 2000G pendant 30 secondes, et le surnageant est enlevé. 30 l du surnageant sont collectés pour analyser la fraction non fixée sur les billes. Les billes sont lavées cinq fois par resuspension dans 500 1ll de tampon de fixation et centrifugation, comme décrit ci-avant. Les billes sont resuspendues dans 15 l de tampon de charge (bleu de bromophénol 0,05%, saccharose 40%, EDTA 0,1 M, pH = 8, sodium lauryl sulfate 0,5%) et chauffées 10 minutes à 900C. Le contenu du surnageant et du culot est analysé sur un gel de polyacrylamide à 15%, urée 7 M, avec un tampon de migration
Tris 100 mM, acide borique 90 mM, EDTA I mM, pH = 8,3. Les acides nucléiques sont révélés par une coloration à l'argent grâce à un kit Biorad [Rexach, M. and G. In a second step, 60 μl of the suspension containing 50% of beads coated with recombinant proteins are incubated with 2 g of oligonucleotide or oligonucleotide-peptide, in a volume of 500 μl of binding buffer. After incubation for 30 minutes at room temperature, the mixture is centrifuged at 2000G for 30 seconds, and the supernatant is removed. 30 l of the supernatant are collected to analyze the unbound fraction on the beads. The beads are washed five times by resuspension in 500 μl of binding buffer and centrifugation as described above. The beads are resuspended in 15 l of loading buffer (0.05% bromophenol blue, 40% sucrose, 0.1 M EDTA, pH = 8, 0.5% sodium lauryl sulfate) and heated for 10 minutes at 900 ° C. The contents of the supernatant and the pellet are analyzed on a 15% polyacrylamide gel, 7M urea, with a migration buffer.
100 mM Tris, 90 mM boric acid, 1 mM EDTA, pH = 8.3. The nucleic acids are revealed by silver staining using a Biorad kit [Rexach, M. and G.
Blobel, Protein import into nuclei : association and dissociation reactions involving transport substrate, transportfactors, and nucleoporins, Cell, 1995, 83, pp. 683-692].Blobel, Protein import into nuclei: association and dissociation reactions involving transport substrate, transportfactors, and nucleoporins, Cell, 1995, 83, pp. 683-692].
4. Transfection de cellules
Culture cellulaire
Le type cellulaire utilisé est NIH 3T3 (ATCC CRL-1658). Il s'agit de fibroblastes de souris. Ces cellules sont cultivées dans un milieu Dulbecco modifié, avec du glucose 4,5 g/l (DMEM - Gibco), de la glutamine 2 mM, de la pénicilline (100 U/ml) et de la streptomycine (100 zg/ml), et 10% de sérum de veau foetal (Gibco). Elles sont incubées à 37 C dans une étuve à 5% de CO2. 4. Transfection of cells
Cellular culture
The cell type used is NIH 3T3 (ATCC CRL-1658). These are mouse fibroblasts. These cells are cultured in modified Dulbecco medium, with glucose 4.5 g / l (DMEM-Gibco), 2 mM glutamine, penicillin (100 U / ml) and streptomycin (100 μg / ml) and 10% fetal calf serum (Gibco). They are incubated at 37 C in an oven at 5% CO2.
La transfection
Un jour avant la transfection, les puits d'une plaque de 24 puits sont ensemencés avec 50000 cellules par puit. Les vecteurs sont dilués dans du NaCI 150 mM et mélangés à un lipide cationique (le RPR 120535 décrit dans la demande brevet WO 97/18185), dilué dans du NaCI 150 mM. Le mélange se fait avec 6 nmol de lipide par microgramme de plasmide. Ce mélange est dilué au 1/10 dans du milieu de culture sans sérum et déposé sur les cellules. Après une incubation à 37 C dans une étuve à 5% de CO2 pendant deux heures, on ajoute 10% de sérum de veau foetal.Transfection
One day before transfection, the wells of a 24-well plate are inoculated with 50000 cells per well. The vectors are diluted in 150 mM NaCl and mixed with a cationic lipid (RPR 120535 described in patent application WO 97/18185), diluted in 150 mM NaCl. The mixture is made with 6 nmol of lipid per microgram of plasmid. This mixture is diluted 1/10 in serum-free culture medium and deposited on the cells. After incubation at 37 ° C in an oven at 5% CO2 for two hours, 10% fetal calf serum is added.
La quantification de la ss-galactosidase
Après une incubation de 48 heures, les cellules sont lavées deux fois avec du PBS et lysées avec 250 1ll de tampon de lyse (Promega). La ss-galactosidase est quantifiée selon le protocole Lumigal ss-Galactosidase genetic reporter system @ (Clontech).Quantification of ss-galactosidase
After incubation for 48 hours, the cells are washed twice with PBS and lysed with 250 μl of lysis buffer (Promega). The s-galactosidase is quantified according to the Lumigal ss-Galactosidase genetic reporter system @ (Clontech) protocol.
L'activité est mesurée sur un luminomètre Lumat LB9501 (Berthold). La quantité de protéines est mesurée avec le kit BCA (Pierce).Activity is measured on a Lumat LB9501 luminometer (Berthold). The amount of protein is measured with the BCA kit (Pierce).
EXEMPLES
Exemple 1
Cet exemple illustre la possibilité de coupler l'oligonucléotide Pso-GA19-SH au peptide maléimide-NLS. EXAMPLES
Example 1
This example illustrates the possibility of coupling the Pso-GA19-SH oligonucleotide to the maleimide-NLS peptide.
L 'oligonucléotide Pso-GA1 9-SH, de séquence 5' -AAGGAGAGGAGGGAGGGAA- 3', avec un groupement thiol à l'extrémité 3', a été couplé au peptide NLS qui porte un groupement maléimide à son extrémité N-terminale selon la méthode décrite précédemment dans la partie "Matériel et Méthodes" sous la section "couplage des oligonucléotides et des peptides".The oligonucleotide Pso-GA1 9-SH, of sequence 5 '-AAGGAGAGGAGGGAGGGAA-3', with a thiol group at the 3 'end, was coupled to the NLS peptide which carries a maleimide group at its N-terminus according to the method previously described in the "Materials and Methods" section under the "Oligonucleotide and Peptide Coupling" section.
Le couplage est suivi par chromatographie liquide à haute pression (CLHP) en phase inverse. Il s'effectue avec une stoechiométrie équimolaire : en deux heures, le couplage est total, et la chimère est purifiée par CLHP.Coupling is followed by reverse phase liquid chromatography (HPLC). It is carried out with an equimolar stoichiometry: in two hours, the coupling is total, and the chimera is purified by HPLC.
Le schéma réactionnel du couplage est représenté à la Figure 1.The reaction scheme of the coupling is shown in Figure 1.
La chimère oligonucléotide-peptide (Pso-GA19-NLS) a été analysée par électrophorèse en gel de polyacrylamide après action protéolytique de la trypsine qui permet de mettre en évidence la présence de la partie peptidique de la chimère, après migration sur gel de polyacrylamide dénaturant et coloration des acides nucléiques par l'argent (comme indiqué dans la partie "Matériel et méthodes" sous la section "Analyse des chimères par digestion à la trypsine").The oligonucleotide-peptide chimera (Pso-GA19-NLS) was analyzed by polyacrylamide gel electrophoresis after proteolytic action of trypsin which makes it possible to demonstrate the presence of the peptide part of the chimera, after migration on denaturing polyacrylamide gel. and staining of the nucleic acids with silver (as indicated in the "Materials and Methods" section under "Trypsin digestion of chimeras").
La chimère Pso-GA1 9-NLS présente une migration électrophorétique retardée par rapport à l'oligonucléotide Pso-GA19-SH, et le produit de la digestion protéolytique est visualisé à un niveau intermédiaire entre les niveaux de migration de Pso-GAI9-
NLS et de Pso-GA19-SH, comme cela apparaît sur la figure 2.The Pso-GA1 9-NLS chimera exhibits delayed electrophoretic migration over the Pso-GA19-SH oligonucleotide, and the product of proteolytic digestion is visualized at an intermediate level between the Pso-GAI9-
NLS and Pso-GA19-SH, as shown in Figure 2.
La chimère Pso-GA19-NLS contient donc une partie peptidique accessible à la trypsine. Ces résultats montrent clairement que le couplage entre l'oligonucléotide et le peptide s'est opéré, et le rendement du couplage est important.The Pso-GA19-NLS chimera therefore contains a peptide part accessible to trypsin. These results clearly show that the coupling between the oligonucleotide and the peptide has occurred, and the coupling efficiency is important.
ExemPle 2
Cet exemple illustre la formation de triples hélices entre le plasmide pXL2813 et la chimère Pso-GA19-NLS qui est modifiée par un agent alkylant photoactivable. Cet exemple indique également quelle est la proportion de plasmides modifiés selon l'excès en molarité d'oligonucléotides par rapport au plasmide. oligonucléotides GA19, Pso-GA19, Pso-GA19-SH ou Pso-GA19-NLS. Les cations divalents, tel que Mg-+, stabilisent ces triples hélices. L'oligonucléotide Pso-GA19-
NLS et le plasmide sont mélangés dans un tampon contenant 100 mM de MgCl2. EXAMPLE 2
This example illustrates the formation of triple helices between the plasmid pXL2813 and the Pso-GA19-NLS chimera which is modified with a photoactivatable alkylating agent. This example also indicates the proportion of plasmids modified according to the molar excess of oligonucleotides relative to the plasmid. oligonucleotides GA19, Pso-GA19, Pso-GA19-SH or Pso-GA19-NLS. Divalent cations, such as Mg +, stabilize these triple helices. The oligonucleotide Pso-GA19-
NLS and the plasmid are mixed in a buffer containing 100 mM MgCl 2.
L'excès en molarité d'oligonucléotide par rapport au plasmide varie de 0 à 200.The molar excess of oligonucleotide relative to the plasmid ranges from 0 to 200.
Après incubation pendant 12 heures à 370C, le mélange est photoactivé pendant 15 minutes (comme indiqué dans la partie "matériel et méthodes" sous la section "Photoactivation des triples hélices"), puis digéré par les deux enzymes de restriction
MfeI et Spel qui coupent le plasmide de part et d'autre de la région de formation des triples hélices. On libère ainsi un fragment d'acides nucléiques qui contient 70 paires de bases après digestion du plasmide pXL2813 non modifié. Le fragment obtenu avec le plasmide et l'oligonucléotide formant une triple hélice lié covalemment à la double hélice compte 70 paires de bases plus 19 bases de l'oligonucléotide. Par migration sur un gel de polyacrylamide dénaturant, on peut ainsi séparer ces fragments de taille différente: les fragments provenant de plasmides modifiés par une triple hélice ont une distance de migration plus courte que les fragments provenant de plasmides non modifiés. On peut donc, par électrophorèse sur gel de polyacrylamide dénaturant, quantifier la proportion de plasmides modifiés selon l'excès en molarité d'oligonucléotide par rapport au plasmide.After incubation for 12 hours at 370 ° C., the mixture is photoactivated for 15 minutes (as indicated in the "material and methods" section under "Photoactivation of triple helices"), and then digested with both restriction enzymes.
MfeI and Spel which cut the plasmid on both sides of the formation region of the triple helices. A nucleic acid fragment which contains 70 base pairs after digestion of the unmodified plasmid pXL2813 is thus released. The fragment obtained with the plasmid and the oligonucleotide forming a triple helix covalently bound to the double helix has 70 base pairs plus 19 bases of the oligonucleotide. By migration on a denaturing polyacrylamide gel, it is thus possible to separate these fragments of different size: the fragments originating from plasmids modified by a triple helix have a shorter migration distance than the fragments coming from unmodified plasmids. It is therefore possible, by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis, to quantify the proportion of plasmids modified according to the excess in molarity of oligonucleotide relative to the plasmid.
Les résultats sont indiqués à la Figure 5. Pour un excès en molarité d'oligonucléotide par rapport au plasmide supérieur à 50, tous les plasmides sont modifiés et sont associés à un oligonucléotide Pso-GA19-NLS. Sans photoactivation, on perd le retardement du fragment de digestion en gel dénaturant.The results are shown in FIG. 5. For a molar excess of oligonucleotide relative to the plasmid greater than 50, all the plasmids are modified and are associated with a Pso-GA19-NLS oligonucleotide. Without photoactivation, the delay of the denaturing gel digestion fragment is lost.
Il apparaît ainsi que les triples hélices formées avec les oligonucléotides Pso-GAls-
SH ou Pso-GA19-NLS sont donc bien liées covalemment à la double hélice après photoactivation.It thus appears that the triple helices formed with the oligonucleotides Pso-GAls-
SH or Pso-GA19-NLS are thus covalently bound to the double helix after photoactivation.
Par ailleurs, en digérant le reste du squelette plasmidique et en l'analysant comme précédemment, on peut vérifier que la photoactivation n'entraîne pas de liaison covalente non spécifique de l'oligonucléotide Pso-GA19-NLS en dehors de la région contenant la séquence susceptible de former une triple hélice. Furthermore, by digesting the rest of the plasmid backbone and analyzing it as above, it can be verified that the photoactivation does not lead to non-specific covalent binding of the Pso-GA19-NLS oligonucleotide outside the region containing the sequence likely to form a triple helix.
Ces résultats mettent clairement en évidence les conditions permettant d'associer spécifiquement et covalemment une séquence peptidique à un plasmide, et ce en dehors du promoteur régulant l'expression du transgène, ce qui évite que l'expression du transgène n'en soit affectée.These results clearly demonstrate the conditions for specifically and covalently associating a peptide sequence with a plasmid, outside of the promoter regulating the expression of the transgene, which prevents the expression of the transgene from being affected.
ExemPle 3
Cet exemple illustre la capacité du transgène à être exprimé bien que le plasmide soit modifié.EXAMPLE 3
This example illustrates the ability of the transgene to be expressed although the plasmid is modified.
L'expression de la ss-galactosidase par les plasmides pXL2813 non modifiés ou associés à un oligonucléotide Pso-GA19-NLS a ainsi été comparée par transfection de cellules NIH3T3.The expression of β-galactosidase by the plasmids pXL2813 unmodified or associated with a Pso-GA19-NLS oligonucleotide was thus compared by transfection of NIH3T3 cells.
Les résultats sont reportés dans la figure 6, et les moyennes des valeurs obtenues (+ écart type) sont rassemblées dans le tableau III suivant:
The results are reported in FIG. 6, and the averages of the values obtained (+ standard deviation) are collated in the following table III:
<tb> <SEP> expression <SEP> du <SEP> transgène
<tb> <SEP> plasmide <SEP> (en <SEP> RLU/pg <SEP> de <SEP> protéine)
<tb> <SEP> pXL2813 <SEP> 253759 <SEP> t <SEP> 48545
<tb> pXL2813-Pso-TH-NLS <SEP> 473984 <SEP> 111476
<tb> <SEP> sans <SEP> plasmide <SEP> 129 <SEP> t <SEP> 85
<tb>
Tableau m
On constate que l'expression du transgène augmente suite à la modification apportée par la fixation covalente d'une triple hélice en amont du promoteur.<tb><SEP><SEP> expression of the <SEP> transgene
<tb><SEP> plasmid <SEP> (in <SEP> RLU / pg <SEP> of <SEP> protein)
<tb><SEP> pXL2813 <SEP> 253759 <SEP> t <SEP> 48545
<tb> pXL2813-Pso-TH-NLS <SEP> 473984 <SEP> 111476
<tb><SEP> without <SEP> plasmid <SEP> 129 <SEP> t <SEP> 85
<Tb>
Table m
It is found that the expression of the transgene increases following the modification provided by the covalent attachment of a triple helix upstream of the promoter.
Ces résultats mettent clairement en évidence que la formation des triples hélices n'affecte pas l'expression du transgène. Au contraire, grâce à l'adressage nucléaire du plasmide du fait de son couplage à la séquence de ciblage NLS, davantage de plasmides ont atteint le noyau, et il en résulte une augmentation de l'efficacité de transfection. These results clearly show that the formation of triple helices does not affect the expression of the transgene. In contrast, by nuclear addressing of the plasmid due to its coupling to the NLS targeting sequence, more plasmids have reached the nucleus, and an increase in transfection efficiency results.
Exemple 4
Cet exemple illustre la caractérisation de la partie peptidique des conjugués Pso GA1 9-NLS. Example 4
This example illustrates the characterization of the peptide part of the Pso GA1 9-NLS conjugates.
La séquence peptidique utilisée, le signal NLS de l'antigène T de SV40, est reconnue par des récepteurs de la famille des karyophérines a. L'équivalent murin, appelé importine 60, fusionné à un groupement glutathion S-transferase, a été utilisé pour caractériser les conjugués oligonucléotide-peptide. Il a été opéré selon la méthode décrite dans la partie "Matériel et Méthodes" sous la section "Interactions avec les importines
Les interactions entre des billes-glutathion recouvertes d'importines 60 et les oligonucléotides GA19-NLS ou Pso-GA19-NLS ont été étudiées. Après une incubation de 30 minutes à température ambiante, on sépare le culot de billes (contenant les éléments interagissant avec les importines) du surnageant
Le résultat de cette caractérisation est reporté à la figure 7. Cette figure indique que l'oligonucléotide Pso-GAls-NLS est associé aux billes de glutathion, tandis que l'oligonucléotide Pso-GAs9 reste dans le surnageant.The peptide sequence used, the NLS signal of the SV40 T antigen, is recognized by receptors of the karyopherin a family. The murine equivalent, called importin 60, fused to a glutathione S-transferase moiety, was used to characterize the oligonucleotide-peptide conjugates. It was operated according to the method described in the "Materials and Methods" section under the section "Interactions with Imports
The interactions between glutathione-glutathione coated with importines 60 and oligonucleotides GA19-NLS or Pso-GA19-NLS were studied. After incubation for 30 minutes at room temperature, the pellet (containing the elements interacting with the importins) is separated from the supernatant.
The result of this characterization is reported in FIG. 7. This figure indicates that the Pso-GAls-NLS oligonucleotide is associated with the glutathione beads, while the Pso-GAs9 oligonucleotide remains in the supernatant.
Ceci montre clairement la capacité de l'oligonucléotide Pso-GA19-NLS à interagir avec 1'importine a. La partie peptidique des chimères oligonucléotide-peptide est donc bien reconnue par son récepteur, ce qui signifie que le peptide remplit effectivement son rôle de signal de criblage.This clearly shows the ability of the Pso-GA19-NLS oligonucleotide to interact with the important a. The peptide part of the oligonucleotide-peptide chimeras is therefore well recognized by its receptor, which means that the peptide effectively fulfills its role as a screening signal.
Exemple 5
Cet exemple illustre la possibilité de coupler l'olîgonucléotide GA19-SH au peptide maléimide-NLS. Contrairement à l'exemple 1, la chimère n'est pas modifiée par un agent alkylant photoactivable.Example 5
This example illustrates the possibility of coupling the oligonucleotide GA19-SH to the maleimide-NLS peptide. In contrast to Example 1, the chimera is not modified by a photoactivatable alkylating agent.
L'oligonucléotide GA1 9-SH, de séquence 5' -AAGGAGAGGAGGGAGGGAA-3' (SEQ ID N" 4), avec un groupement thiol à l'extrémité 5', a été couplé au peptide maléimîde-NLS qui possède un groupement maléimide à son extrémité N-terminale dans les mêmes conditions que pour l'oligonucléotide Pso-GA19-SH (voir exemple 1). The oligonucleotide GA1 9-SH, of sequence 5 '-AAGGAGAGGAGGGAGGGAA-3' (SEQ ID NO: 4), with a thiol group at the 5 'end, was coupled to the maleimide-NLS peptide which has a maleimide group at its N-terminal end under the same conditions as for the oligonucleotide Pso-GA19-SH (see Example 1).
Le couplage est suivi par chromatographie liquide à haute pression (CLHP) en phase inverse. Il s'effectue avec une stoechiométrie équimolaire : en deux heures, le couplage est total. La chimère est ensuite purifiée par CLHP.Coupling is followed by reverse phase liquid chromatography (HPLC). It is carried out with an equimolar stoichiometry: in two hours, the coupling is total. The chimera is then purified by HPLC.
La chimère oligonucléotide-peptide a été analysée par action protéolytique de la trypsine comme décrit dans la partie "Matériel et méthodes".The oligonucleotide-peptide chimera was analyzed by proteolytic action of trypsin as described in the "Materials and Methods" section.
Le résultat est représenté sur la Figure 8. Il est comparable à celui obtenu avec l'oligonucléotide Pso-GA19-SH.The result is shown in Figure 8. It is comparable to that obtained with the oligonucleotide Pso-GA19-SH.
ExemPle 6
Cet exemple illustre la possibilité de former des triples hélices entre le plasmide pXL2813 et la chimère GA19-NLS en l'absence d'agent alkylant.EXAMPLE 6
This example illustrates the possibility of forming triple helices between the plasmid pXL2813 and the GA19-NLS chimera in the absence of alkylating agent.
Une cinétique de formation de triples hélices entre le plasmide pXL2813 et la chimère
GA19-NLS obtenue comme décrit dans l'exemple 5, a été menée et étudiée selon la technique décrite dans la partie"Matériel et Méthodes", sous la section "Formation des triples hélices avec la chimère".Triple helix formation kinetics between plasmid pXL2813 and the chimera
GA19-NLS obtained as described in Example 5, was conducted and studied according to the technique described in the "Materials and Methods" section, under the section "Formation of triple helices with the chimera".
La figure 9 représente la cinétique de formation des triples hélices.Figure 9 shows the formation kinetics of the triple helices.
Il apparaît que dans les conditions de concentrations en plasmide de 40 nM et en oligonucléotide de 20 nM, on forme une triple hélice stable.It appears that under the conditions of plasmid concentrations of 40 nM and oligonucleotide of 20 nM, a stable triple helix is formed.
ExemPle 7
Cet exemple illustre la caractérisation de la partie peptidique de la chimère GA19
NLS.EXAMPLE 7
This example illustrates the characterization of the peptide part of the GA19 chimera
NLS.
La séquence peptidique utilisée, le signal NLS de l'antigène T de SV40, est reconnue par des récepteurs de la famille des karyophérines a, comme cela a déjà été mentionné à l'exemple 4. L'équivalent murin, appelé importine 60, fusionné à un groupement glutathion S-transferase, a été utilisé pour caractériser les conjugués oligonucléotide-peptide. n a été opéré comme décrit dans "Matériel et Méthodes" sous la section "Interactions avec les importines". The peptide sequence used, the NLS signal of the SV40 T antigen, is recognized by receptors of the karyopherin a family, as already mentioned in Example 4. The murine equivalent, called importin 60, fused to a glutathione S-transferase group, was used to characterize the oligonucleotide-peptide conjugates. n was operated as described in "Materials and Methods" under the section "Interactions with Imports".
Les interactions entre des billes-glutathion recouvertes d'importines 60 et les oligonucléotides GA19 ou GA19-NLS ont été étudiées. Après une incubation de 30 minutes à température ambiante, on sépare le culot de billes (contenant les éléments interagissant avec les importines) du surnageant.The interactions between glutathione-glutathione coated with importines 60 and oligonucleotides GA19 or GA19-NLS were studied. After incubation for 30 minutes at room temperature, the pellet (containing the import interacting elements) is separated from the supernatant.
Les résultats sont indiqués sur la Figure 10. Il aparait que l'oligonucléotide GA19-NLS est associé aux billes de glutathion, tandis que l'oligonucléotide GA19 reste dans le surnageant.The results are shown in Figure 10. It appears that the oligonucleotide GA19-NLS is associated with the glutathione beads, whereas the oligonucleotide GA19 remains in the supernatant.
Ceci montre clairement la capacité de l'oligonucléotide GA19-NLS à interagir avec l'importine a. La partie peptidique des chimères oligonucléotide-peptide est donc bien reconnue par son récepteur, et remplie là encore son rôle de signal de ciblage.This clearly shows the ability of the oligonucleotide GA19-NLS to interact with the importin a. The peptide portion of the oligonucleotide-peptide chimeras is therefore well recognized by its receptor, and again fulfills its role of targeting signal.
L'invention étant à présent complètement décrite, il est évident que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la présente invention sans pour autant s'écarter de l'esprit de l'invention et de la portée des revendications qui suivent. Now that the invention is fully described, it is obvious that many modifications can be made to the present invention without departing from the spirit of the invention and the scope of the following claims.
LISTE DE SEQUENCES
(1) INFORMATIONS GENERALES:
(i) DEPOSANT:
(A) NOM: RHONE POULENC RORER
(B) RUE: 20 AVENUE RAYMOND ARON
(C) VILLE: ANTONY CEDEX
(E) PAYS: FRANCE
(F) CODE POSTAL: 92165
(G) TELEPHONE: 01.55.71.73.26
< H) TELECOPIE: 01.55.71.72.91
(ii) TITRE DE L'INVENTION: VECTEURS DE TRANSFERT D'ACIDES NUCLEIQUES,
COMPOSITIONS LES CONTENANT, ET LEURS UTILISATIONS.SEQUENCE LIST
(1) GENERAL INFORMATION:
(i) DEPOSITOR:
(A) NAME: RHONE POULENC RORER
(B) STREET: 20 AVENUE RAYMOND ARON
(C) CITY: ANTONY CEDEX
(E) COUNTRY: FRANCE
(F) POSTAL CODE: 92165
(G) TELEPHONE: 01.55.71.73.26
<H) FAX: 01.55.71.72.91
(ii) TITLE OF THE INVENTION: NUCLEIC ACID TRANSFER VECTORS,
COMPOSITIONS CONTAINING SAME, AND USES THEREOF.
(iii) NOMBRE DE SEQUENCES:13
(iv) FORME DECHIFFRABLE PAR ORDINATEUR:
(A) TYPE DE SUPPORT: Tape
(B) ORDINATEUR: IBM PC compatible
(C) SYSTEME D EXPLOITATION: PC-DOS/MS-DOS
(D) LOGICIEL: PatentIn Release #1.0, Version #1.30 (OEB)
(2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 1:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 25 paires de bases
(B) TYPE: nucléotide
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: ADNc
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 1:
GAGGCTTCTT CTTCTTCTTC TTCTT 25 (2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 2:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 21 paires de bases
(B) TYPE: nucléotide
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: ADNc
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 2:
CTTCTTCTTC TTCTTCTTCTT 21
(2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 3:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 21 paires de bases
(B) TYPE: nucléotide
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: ADNc
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 3:
AAGGGAGGGA GGAGAGGAA 19
(2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 4:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 19 paires de bases
(B) TYPE: nucléotide
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: ADNc
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 4:
AAGGAGAGGA GGGAGGGAA 19 (2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 5:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 19 paires de bases
(B) TYPE: nucléotide
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: ADNc
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 5:
TTGGTGTGGT GGGTGGGTT 19
(2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 6:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 19 paires de bases
(B) TYPE: nucléotide
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: ADNc
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 6:
CTTCCCGAAG GGAGAAAGG 19
(2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 7:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 21 paires de bases
(B) TYPE: nucléotide
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: ADNc
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 7:
GAAGGGTTCT TCCCTCTTTC C 21
(2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 8:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 13 paires de bases
(B) TYPE: nucléotide
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: ADNc
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 8:
GAAAAAGGAA GAG 13
(2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 9:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 14 paires de bases
(B) TYPE: nucléotide
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: ADNc
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 9: AAGAAAAAAA AGAA 14 (2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 10:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 17 paires de bases
(B) TYPE: nucléotide
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: ADNc
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 10: AAAAAAGGGA ATAAGGG 17 (2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 11:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 7 acides aminés
(B) TYPE: acide aminé
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: peptide
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 11:
Pro Lys Lys Lys Arg Lys Val 1 5 (2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 12:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 19 acides aminés
(B) TYPE: acide aminé
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: peptide
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 12:
Lys Arg Pro Ala Ala Thr Lys Lys Ala Gly Gln Ala Lys Lys Lys Lys 1 5 10 15
Leu Asp Lys (2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 13:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 38 acides aminés
(B) TYPE: acide aminé
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: peptide
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 13:
Asn Gln Ser Ser Asn Phe Gly Pro Met Lys Gly Gly Asn Phe Gly Gly 1 5 10 15
Arg Ser Ser Gly Pro Tyr Gly Gly Gly Gly Gln Tyr Phe Ala Lys Pro
20 25 30
Arg Asn Gln Gly Gly Tyr
35
(2) INFORMATIONS POUR LA SEQ ID NO: 14:
(i) CARACTERISTIQUES DE LA SEQUENCE:
(A) LONGUEUR: 7 acides aminés
(B) TYPE: acide aminé
(C) NOMBRE DE BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linéaire
(ii) TYPE DE MOLECULE: peptide
(xi) DESCRIPTION DE LA SEQUENCE: SEQ ID NO: 14:
Pro Lys Asn Lys Arg Lys Val 1 5 (iii) NUMBER OF SEQUENCES: 13
(iv) COMPUTER-DEPENDABLE FORM:
(A) TYPE OF SUPPORT: Tape
(B) COMPUTER: IBM PC compatible
(C) OPERATING SYSTEM: PC-DOS / MS-DOS
(D) SOFTWARE: PatentIn Release # 1.0, Version 1.30 (EPO)
(2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 1:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 25 base pairs
(B) TYPE: nucleotide
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: cDNA
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 1:
GAGGCTTCTT CTTCTTCTTC TTCTT 25 (2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 2:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 21 base pairs
(B) TYPE: nucleotide
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: cDNA
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 2:
CTTCTTCTTC TTCTTCTTCTT 21
(2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 3:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 21 base pairs
(B) TYPE: nucleotide
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: cDNA
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 3:
AAGGGAGGGA GGAGAGGAA 19
(2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 4:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 19 base pairs
(B) TYPE: nucleotide
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: cDNA
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 4:
AAGGAGAGGA GGGAGGGAA 19 (2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 5:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 19 base pairs
(B) TYPE: nucleotide
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: cDNA
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 5:
TTGGTGTGGT GGGTGGGTT 19
(2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 6:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 19 base pairs
(B) TYPE: nucleotide
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: cDNA
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 6:
CTTCCCGAAG GGAGAAAGG 19
(2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 7:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 21 base pairs
(B) TYPE: nucleotide
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: cDNA
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 7:
GAAGGGTTCT TCCCTCTTTC C 21
(2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 8:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 13 base pairs
(B) TYPE: nucleotide
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: cDNA
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 8:
GAAAAAGGAA GAG 13
(2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 9:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 14 base pairs
(B) TYPE: nucleotide
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: cDNA
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 9: AAGAAAAAAA AGAA 14 (2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 10:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 17 base pairs
(B) TYPE: nucleotide
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: cDNA
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 10: AAAAAAGGGA ATAAGGG 17 (2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 11:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 7 amino acids
(B) TYPE: amino acid
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: peptide
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 11:
Pro Lys Lys Lys Arg Lys Val 1 5 (2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 12:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 19 amino acids
(B) TYPE: amino acid
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: peptide
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 12:
Lys Arg Pro Ala Ala Lys Lily Lys Ala Gly Ala Lys Lily Lys Lily Lys 1 5 10 15
Leu Asp Lys (2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 13:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 38 amino acids
(B) TYPE: amino acid
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: peptide
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 13:
Asn Gln Ser Ser Asn Phe Gly Pro Met Lys Gly Gly Asn Phe Gly Gly 1 5 10 15
Arg Ser Ser Gly Pro Tyr Gly Gly Gly Gly Gln Tyr Phe Ala Lys Pro
20 25 30
Asn Gln Gly Gly Tyr
35
(2) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 14:
(i) CHARACTERISTICS OF THE SEQUENCE:
(A) LENGTH: 7 amino acids
(B) TYPE: amino acid
(C) NUMBER OF BRINS: simple
(D) CONFIGURATION: linear
(ii) TYPE OF MOLECULE: peptide
(xi) DESCRIPTION OF THE SEQUENCE: SEQ ID NO: 14:
Pro Lys Asn Lys Arg Lys Val 1 5
Claims (40)
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---|---|---|---|
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CA002323831A CA2323831A1 (en) | 1998-03-24 | 1999-03-19 | Nucleic acid transfer vectors, compositions containing same and uses |
BR9909044-9A BR9909044A (en) | 1998-03-24 | 1999-03-19 | Nucleic acid transfer vector, composition, use of a nucleic acid transfer vector, processes of transfection of nucleic acids in cells, and treatment of diseases, and, recombinant cell |
HU0102413A HUP0102413A3 (en) | 1998-03-24 | 1999-03-19 | Nucleic acid transfer vectors, compositions containing same and uses |
KR1020007010485A KR20010074456A (en) | 1998-03-24 | 1999-03-19 | Nucleic acid transfer vectors, compositions containing same and uses |
EP99910417A EP1066396A1 (en) | 1998-03-24 | 1999-03-19 | Nucleic acid transfer vectors, compositions containing same and uses |
PCT/FR1999/000643 WO1999049067A1 (en) | 1998-03-24 | 1999-03-19 | Nucleic acid transfer vectors, compositions containing same and uses |
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JP2000538027A JP2002507429A (en) | 1998-03-24 | 1999-03-19 | Nucleic acid transfer vectors, compositions containing the vectors and uses thereof |
ZA9902262A ZA992262B (en) | 1998-03-24 | 1999-03-23 | Vectors for transferring nucleic acids, compositions containing them and their uses. |
AU34062/00A AU758406B2 (en) | 1998-03-24 | 2000-05-12 | Vectors for transferring nucleic acids, compositions containing them and their uses |
NO20004648A NO20004648D0 (en) | 1998-03-24 | 2000-09-18 | Nucleic acid transfer vectors, their use and preparations containing the vectors |
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Publication Number | Publication Date |
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FR2776669A1 true FR2776669A1 (en) | 1999-10-01 |
FR2776669B1 FR2776669B1 (en) | 2001-06-15 |
Family
ID=9524400
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FR9803573A Expired - Fee Related FR2776669B1 (en) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | NUCLEIC ACID TRANSFER VECTORS, COMPOSITIONS CONTAINING SAME, AND USES THEREOF |
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ZA (1) | ZA992262B (en) |
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