FR2894032A1 - Method for detecting tumors and assessing their sensitivity to chemotherapy, by detecting or quantifying specific proteins or antibodies, also treatment using interfering RNA against these proteins - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé pour la mise en évidence de la présence ou de l'absence deMethod for demonstrating the presence or absence of
marqueurs associés aux tumeursmarkers associated with tumors
La présente invention concerne un nouveau procédé permettant de mettre en évidence la présence ou l'absence de marqueurs associés aux tumeurs. L'invention concerne également des kits de diagnostic comprenant les moyens permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention ainsi que l'utilisation de composés inhibiteurs de l'activité ou de l'expression desdits marqueurs pour inhiber la croissance de cellules tumorales. The present invention relates to a novel method for demonstrating the presence or absence of tumor-associated markers. The invention also relates to diagnostic kits comprising the means for carrying out the method according to the invention as well as the use of compounds that inhibit the activity or the expression of said markers for inhibiting the growth of tumor cells.
Dans le domaine des pathologies, les cancers occupent une place prépondérante en terme de prévalence, incidence et mortalité. Les phénomènes de cancérisation sont liés à des désordres cellulaires complexes, imparfaitement connus, qui peuvent affecter tous les organes. Les moyens de dépistage des cancers et de lutte restent imparfaits. Il existe une grande variété de phénomènes tumoraux qui peuvent survenir, à tous les âges d'un individu et affecter la plupart des zones fonctionnelles d'un organisme humain. En particulier, le système nerveux central (SNC), organe complexe, constitué de nombreux types cellulaires différents n'échappe pas à ces phénomènes pathologiques morbides et très diversifiés. De fait, il existe de nombreux types de tumeurs solides du cerveau. Ces tumeurs correspondent au développement de phénomènes oncologiques affectant les cellules constitutives du SNC elles- mêmes (cellules neuronales, cellules gliales,...). Il existe en outre d'autres tumeurs localisées dans le SNC qui sont la conséquence de métastases issues de tumeurs d'autres organes. Les tumeurs du SNC se caractérisent par un certain nombre de paramètres anatomiques, biologiques et cliniques. A l'heure actuelle, l'analyse soignée de ces paramètres conditionne de manière prédominante la stratégie d'action thérapeutique engagée par le clinicien. Le phénotype spécifique des tumeurs constitue un élément, qui permet, très imparfaitement encore, d'évaluer de manière pronostique les chances de survie du patient. Parmi les explorations permettant de classifier les tumeurs cérébrales on peut citer : - L'imagerie médicale (tomodensitométrie et imagerie par résonance magnétique) - L'analyse morphologique et histologique effectuée sur des biopsies - L'analyse biomoléculaire : recherche de marqueurs protéiques par immuno-détection, analyse cytogénétique (eg, détection de macro-anomalies génétiques par hybridation de sondes)... Le diagnostic des tumeurs et plus particulièrement pour les tumeurs du SNC repose de manière prédominante sur une analyse histologique réalisée par l'anatomo-pathologiste. In the field of pathologies, cancers occupy a preponderant place in terms of prevalence, incidence and mortality. The phenomena of cancerization are related to complex cellular disorders, imperfectly known, which can affect all organs. The means of cancer screening and control remain imperfect. There is a wide variety of tumor phenomena that can occur at all ages of an individual and affect most functional areas of a human organism. In particular, the central nervous system (CNS), a complex organ composed of many different cell types, does not escape these morbid and very diverse pathological phenomena. In fact, there are many types of solid brain tumors. These tumors correspond to the development of oncological phenomena affecting the constituent cells of the CNS themselves (neuronal cells, glial cells, etc.). There are also other tumors located in the CNS that are the result of metastases from tumors of other organs. CNS tumors are characterized by a number of anatomical, biological and clinical parameters. At present, the careful analysis of these parameters predominantly conditions the therapeutic action strategy initiated by the clinician. The specific phenotype of tumors is an element, which makes it possible, very imperfectly, to evaluate in a prognostic way the chances of survival of the patient. Among the explorations to classify brain tumors are: - Medical imaging (computed tomography and magnetic resonance imaging) - Morphological and histological analysis performed on biopsies - Biomolecular analysis: search for protein markers by immunoassay detection, cytogenetic analysis (eg, detection of genetic macro-anomalies by hybridization of probes) ... The diagnosis of tumors and more particularly for CNS tumors is based predominantly on a histological analysis performed by the pathologist.
Malheureusement les discordances diagnostiques observées entre experts du domaine sont énormes (jusqu'à 64% de désaccord selon les tumeurs). Pire, des discordances similaires peuvent être notées lorsque les interprétations d'échantillons identiques sont confiées à la même personne à quelques semaines d'intervalle (Mittler et al, 1996 ; Bruner et al, 1997 ; Coons et al, 1997). Ce constat est inquiétant quand on sait que des erreurs de diagnostics peuvent entraîner une radiothérapie et/ou une chimiothérapie inutile et lourde de conséquences pour le patient. En complément de l'analyse histologique, il n'existe que quelques rares tests-diagnostiques basés sur des approches moléculaires. Les observations cytologiques peuvent être ainsi complétées par la recherche d'anomalies génétiques et dans quelques laboratoires de la détection de certains marqueurs protéiques à l'aide d'anticorps spécifiques. Il n'existe pas en routine, pour l'instant, de tests basés sur une détection et quantification de concentration de marqueurs transcriptomiques des tumeurs. Les quelques tests moléculaires disponibles actuellement ne permettent pas de distinguer sans ambiguïté les différents types de cellules tumorales et surtout, de pronostiquer correctement leur sensibilité aux cytotoxiques. Il est donc important de pouvoir disposer de nouvelles méthodes permettant de détecter facilement, sensiblement et précocement la présence de tumeurs afin de mettre en oeuvre les stratégies thérapeutiques adaptées au mieux pour le traitement de chaque patient. La présente invention concerne donc un nouveau procédé de diagnostic pour détecter la présence ou l'absence d'une tumeur chez un mammifère, en particulier chez l'homme, par détection et/ou quantification de la présence d'un nouveau marqueur biologique dans un échantillon biologique préalablement prélevé chez ledit mammifère : une protéine MARK3. La présence d'une protéine MARK3 ou d'anticorps dirigés contre une protéine MARK3 ou contre un fragment comprenant au moins un épitope de ladite protéine est caractéristique de la présence d'une tumeur. La présente invention concerne donc un procédé susceptible d'être employé pour détecter la présence ou l'absence d'une tumeur chez un mammifère, ledit procédé comprenant une étape de détecter et/ou quantifier sur un échantillon biologique préalablement prélevé sur ledit mammifère : - la présence d'une protéine MARK3, et/ou - la présence d'anticorps dirigés contre une protéine MARK3 ou un fragment comprenant au moins un épitope de cette protéine. Par protéine MARK3, on entend selon l'invention une protéine qui comprend une séquence protéique de la protéine MARK3 de référence, décrite dans la référence GenBank n d'accession AF387637 (Sun T.-Q. et al. "PAR-1 is a Dishevelled-associated kinase and a positive regulator of Wnt signalling". Nat. Cell Biol. 2001, 3, 628-636), ses isoformes, ses variants et ses fragments biologiquement actifs. Les isoformes, fragments ou variants biologiquement actifs selon l'invention sont reconnus par les anticorps anti-MARK3. Par variants, on entend selon l'invention des protéines qui présentent avantageusement au 35 moins 75% d'identité avec la protéine MARK3 de référence, plus préférentiellement au moins 80%, plus préférentiellement au moins environ 85% d'identité. Les méthodes d'alignement et de calcul d'identités de séquences sont bien connues de l'homme du métier et accessibles directement sur Internet. On citera notamment le programme BLAST, qui peut être utilisé à partir du site http://www.ncbi.nlm.nih.govBLAST/ avec les paramètres indiqués par défaut sur ce site. On peut aussi avantageusement utiliser la recherche avancée de BlastP en affinant la recherche avec un motif (PHI-BLAST). Pour l'alignement des séquences, on peut utiliser les programmes CLUSTALW (http://www.ebi.ac.uk/clustalw/) ou MULTALIN ((http://prodes.toulouse.inra.fr/multalin/ ), avec les paramètres indiqués par défaut sur ces sites. Les différences entre les variants de MARK3 et la séquence de référence peuvent être dues, à des délétions d'au moins un acide aminé et lorsque plusieurs acides aminés sont délétés ils peuvent être contigus ou séparés sur la séquence de référence. Les différences peuvent également être dues à des mutations, au moins un acide aminé étant remplacer par un acide aminé différent dans la séquence de référence. Les différences peuvent aussi être dues à l'ajout d'au moins un acide aminé au sein de la séquence de référence. Lorsque plusieurs acides aminés sont ajoutés au sein de la séquence de référence, ils peuvent être contigus, c'est-à-dire formant un fragment protéique d'au moins 2 acides aminés, ou répartis sur la séquence ou les deux. Unfortunately the diagnostic discrepancies observed between experts of the field are enormous (up to 64% of disagreement according to the tumors). Worse, similar discrepancies can be noted when interpretations of identical samples are given to the same person within a few weeks of each other (Mittler et al, 1996, Bruner et al, 1997, Coons et al, 1997). This is worrying given that misdiagnosis can lead to unnecessary radiotherapy and / or chemotherapy that has serious consequences for the patient. In addition to histological analysis, there are only a few diagnostic tests based on molecular approaches. Cytological observations can thus be supplemented by the search for genetic abnormalities and in some laboratories the detection of certain protein markers using specific antibodies. For the time being, there are no routine tests based on the detection and quantification of the concentration of transcriptomic markers of tumors. The few molecular tests currently available do not make it possible to distinguish unambiguously the different types of tumor cells and above all, to correctly predict their sensitivity to cytotoxic agents. It is therefore important to be able to have new methods for easily, substantially and early detection of the presence of tumors in order to implement the therapeutic strategies best suited to the treatment of each patient. The present invention thus relates to a novel diagnostic method for detecting the presence or absence of a tumor in a mammal, in particular in humans, by detecting and / or quantifying the presence of a new biological marker in a mammal. biological sample previously taken from said mammal: a MARK3 protein. The presence of a MARK3 protein or of antibodies directed against a MARK3 protein or against a fragment comprising at least one epitope of said protein is characteristic of the presence of a tumor. The present invention thus relates to a method that can be used to detect the presence or absence of a tumor in a mammal, said method comprising a step of detecting and / or quantifying on a biological sample previously taken from said mammal: the presence of a MARK3 protein, and / or the presence of antibodies directed against a MARK3 protein or a fragment comprising at least one epitope of this protein. According to the invention, the term "MARK3 protein" is intended to mean a protein which comprises a protein sequence of the reference MARK3 protein, described in GenBank Accession No. AF387637 (Sun T.-Q. et al., "PAR-1 is a Disheveled-associated kinase and a positive regulator of signaling ", Nat Cell Biol., 2001, 3, 628-636), its isoforms, variants and biologically active fragments. The isoforms, fragments or biologically active variants according to the invention are recognized by the anti-MARK3 antibodies. According to the invention, variants are understood to mean proteins which advantageously have at least 75% identity with the reference MARK3 protein, more preferably at least 80%, more preferably at least about 85% identity. The methods of alignment and calculation of sequence identities are well known to those skilled in the art and accessible directly on the Internet. One particular mention is the BLAST program, which can be used from the site http://www.ncbi.nlm.nih.govBLAST/ with the parameters indicated by default on this site. It is also advantageous to use the advanced search of BlastP by refining the search with a pattern (PHI-BLAST). For the alignment of the sequences, one can use the programs CLUSTALW (http://www.ebi.ac.uk/clustalw/) or MULTALIN ((http://prodes.toulouse.inra.fr/multalin/), with the parameters indicated by default on these sites.The differences between the MARK3 variants and the reference sequence may be due to deletions of at least one amino acid and when several amino acids are deleted they may be contiguous or separated on the The differences can also be due to mutations, with at least one amino acid being replaced by a different amino acid in the reference sequence, and the differences can also be due to the addition of at least one amino acid to the amino acid. Within the reference sequence, when several amino acids are added within the reference sequence, they can be contiguous, that is to say forming a protein fragment of at least 2 amino acids, or distributed over the sequence. e or both.
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le variant de MARK3 comprend au moins un fragment protéique inséré dans la séquence MARK3 de référence. Ce fragment peut comprendre jusqu'à 100 acides aminés, généralement entre 10 et 60 acides aminés. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, la protéine MARK3 est un variant comprenant la séquence protéique représentée sur la SEQ ID NO 1. According to one particular embodiment of the invention, the variant of MARK3 comprises at least one protein fragment inserted into the reference sequence MARK3. This fragment can comprise up to 100 amino acids, generally between 10 and 60 amino acids. According to a particular embodiment of the invention, the MARK3 protein is a variant comprising the protein sequence represented in SEQ ID NO.
De manière avantageuse, l'échantillon biologique préalablement prélevé est choisi parmi un échantillon de sérum sanguin, de lymphe, de liquide kystique, d'homogénats tissulaires, de préférence un échantillon de sérum sanguin. Il est entendu que selon la méthode de détection et/ou de quantification employée, l'échantillon biologique prélevé pourra subir un traitement préalable à son analyse, par exemple de broyage et/ou de dissolution. De tels traitements sont bien connus de l'homme du métier en relation avec les méthodes de détection. Les moyens de détection et/ou de quantification de la présence d'une protéine ou d'anticorps dans un échantillon biologique sont bien connus de l'homme du métier, notamment décrites ci-après et dans les exemples. Advantageously, the biological sample previously taken is selected from a sample of blood serum, lymph, cystic fluid, tissue homogenates, preferably a sample of blood serum. It is understood that according to the detection and / or quantification method used, the biological sample taken may be subjected to a prior treatment for its analysis, for example grinding and / or dissolution. Such treatments are well known to those skilled in the art in connection with the detection methods. The means for detecting and / or quantifying the presence of a protein or antibody in a biological sample are well known to those skilled in the art, in particular described hereinafter and in the examples.
Les méthodes décrites ci-après sont présentées à titre indicatif et ne constituent en aucune manière une liste exhaustive des approches techniques pouvant être utilisées pour la mise en oeuvre de l'invention. L'homme du métier saura identifier selon l'état d'évolution et d'optimisation des techniques, à tout moment, quels sont les procédés les mieux adaptés pour réaliser les analyses destinées à mettre en oeuvre l'invention tout en substituant avantageusement les méthodes de mesures et/ou d'immunoréactions décrites ici. Sont présentées ci-après les méthodes rassemblées par souci de simplification dans les groupes suivants : • Tests impliquant une capture sur support • Tests de détection basés sur la mise en évidence macroscopique des complexesimmuns • Tests basés sur les marquages isotopiques et le RIA (radio-immuno assays) • Analyses basées sur les techniques d'immuno-histo-chimie • Tests basés sur les méthodes de transfert de fluorescence, FRET (Fluorescence Resonance 5 Energy Transfer), ou de transfert d'énergie basé sur la luminescence BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfer) Les tests impliquant une capture sur support Dans les méthodes décrites ci-dessous, il est fait mention de l'utilisation d'antigènes correspondant à une protéine MARK3 ou à un fragment de cette protéine comprenant au moins un 10 épitope reconnu par les anticorps anti-MARK3. Il est donc entendu que les tests peuvent être aussi réalisés avec des fragments seulement de ces protéines-antigènes (peptides naturels ou synthétiques ou chimériques,...) ou des composés et molécules de type haptènes capables de réagir de manière sélective avec les anticorps anti-MARK3 dont la présence dans les sérums est recherchée. Le Western-blot et la méthode ELISA décrites ci-après sont deux méthodes parmi les plus 15 communément utilisées pour ce genre de tests. D'autres méthodes de détection de réactions antigènes-anticorps peuvent être employées exploitant divers modes d'interactions ou adsorptions des composants avec des supports, cupules de réactions ou systèmes de microdétection. Ces tests allient très souvent de hauts niveaux de performance, liés aux sensibilités élevées des méthodes, à la relative simplicité de manipulation des échantillons, à la robustesse des tests, et aux capacités de 20 traitement à haut débit de nombreux échantillons en simultané. a) méthode basée sur le Western-blot (Towbin et al, 1979 ; Burnette, 1981) Pour l'exécution de cette méthode, un extrait contenant au moins un antigène selon l'invention est soumis à migration électrophorétique en gel de polyacrylamide en milieu dénaturant. Cette technique est bien connue dans une de ces variantes sous l'acronyme de SPAGE : pour "SDS 25 PolyAcrylamide Gel Electrophoresis" ; ou électrophorèse en gel de polyacrylamide en présence de l'agent détergent dénaturant Sodium Dodecyl Sulfate. La migration électrophorétique permet de séparer les protéines en fonction de leurs masses moléculaires respectives (Laemmli ,1970). A l'issue de cette séparation, et selon des protocoles classiques connus de l'homme du métier, des empreintes des protéines sont réalisées sur une membrane de type nylon et sont mises en incubation 30 avec les sérums à analyser. Des protocoles de détection des Western-blots, très classiques, permettent de révéler la fixation des anticorps, qui étaient éventuellement présents dans les sérums, sur les antigènes fixés sur l'empreinte. Les protocoles permettent de révéler par des techniques :radioactives, fluorescentes ou luminescentes la présence des anticorps. L'analyse peut être menée de manière à accéder à une estimation quantitative suffisamment précise du taux d'anticorps dans :35 :l'échantillon de départ pour réaliser un diagnostic d'intérêt clinique. Ce genre de test peut être réalisé en utilisant les équipements nécessaires à la réalisation de Western-blots distribués par Immunetics (Boston, MA, USA ; http://www.immunetics.com). b) méthode ELISA (et ses dérivés) Une des méthodes désormais classique, appelée ELISA (Enzyme Linked Immuno Sorbent Assays) (Engvall et Perlmann, 1971, 1972 ; Engvall et al, 1971) consiste à provoquer la création des complexes antigènes-anticorps (complexes-immuns) sous forme immobilisée sur les parois des puits (cupules) de plaques de dosages multi-puits en matière plastique. Ce type de méthode se décline en une multitude de variantes selon que les protocoles reposent sur l'immobilisation première d'anticorps ou d'antigènes dans le fond des puits et selon les méthodes de révélation utilisées (ELISA direct ou indirect). A titre d'exemple, on peut brièvement mentionner que ce genre de test peut être exécuté selon la description qui suit pour la détection des anticorps dirigés contre l'antigène selon l'invention. Ainsi, les puits de la plaque de dosage ELISA sont remplis individuellement et de manière indépendante avec des dilutions croissantes de l'antigène. Les protéines se fixent par adsorption sur le fond des puits. Après lavage des puits, les protéines adhérentes sur les parois des puits sont mises en contact avec les anticorps recherchés et présents dans les sérums. De ce fait, s'ils sont présents dans les sérums, les anticorps s'immobiliseront dans le fond du puits par fixation aux protéines antigènes adsorbées sur la paroi de la cupule. Une étape de détection (basée par exemple sur un test colorimétrique simple) de la présence d'anticorps au fond des puits renseigne par voie de conséquence sur la présence de ces anticorps dans l'échantillon sérique de départ. La réalisation de dosages sur les dilutions de l'échantillon permet d'estimer de manière quantitative le taux des anticorps dans l'échantillon biologique. Les analyses des tests ELISA peuvent être réalisées sur des appareils tel que le système VIDAS distribué par Bio-Mérieux (http://www.biomerieux.com). c) méthodes basées sur les micro-arrays de protéines Dans une approche d'immobilisation de complexes-immuns, la technique des micro-arrays repose sur une logique de miniaturisation, automatisation et parallélisation plus ou moins massive du nombre de tests. Pour ces tests, il est nécessaire de créer des micro-arrays de protéines constitués de surfaces solides généralement planes (lames de verre, fragments de silicium, fonds de puits de plaques multi-puits en matière plastique...) comportant des antigènes fixés par divers procédés chimiques sur le support, chaque antigène étant déposé sur une petite surface du support représentant quelques micron-carrés de surface. Par exemple, les antigènes sont immobilisés sur le support par dépôt de microgouttes de suspension des antigènes sur ces supports (Peluso et al, 2003, Kusnezow et Hoheisel, 2003). Après incubation avec les échantillons à analyser, les complexes-immuns formés peuvent être détectés par divers moyens techniques, les plus courants reposant sur la détection de signaux de fluorescence ou par une méthode faisant appel à la résonance plasmonique de surface (Vikinge et al, 1998 ; Kusnezow et Hoheisel, 2003). The methods described below are presented for information only and do not constitute in any way an exhaustive list of the technical approaches that can be used to implement the invention. Those skilled in the art will be able to identify, according to the state of evolution and optimization of the techniques, at any time, which are the most suitable methods for carrying out the analyzes intended to implement the invention while advantageously substituting the methods measurements and / or immunoreactions described herein. The following methods are presented for the sake of simplification in the following groups: • Tests involving media capture • Detection tests based on the macroscopic detection of immune complexes • Tests based on isotopic markings and RIA (radio- immunoassays) • Analyzes based on immunohistochemistry techniques • Tests based on fluorescence transfer methods, FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer), or energy transfer based on luminescence BRET (Bioluminescence Resonance) Energy Transfer) Tests involving media capture In the methods described below, mention is made of the use of antigens corresponding to a MARK3 protein or a fragment of this protein comprising at least one epitope recognized by the anti-MARK3 antibodies. It is therefore understood that the tests can also be carried out with fragments of only these protein-antigens (natural or synthetic or chimeric peptides, etc.) or haptene-type compounds and molecules capable of selectively reacting with the anti-antibodies. -MARK3 whose presence in the sera is sought. The Western blot and the ELISA method described hereinafter are two of the most commonly used methods for such tests. Other methods of detecting antigen-antibody reactions can be employed using various modes of interaction or adsorption of the components with supports, reaction wells or microdetection systems. These tests often combine high levels of performance, related to the high sensitivities of the methods, the relative simplicity of sample handling, the robustness of the tests, and the high throughput processing capabilities of many samples simultaneously. a) method based on the Western blot (Towbin et al., 1979; Burnette, 1981) For carrying out this method, an extract containing at least one antigen according to the invention is subjected to electrophoretic migration in polyacrylamide gel in medium denaturant. This technique is well known in one of these variants under the acronym of SPAGE: for "SDS 25 Polyacrylamide Gel Electrophoresis"; or polyacrylamide gel electrophoresis in the presence of the denaturing detergent Sodium Dodecyl Sulfate. Electrophoretic migration allows proteins to be separated according to their respective molecular weights (Laemmli, 1970). At the end of this separation, and according to standard protocols known to those skilled in the art, fingerprints of the proteins are made on a nylon membrane and are incubated with the sera to be analyzed. Western-blot detection protocols, very conventional, make it possible to reveal the binding of the antibodies, which were possibly present in the sera, on the antigens fixed on the fingerprint. The protocols make it possible to reveal by radioactive, fluorescent or luminescent techniques the presence of the antibodies. The analysis can be conducted in such a way as to access a sufficiently accurate quantitative estimate of the level of antibody in the starting sample to make a diagnosis of clinical interest. This kind of test can be performed using the equipment necessary for producing Western blots distributed by Immunetics (Boston, Mass., USA; http://www.immunetics.com). b) ELISA Method (and its Derivatives) One of the now-standard methods, called Enzyme Linked Immuno Sorbent Assays (ELISA) (Engvall and Perlmann, 1971, 1972, Engvall et al, 1971) consists in causing the creation of antigen-antibody complexes ( complexes-immune) in immobilized form on the walls of the wells (wells) of plastic multi-well dosing plates. This type of method is available in a multitude of variants depending on whether the protocols are based on the initial immobilization of antibodies or antigens in the bottom of the wells and according to the revelation methods used (direct or indirect ELISA). By way of example, it may briefly be mentioned that this kind of test can be performed according to the description which follows for the detection of the antibodies directed against the antigen according to the invention. Thus, the wells of the ELISA assay plate are individually and independently filled with increasing dilutions of the antigen. The proteins are adsorbed on the bottom of the wells. After washing the wells, the adherent proteins on the walls of the wells are contacted with the desired antibodies and present in the sera. Therefore, if present in the sera, the antibodies will immobilize in the bottom of the well by attachment to the antigen proteins adsorbed on the wall of the well. A detection step (based for example on a simple colorimetric test) of the presence of antibodies at the bottom of the wells indicates consequently the presence of these antibodies in the starting serum sample. Conducting assays on sample dilutions provides a quantitative estimate of antibody levels in the biological sample. Analyzes of ELISA tests can be performed on devices such as the VIDAS system distributed by Bio-Mérieux (http://www.biomerieux.com). c) methods based on protein microarrays In an immobilization approach of immune complexes, the micro-arrays technique is based on a logic of miniaturization, automation and more or less massive parallelization of the number of tests. For these tests, it is necessary to create micro-arrays of proteins consisting of generally flat solid surfaces (glass slides, silicon fragments, wells of multi-well plates of plastic material, etc.) comprising antigens fixed by various chemical processes on the support, each antigen being deposited on a small surface of the support representing a few micron-squares of surface. For example, the antigens are immobilized on the support by deposition of antigen suspension microdroplets on these supports (Peluso et al, 2003, Kusnezow and Hoheisel, 2003). After incubation with the samples to be analyzed, the formed immune complexes can be detected by various technical means, the most common being based on the detection of fluorescence signals or by a method using surface plasmon resonance (Vikinge et al., 1998). Kusnezow and Hoheisel, 2003).
Des tests basés sur les micro-arrays avec détection de fluorescence peuvent être envisagés selon des protocoles qui permettent même de réaliser une analyse directement sur un échantillon de sang total. Le système, tel celui proposé par Umedik (http://www.unedik.com/) comportant micro- array et lecteur autorise l'analyse de plusieurs marqueurs en simultané avec quantification des intensités des signaux. La résonance plasmonique de surface repose sur un principe physique expérimental bien connu où la surface plane d'un film d'or réfléchit un rayon lumineux incident dans une direction prédite par les lois de l'optique classique. Néanmoins pour une toute petite partie du faisceau lumineux réfléchi et sous une certaine incidence, on constate une diminution significative du nombre de photons réfléchis. L'angle d'incidence de la zone de réflexion de la zone moins lumineuse dépend de la quantité de matière fixée sur la face du film d'or opposée à la face irradiée par le faisceau lumineux incident. Toute interaction d'anticorps, d'antigènes ou constitution de complexes-immuns sur la face opposée d'un détecteur basée sur la résonance plasmonique et irradiée sous une certaine incidence par un rayon lumineux provoque donc un changement sensible de l'angle de réflexion de la partie moins lumineuse du faisceau de lumière réfléchi. La détection de cette déflexion de l'angle de réflexion permet de mettre en évidence et de quantifier la fixation de composants sur le détecteur. Fluorescence-based microarray-based assays can be envisioned according to protocols that even permit analysis directly on a whole blood sample. The system, such as that proposed by Umedik (http://www.unedik.com/) comprising micro-array and reader allows the analysis of several markers simultaneously with quantization signal intensities. Surface plasmon resonance is based on a well-known experimental physics principle where the flat surface of a gold film reflects an incident light ray in a direction predicted by the laws of classical optics. However, for a very small part of the reflected light beam and at a certain incidence, there is a significant decrease in the number of reflected photons. The angle of incidence of the zone of reflection of the less luminous zone depends on the quantity of material fixed on the face of the gold film opposite to the face irradiated by the incident light beam. Any interaction of antibodies, antigens or complex-immune complexes on the opposite face of a detector based on plasmon resonance and irradiated at a certain incidence by a light ray thus causes a significant change in the angle of reflection of the less luminous part of the reflected light beam. The detection of this deflection of the reflection angle makes it possible to highlight and quantify the fixing of components on the detector.
Cette dernière méthode de détection est à la base d'une technique d'analyse des interactions entre anticorps et protéines et permet de mesurer les paramètres de cinétique d'interaction entre antigènes et anticorps et d'en déduire les quantités d'anticorps présents dans un échantillon (Fagerstam et al, 1990 ; Szabo et al, 1995). Cette technique est développée sous la forme d'automates de mesure dont un exemple est connu sous le nom de BlAcore (BlAcore AB, Uppsala, Suède ; http://www.biacore.com). d) méthode basée sur la spectrométrie de masse La détection des anticorps peut être effectuée en utilisant par exemple la spectrométrie de masse dite technologie SELDI ûTOF (Surface Enhanced Laser Desorption/Ionization û Time Of Fly teclmology) (Merchant et Weinberger, 2000 ; Weinberger et al, 2000). Ce mode de réalisation est effectué en exploitant la plateforme technique distribuée par la société Ciphergen (Ciphergen Biosystems, Inc. Fremont, CA, USA ; http://www.ciphergen.com). La détection des anticorps peut être réalisée en immobilisant préalablement les antigènes sur les supports d'affinité utilisables sur le spectromètre de masse Ciphergen ou tout autre spectromètre de masse approprié pour ce genre d'analyse. Il est en effet possible d'immobiliser des antigènes par greffage chimique sur les supports de silice, de métaux ou polymères et d'utiliser ces supports pour piéger les anticorps présents dans un échantillon à analyser. Les complexes-immuns ainsi formés et immobilisés sur les supports peuvent être ensuite analysés par spectrométrie de masse. Dans ce genre d'analyse, le pic des immunoglobulines fixées sur les antigènes peut être détecté dans le spectre de masse. L'utilisation des antigènes greffés sur le support permet de constituer une méthode de dosage extrêmement sensible et spécifique. Compte tenu, d'une part de l'affinité des anticorps pour les antigènes, et d'autre part de la grande sensibilité de détection du spectromètre de masse, des quantités infimes d'anticorps présents dans un échantillon pourront être détectées. This last detection method is at the basis of a technique for analyzing the interactions between antibodies and proteins and makes it possible to measure the interaction kinetics parameters between antigens and antibodies and to deduce therefrom the quantities of antibodies present in a molecule. sample (Fagerstam et al, 1990, Szabo et al, 1995). This technique is developed in the form of measurement automata, an example of which is known as BlAcore (BlAcore AB, Uppsala, Sweden, http://www.biacore.com). d) Method Based on Mass Spectrometry The detection of the antibodies can be carried out using, for example, so-called SELDI ™ Surface Enhanced Laser Desorption / Ionization (TFT) technology (Merchant and Weinberger, 2000; al, 2000). This embodiment is carried out by exploiting the technical platform distributed by Ciphergen (Ciphergen Biosystems, Fremont, CA, USA, http://www.ciphergen.com). Detection of the antibodies can be achieved by pre-immobilizing the antigens on the affinity supports usable on the Ciphergen mass spectrometer or any other mass spectrometer suitable for this kind of analysis. It is indeed possible to immobilize antigens by chemical grafting on the supports of silica, metals or polymers and to use these supports to trap the antibodies present in a sample to be analyzed. The immune complexes thus formed and immobilized on the supports can then be analyzed by mass spectrometry. In this type of analysis, the peak immunoglobulin bound to the antigens can be detected in the mass spectrum. The use of the grafted antigens on the support makes it possible to constitute an extremely sensitive and specific assay method. Given, on the one hand, the affinity of the antibodies for the antigens, and on the other hand the high detection sensitivity of the mass spectrometer, minute quantities of antibodies present in a sample can be detected.
Tests de détection basés sur la mise en évidence macroscopique des complexes-immuns (test au latex, bandes d'immuno-détection) (Singer et al, 1957 ; Hechemy et al, 1974) Dans ce type de système de détection, les antigènes d'intérêt sont couplés chimiquement à des composants particulaires de tailles micrométriques telles que des billes de polymères colorées ou non. L'incubation en milieu liquide ou semi-liquide d'une suspension fluide de ces billes recouvertes d'antigènes avec l'échantillon biologique à analyser conduit à la création de complexes-immuns agrégeant plusieurs billes de polymères entre-elles. Cette agrégation se traduit par la formation de paquets de billes dont la taille devient macroscopiquement importante au point d'être visibles à l'oeil par un opérateur. Dans une variante commune et sophistiquée du système, les complexes-immuns sont soumis à migration par capillarité sur une bandelette de support de chromatographie et révélés par création d'une bande colorée indiquant la présence ou l'absence de l'antigène détecté (test symbolisé par les bandelettes d'immunodétection largement utilisées en routine par exemple pour les tests de grossesses). Des tests au latex sont commercialisés par la société Bio-Mérieux pour des diagnostics microbiologiques par exemple (www.biomerieux.com). Detection tests based on the macroscopic detection of immune complexes (latex test, immuno-detection strips) (Singer et al., 1957, Hechemy et al, 1974) In this type of detection system, the antigens of The interest is chemically coupled to particulate components of micrometric sizes such as colored or unstained polymer beads. Incubation in a liquid or semi-liquid medium of a fluid suspension of these antigen-coated beads with the biological sample to be analyzed leads to the creation of immune complexes that aggregate several polymer beads together. This aggregation results in the formation of bundles of balls whose size becomes macroscopically important to the point of being visible to the eye by an operator. In a common and sophisticated variant of the system, the immune complexes are subjected to capillary migration on a chromatography support strip and revealed by creating a colored band indicating the presence or absence of the detected antigen (symbolized test). immunodetection strips widely used routinely for example for pregnancy tests). Latex tests are marketed by Bio-Mérieux for microbiological diagnostics for example (www.biomerieux.com).
Tests basés sur les marquages isotopiques et le RIA (radio-immuno assays) (Yalow et Berson, 1960 ; Booth et al, 1982) Dans une des variantes de ce dosage, le complexe-immun est réalisé, en rajoutant dans le milieu réactionnel, outre l'échantillon de sérum, une quantité connue d'antigène marqué par un isotope radioactif. Après sélection des complexes-immuns formés, la quantité de radioactivité détectable dans la fraction ainsi isolée est proportionnelle à la quantité d'anticorps présente dans un échantillon. Des trousses diagnostiques utilisant le principe du RIA sont distribuées par exemple, pour divers dosages, par la société Schering/Cis-Bio International (Gif/Yvette, France ; www.cisbiointernational.fr). "L'immuno-assay" peut être également basé sur un principe de dosage ne faisant pas appel à des traceurs radioactifs mais à des marqueurs fluorescents ou de luminescence. Analyses basées sur les techniques d'immuno-histo-chimie (Kiernan, 1999) Une approche robuste et relativement simple dans son principe consiste à effectuer dans des coupes, frottis ou autres préparations provenant de biopsies une analyse de type immunohistologique. Dans ce cas il s'agit de tests réalisés sur un échantillon brut (coupe de tumeurs constituées de cellules plus ou moins homogènes). L'application de cette technique est donc plus généralement destinée à mettre en évidence les antigènes dans la préparation. La mise en évidence des complexes-immuns formés impose la détection d'un signal généré par l'utilisation de traceurs radioactifs, ou de réactifs fluorescents ou de méthodes colorimétriques. Les cellules tumorales contenant les antigènes montreront une réaction positive avec le réactif sélectionné spécifique vis- à-vis des antigènes. A l'inverse, les cellules non tumorales ne montreront pas de signal ou un signal d'intensité significativement plus faible. Tests basés sur le tri cellulaire utilisant la fluorescence (méthode dite cytométrie de flux ou FACS, Fluorescent Activated Cell Sorting) (Hulett et al, 1969 ; Parks et Herzenberg, 1984) : un réactif marqué par un groupement fluorescent pourra être utilisé afin de marquer des cellules entières issues et isolées de biopsies et de permettre le tri et la quantification des cellules positives pour la présence des antigènes recherchés. Dans le cadre de cette méthode, les cellules non-lysées dissociées du tissu biopsique fraîchement collecté sont mises en contact du réactif sélectif fluorescent et la suspension et ensuite analysée à l'aide d'un trieur de cellule. Le trieur de cellules détecte de manière individuelle l'intensité du signal fluorescent associé à chaque cellule, et procède au comptage du nombre de cellules détectées et éventuellement isole les cellules dans des réservoirs spécifiques. Des instruments conçus pour l'analyse FACS sont distribués par exemple par la société Becton Dickinson (Franklin Lakes, NJ, USA ; http://www.bd.com). L'utilisation de paramètres techniques appropriés et optimisés (dilution des cellules, paramètres optiques,...) permet d'envisager le tri et comptage sélectif des cellules contenant les antigènes et d'assurer la faisabilité de cette méthode. A noter également, qu'une approche de cytométrie de flux appliquée à l'analyse des sérums pourrait être conduite en utilisant des billes marquées par des composés fluorescents spécifiques et comportant des antigènes greffés à leurs surfaces. Les complexesimmuns peuvent être alors mis en évidence par exemple avec la technologie Bio-Plex de Bio-Rad (Hercules, CA, USA ; http://www.bio-rad.com) ; ou celle nommée "Cytometric Bead array" de Becton Dickinson (http://www.bdeurope.com) ou encore le système Luminex de Miraibio (www://www.miraibio.com). Tests based on isotopic markings and RIA (radioimmunoassays) (Yalow and Berson, 1960, Booth et al, 1982) In one of the variants of this assay, the immune complex is produced by adding to the reaction medium, in addition to the serum sample, a known amount of radiolabelled isotope labeled antigen. After selection of formed immune complexes, the amount of detectable radioactivity in the fraction thus isolated is proportional to the amount of antibody present in a sample. Diagnostic kits using the principle of RIA are distributed for example, for various dosages, by Schering / Cis-Bio International (Gif / Yvette, France, www.cisbiointernational.fr). "Immunoassay" may also be based on a dosing principle not using radioactive tracers but fluorescent markers or luminescence. Analyzes Based on Immunohistochemistry Techniques (Kiernan, 1999) A robust and relatively simple approach in principle is to perform an immunohistological analysis in sections, smears or other preparations from biopsies. In this case, these are tests performed on a raw sample (a section of tumors made up of more or less homogeneous cells). The application of this technique is therefore more generally intended to highlight the antigens in the preparation. Demonstration of formed immune complexes requires the detection of a signal generated by the use of radioactive tracers, or fluorescent reagents or colorimetric methods. The tumor cells containing the antigens will show a positive reaction with the selected antigen specific reagent. Conversely, non-tumor cells will not show a signal or signal of significantly lower intensity. Tests based on fluorescence-based cell sorting (Fluorescent Activated Cell Sorting (FACS) method (Hulett et al., 1969, Parks and Herzenberg, 1984): a fluorescently labeled reagent may be used to label whole cells derived from and isolated from biopsies and to allow the sorting and quantification of positive cells for the presence of the desired antigens. As part of this method, unlysed cells dissociated from freshly collected biopsic tissue are contacted with the fluorescent selective reagent and the suspension and then analyzed using a cell sorter. The cell sorter individually detects the intensity of the fluorescent signal associated with each cell, and counts the number of cells detected and optionally isolates the cells in specific reservoirs. Instruments designed for FACS analysis are distributed for example by Becton Dickinson (Franklin Lakes, NJ, USA, http://www.bd.com). The use of appropriate and optimized technical parameters (cell dilution, optical parameters, ...) makes it possible to consider sorting and selective counting of the cells containing the antigens and to ensure the feasibility of this method. It should also be noted that a flow cytometry approach applied to the analysis of the sera could be carried out using beads labeled with specific fluorescent compounds and comprising antigens grafted onto their surfaces. The immune complexes can then be demonstrated for example with the Bio-Rad Bio-Plex technology (Hercules, CA, USA; http://www.bio-rad.com); or the one named Becton Dickinson's "Cytometric Bead Array" (http://www.bdeurope.com) or the Miraibio Luminex system (www: //www.miraibio.com).
Tests basés sur les méthodes de transfert de fluorescence, FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) ou BRET (Bioluminescence Resonance EnergyTransfer) Pour une telle analyse, le dosage peut, dans sa version la plus attractive, être réalisé directement en solution (dosage en phase homogène) et ne nécessite pas d'isoler ou purifier l'un ou l'autre des composants du complexe-immun. Cette méthode nécessite dans une de ces variantes, l'utilisation de deux anticorps différents dirigés contre un antigène et marqués par des groupements fluorescents appropriés. Les deux groupements fluorescents sont sélectionnés de telle sorte que leurs caractéristiques optiques permettent pour l'un des groupements d'être excitable par le rayonnement lumineux utilisé pour la mesure de fluorescence, puis autorisent le transfert de l'énergie d'excitation au deuxième groupement fluorescent qui émet, en dernier ressort, un rayonnement de fluorescence de longueur d'onde bien spécifique. Le transfert de fluorescence n'est effectif que si les deux molécules sont maintenues à proximité suffisamment rapprochée l'une de l'autre. Les deux anticorps marqués par les deux groupements fluorescents sont choisis pour pouvoir se fixer de manière simultanée sur les antigènes. Le complexe-immun ternaire formé (anticorps fluorescent d'excitation û antigène û anticorps fluorescent d'émission lumineuse) permet donc un rapprochement de deux anticorps et dans ce cas seulement, un signal de fluorescence peut être détecté (à la longueur d'onde d'emission du groupe fluorescent d'émission). De fait, ce type de dosage est plutôt adapté, sans exclusive, au dosage des antigènes. L'intensité du signal de fluorescence mesuré est donc directement proportionnelle à la quantité d'antigène présente dans l'extrait biologique (Mathis, 1995 ; Szollosi et al, 1998 ; Blomberg et al, 1999 ; Ueda et al, 1999 ; Enomoto et al, 2000). L'analyse de protéines par la méthode de transfert de fluorescence peut être effectuée sur l'appareil Kryptor de la société allemande B.R.A.H.M.S. (www.brahms.de). Tests based on fluorescence transfer methods, FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) or BRET (Bioluminescence Resonance EnergyTransfer) For such an analysis, the dosage can, in its most attractive version, be carried out directly in solution (homogeneous phase assay ) and does not require isolating or purifying any of the components of the immune complex. This method requires in one of these variants the use of two different antibodies directed against an antigen and labeled with appropriate fluorescent groups. The two fluorescent groups are selected so that their optical characteristics make it possible for one of the groups to be excitable by the light radiation used for the fluorescence measurement, and then allow the transfer of the excitation energy to the second fluorescent group. which emits, as a last resort, a fluorescence radiation of very specific wavelength. The fluorescence transfer is effective only if the two molecules are kept close enough close to each other. The two antibodies labeled by the two fluorescent groups are chosen to be able to bind simultaneously to the antigens. The ternary immune complex formed (fluorescent antibody-antigen antibody - fluorescent light emission antibody) thus allows a combination of two antibodies and in this case only, a fluorescence signal can be detected (at the wavelength d emission of the fluorescent emission group). In fact, this type of assay is rather suitable, without exception, for the determination of antigens. The intensity of the measured fluorescence signal is therefore directly proportional to the amount of antigen present in the biological extract (Mathis 1995, Szollosi et al., 1998, Blomberg et al., 1999, Ueda et al., 1999, Enomoto et al. , 2000). The protein analysis by the fluorescence transfer method can be carried out on the Kryptor apparatus of the German company B.R.A.H.M.S. (Www.brahms.de).
Alternativement, le composé fluorescent excité par le rayonnement lumineux d'excitation dans la technique FRET peut être substitué par un système bioluminescent qui repose sur l'activité d'une enzyme (Xu et al , 1999) La liste non-exhaustive des techniques décrites ci-dessus a valeur d'exemple des diverses techniques que l'homme du métier est en mesure d'utiliser pour réaliser une analyse d'échantillons biologiques afin de mettre en oeuvre l'invention pour détecter les anticorps dirigés contre les antigènes identifiés, analyse dont on pourra tirer une information à valeur diagnostique ou pronostique conformément à l'invention. Les analyses pourront être réalisées directement sur des prélèvements bruts ou ayant subi des traitements, et correspondant de manière non-exhaustive à des lysats, extraits ou sous-fractions 15 issus de ces prélèvements. La détection et le dosage des anticorps dirigés contre les antigènes, décrits par l'invention, peuvent être réalisés en utilisant tout produits ou dérivés issus de ces antigènes ainsi que sur leurs précurseurs si tant est qu'ils respectent bien les critères de reconnaissance spécifique avec les anticorps devant être détectés. 20 Comme indiqué précédemment, le dosage des antigènes eux-mêmes ou de leur fragments ou produits de modification métabolique peut constituer également une application analytique d'intérêtclinique. Les tests basés sur l'utilisation de la spectrométrie de masse SELDI-TOF, nécessitent des supports d'affinité pour la capture spécifique des antigènes (barrettes ProteinChip de Ciphergen). 25 Ces supports seront adaptés en fonction du mode de capture choisi : supports à réactivité chimique adaptée à la fixation des antigènes, ou anticorps monoclonaux ou polyclonaux reconnaissant tout ou partie des antigènes ou de leurs peptides. De manière évidente pour l'homme du métier, les méthodes font appel pour des besoins de quantification, et pour des impératifs de contrôle-qualité (contrôle-positifs) à des protéines 30 standards appropriées, apparentées ou non aux antigènes. De plus, les tests d'immunodétection imposent de disposer de composants (composants que l'on nommera réactifs) susceptibles d'interagir avec les anticorps d'intérêt ou les antigènes et leurs dérivés. Au chapitre de ces réactifs on peut citer bien évidemment, les anticorps polyclonaux ou monoclonaux ainsi que leurs fragments immunoréactifs, greffés ou non sur, ou avec d'autres composants ; des éléments 35 particulaires susceptibles d'interagir avec les antigènes (phages ou bactéries recombinants exprimant à leur surface des régions polypeptidiques capables d'interaction avec des haptènes ou antigènes) (Gao et al, 1999 ; Knappik et al, 2000) ; ou des aptamères (molécules chimiques de type polynucléotides voire polypeptidiques capables d'établir des interactions non covalentes de forte affinité avec des molécules cibles) (Ellington et Szostak, 1990 ; Tuerk et Gold, 1990). Des réactifs spécifiques pour la détection des complexes-immuns formés lors des tests peuvent être choisis parmi les systèmes de détection classique appropriés à ce genre de tests d'immunodétection tels que le western-blot ou l'ELISA (ces réactifs sont par exemple des anticorps secondaires couplés à des systèmes enzymatiques autorisant l'exécution de réactions colorimétriques). De tels réactifs sont disponibles sur catalogue, par exemple sur le catalogue de la société Sigma Aldrich, accessible en ligne (http://www.sigmaaldrich.com). Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la présence de la protéine MARK3 est détectée et/ou quantifiée aux moyens d'anticorps dirigés contre la protéine MARK3 ou au moins un épitope de cette protéine. Les anticorps sont choisis avantageusement parmi les anticorps polyclonaux ou les anticorps monoclonaux. Les méthodes d'identification et la préparation de tels anticorps sont connues de l'homme du métier en employant les techniques usuelles de préparation de tels anticorps. On notera pour référence, les méthodes décrites dans Immunobiology (5th ed., Janeway, Charles A.; Travers, Paul; Walport, Mark; Shlomchik, Mark. New York and London: Garland Publishing; c2001). Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la présence d'anticorps dirigés contre une protéine MARK3 ou contre un fragment comprenant au moins un épitope de cette protéine est détectée et/ou quantifiée au moyen d'un antigène comprenant au moins un épitope d'une protéine MARK3. Alternatively, the fluorescent compound excited by excitation light radiation in the FRET technique may be substituted by a bioluminescent system that relies on the activity of an enzyme (Xu et al, 1999). The non-exhaustive list of techniques described herein above is an example of the various techniques that a person skilled in the art is able to use to perform an analysis of biological samples in order to implement the invention to detect the antibodies directed against the identified antigens, analysis of which it will be possible to derive information of diagnostic or prognostic value in accordance with the invention. The analyzes may be carried out directly on raw samples or having undergone treatments, and corresponding in a non-exhaustive manner to lysates, extracts or subfractions 15 from these samples. The detection and the determination of the antibodies directed against the antigens, described by the invention, can be carried out by using any products or derivatives resulting from these antigens as well as on their precursors if they comply with the criteria of specific recognition with the antibodies to be detected. As indicated previously, the assay of the antigens themselves or their fragments or metabolic modification products may also constitute an analytical application of clinical interest. Tests based on the use of SELDI-TOF mass spectrometry require affinity media for specific antigen capture (Ciphergen ProteinChip arrays). These supports will be adapted according to the chosen capture mode: supports with chemical reactivity adapted to the attachment of antigens, or monoclonal or polyclonal antibodies recognizing all or part of the antigens or their peptides. As is obvious to those skilled in the art, the methods use for quantification purposes, and for quality-control (control-positive) requirements, to appropriate standard proteins, whether or not related to the antigens. In addition, immunodetection tests require the availability of components (components that we will call reagents) that can interact with the antibodies of interest or the antigens and their derivatives. With regard to these reagents, mention may be made, of course, of polyclonal or monoclonal antibodies as well as their immunoreactive fragments, grafted or not on or with other components; particulate elements capable of interacting with antigens (phages or recombinant bacteria expressing on their surface polypeptide regions capable of interacting with haptens or antigens) (Gao et al, 1999, Knappik et al, 2000); or aptamers (chemical molecules of the polynucleotide or even polypeptide type capable of establishing high affinity non-covalent interactions with target molecules) (Ellington and Szostak 1990, Tuerk and Gold 1990). Specific reagents for the detection of immune complexes formed during the tests may be chosen from conventional detection systems suitable for this kind of immunodetection tests such as Western blot or ELISA (these reagents are for example antibodies secondary enzymes coupled to enzymatic systems allowing the execution of colorimetric reactions). Such reagents are available on catalog, for example on the Sigma Aldrich catalog, available online (http://www.sigmaaldrich.com). According to a first embodiment of the invention, the presence of the MARK3 protein is detected and / or quantified by means of antibodies directed against the MARK3 protein or at least one epitope of this protein. The antibodies are advantageously chosen from polyclonal antibodies or monoclonal antibodies. The methods of identification and the preparation of such antibodies are known to those skilled in the art by employing the usual techniques for the preparation of such antibodies. The methods described in Immunobiology (5th ed., Janeway, Charles A., Travers, Paul, Walport, Mark, Shlomchik, Mark, New York and London: Garland Publishing, c2001) will be noted for reference. According to a second embodiment of the invention, the presence of antibodies directed against a MARK3 protein or against a fragment comprising at least one epitope of this protein is detected and / or quantified by means of an antigen comprising at least one epitope of a MARK3 protein.
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, l'antigène comprend une protéine MARK3 telle que définie ci-dessus et ci-après. Bien entendu, l'antigène peut comprendre de simples fragments d'une protéine MARK3, étant entendu que ledit fragment comprend au moins un épitope reconnu par les anticorps anti-MARK3. Un fragment comprenant au moins un épitope de la protéine MARK3 est par exemple un 25 fragment englobant la partie N-terminale de la protéine MARK3, plus particulièrement un fragment de 11 kDA englobant cette partie N-terminale. Un épitope est la plus petite unité structurale d'un antigène reconnue par un anticorps, structure présente à la surface de la molécule d'antigène, capable de se combiner à une seule molécule d'anticorps. D'un point de vue structurel, les épitopes peuvent être de deux types : 30 - épitopes linéaires (courte suite d'acides aminés reconnus par un anticorps), présentant une taille d'environ 8-10 acides aminés, ou - épitopes conformationnels, c'est-àdire que les anticorps reconnaissent des acides aminés qui sont proches dans l'espace lorsque la protéine présente sa structure repliée, mais qui ne sont pas localisés à proximité immédiate dans la séquence de la protéine. 35 Il convient de noter qu'un épitope donné peut être reconnu par plusieurs anticorps différents générés dans le cadre de réactions immunitaires distinctes, liées à des agents différents (virus, bactéries, etc...). A cet égard, le niveau de reconnaissance entre l'épitope et les différents anticorps peut varier d'un couple épitope-anticorps à un autre. Ainsi, si l'épitope est fortement reconnu par l'anticorps, de faibles concentrations en anticorps suffiront à détecter une réaction de reconnaissance entre l'épitope et l'anticorps. A l'inverse, si l'épitope est faiblement reconnu par l'anticorps, de fortes concentrations en ce dernier seront nécessaires pour détecter une réaction de reconnaissance entre l'épitope et l'anticorps. De la même façon, plusieurs épitopes distincts peuvent être reconnus par un même anticorps. Mais, là encore, les niveaux de reconnaissance d'un couple épitope-anticorps à un autre sont généralement variables. Les moyens pour l'identification d'épitopes, de fragments antigéniques et pour la préparation d'antigènes utiles dans un procédé de diagnostic sur des échantillons biologiques sont bien connus de l'homme du métier. On citera notamment une méthode consistant à synthétiser de manière systématique des peptides reprenant des fragments chevauchant de protéine MARK3 pour tester ensuite leur capacité à stimuler une réponse immunitaire. L'homme du métier sera donc à même d'identifier le ou les épitopes les mieux adaptés pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention par simple expérimentation de routine. De manière préférentielle, le procédé selon l'invention comprend une étape additionnelle de comparaison des résultats obtenus à l'étape de détection et/ou de quantification avec une valeur de référence caractéristique de la présence d'une tumeur et/ou avec une valeur de référence caractéristique de l'absence de tumeur. Ces valeurs de référence peuvent être différentes selon les moyens employés pour la détection et/ou la quantification de MARK3 ou des anticorps anti-MARK3. Elles peuvent être obtenues selon des méthodes usuelles où l'on va effectuer les mêmes analyses sur des échantillons provenant d'individus sains d'une part et d'individus connus pour être porteurs de tumeurs d'autre part. Bien entendu, le procédé selon l'invention peut comprendre en outre la détection et la quantification d'au moins un autre marqueur biologique caractéristique de la présence et/ou de l'invasivité d'une tumeur et/ou de sa chimio-sensibilité. On citera comme marqueur, à titre d'exemple, la protéine antigène KI67 comme marqueur de prolifération (référence SwissProt : http://www.expasy.org/uniprot/P46013), ou encore la vimentine phosphorylée, dont l'absence est caractéristique d'une tumeur invasive (PCT/EP2005/054598 déposée le 15 septembre 2005) ou encore des anticorps dirigés contre la protéine eEF1A1 (facteur d'élongation de la synthèse protéique ; référence Swiss-Prot : http://www.expasy.org/uniprot/P68104) dont l'absence ou la faible concentration est caractéristique d'une tumeur chimio-résistante. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le procédé comprend également une l'étape de détecter et/ou de quantifier sur un échantillon biologique préalablement prélevé : - la protéine eEF l A 1, et/ou - les anticorps dirigés contre la protéine eEF1A1 ou au moins un épitope de cette protéine. La détection et/ou la quantification des deux marqueurs peuvent être effectuées de manière simultanée, séparée ou décalée dans le temps, sur le même échantillon biologique ou sur des échantillons différents. According to a particular embodiment of the invention, the antigen comprises a MARK3 protein as defined above and hereinafter. Of course, the antigen may comprise simple fragments of a MARK3 protein, it being understood that said fragment comprises at least one epitope recognized by the anti-MARK3 antibodies. A fragment comprising at least one epitope of the MARK3 protein is, for example, a fragment encompassing the N-terminal portion of the MARK3 protein, more particularly an 11 kDA fragment encompassing this N-terminal portion. An epitope is the smallest structural unit of an antigen recognized by an antibody, a structure present on the surface of the antigen molecule, capable of combining with a single antibody molecule. From a structural point of view, the epitopes can be of two types: linear epitopes (short sequence of amino acids recognized by an antibody), having a size of about 8-10 amino acids, or conformational epitopes, that is, the antibodies recognize amino acids that are spatially close when the protein has its folded structure but are not localized in the immediate vicinity of the protein sequence. It should be noted that a given epitope can be recognized by several different antibodies generated in the context of distinct immune reactions, linked to different agents (viruses, bacteria, etc.). In this respect, the level of recognition between the epitope and the different antibodies may vary from one epitope-antibody pair to another. Thus, if the epitope is strongly recognized by the antibody, low concentrations of antibodies will be sufficient to detect a recognition reaction between the epitope and the antibody. Conversely, if the epitope is weakly recognized by the antibody, high concentrations thereof will be required to detect a recognition reaction between the epitope and the antibody. In the same way, several distinct epitopes can be recognized by the same antibody. But again, the recognition levels of one epitope-antibody pair to another are generally variable. Means for identifying epitopes, antigenic fragments and for preparing antigens useful in a diagnostic method on biological samples are well known to those skilled in the art. In particular, a method consisting in systematically synthesizing peptides containing overlapping fragments of MARK3 protein will be used to test their ability to stimulate an immune response. Those skilled in the art will therefore be able to identify the epitope or epitopes best suited for carrying out the method according to the invention by simple routine experimentation. Preferably, the method according to the invention comprises an additional step of comparing the results obtained in the detection and / or quantification step with a reference value characteristic of the presence of a tumor and / or with a value of characteristic reference of the absence of tumor. These reference values may be different depending on the means used for the detection and / or quantification of MARK3 or anti-MARK3 antibodies. They can be obtained according to usual methods where the same analyzes will be carried out on samples from healthy individuals on the one hand and from individuals known to be carriers of tumors on the other hand. Of course, the method according to the invention may further comprise the detection and quantification of at least one other biological marker characteristic of the presence and / or invasiveness of a tumor and / or its chemoresensitivity. By way of example, mention may be made of the KI67 antigen protein as a proliferation marker (SwissProt reference: http://www.expasy.org/uniprot/P46013), or the phosphorylated vimentin, the absence of which is characteristic. an invasive tumor (PCT / EP2005 / 054598 filed on September 15, 2005) or antibodies directed against eEF1A1 protein (elongation factor for protein synthesis, Swiss-Prot reference: http://www.expasy.org / uniprot / P68104) whose absence or low concentration is characteristic of a chemoresistant tumor. According to a particular embodiment of the invention, the method also comprises a step of detecting and / or quantifying on a biological sample previously collected: the protein eEF 1A, and / or the antibodies directed against the eEF1A1 protein or at least one epitope of this protein. The detection and / or quantification of the two markers can be performed simultaneously, separately or shifted in time, on the same biological sample or on different samples.
La présente invention concerne également un kit de diagnostic pour la mise en oeuvre d'un procédé tel que défini précédemment et ci-après, ledit kit comprenant des moyens permettant de détecter et/ou quantifier sur un échantillon biologique préalablement prélevé : - la présence d'une protéine MARK3, et/ou - la présence d'anticorps dirigés contre une protéine MARK3 ou un fragment comprenant au moins un épitope de cette protéine. De tels moyens sont bien connus de l'homme du métier, définis ci-dessus, leur forme variant selon le mode de détection sélectionné. Ils comprennent d'une part un antigène MARK3 défini précédemment ou un anticorps anti-10 MARK3 selon l'invention et des réactifs nécessaires à la mise en oeuvre du procédé de diagnostic selon l'invention. De tels réactifs sont bien connus de l'homme du métier, selon la méthode de détection/quantification employée. Ils sont en particulier décrits dans les références citées précédemment et en particulier dans le catalogue de la société Sigma Aldrich, accessible en ligne 15 (http://www.sigmaaldrich.com). De manière avantageuse, le kit de détection comprend un support approprié, apte à recevoir l'échantillon biologique et les moyens de détection appropriés. Lorsque le moyen de détection est un anticorps ou un antigène, ou leurs fragments, il peut être lié au support par tout moyen approprié, par exemple une liaison covalente ou adsorbé sur le support. De tels supports sont bien 20 connus de l'homme du métier, décrits notamment dans les références énoncées précédemment. La présente invention concerne également les anticorps dirigés contre une protéine MARK3 ou au moins un épitope de cette protéine, qui se lient de manière spécifique à une protéine MARK3 ou à au moins un épitope de cette protéine définis ci-dessus et ci-après. L'invention concerne aussi lesdits anticorps pour leur utilisation en thérapie. 25 Outre l'invention de MARK3 comme marqueur de la présence de cellules tumorales chez les mammifères, en particulier chez l'homme, les inventeurs ont également constater que l'inhibition de l'activité ou de l'expression de MARK3 permettait d'inhiber la croissance de cellules tumorales. La présente invention concerne donc également un procédé pour inhiber la croissance de 30 cellules tumorales, caractérisé en ce que l'on inhibe l'expression ou l'activité de la protéine MARK3 au moyen d'un inhibiteur anti-MARK3. Les inhibiteurs anti-MARK3 inhibant l'activité de MARK3 agissent au niveau de la protéine MARK3 empêchant ou limitant sa capacité à exercer sa fonction biologique. Il peut s'agir par exemple d'un anticorps dont l'antigène est une protéine MARK3 ou au moins un épitope de 35 cette protéine, tel que défini ci-dessus et ci-après. Les inhibiteurs anti-MARK3 inhibant l'expression de MARK3 agissent au niveau de la transcription du gène codant pour MARK3 ou encore au niveau de la traduction de l'ARN vers la protéine. Dans ce second cas, il peut s'agir d'un ARN interférant qui vient s'hybrider à l'ARN messager (ARNm) produit d'expression du gène comprenant la séquence codant pour la protéine MARK3 pour inhiber la traduction, soit par simple encombrement stérique soit pour favoriser le clivage de l'ARNm. Les technologies d'ARN interférants et leur usage in vitro et in vivo sont bien connues de l'homme du métier, décrits dans de nombreux articles scientifiques et autres demandes de brevet. Selon les séquences d'ARN interférants sélectionnées par l'homme du métier, différents niveaux d'inhibition pourront être obtenus, permettant de moduler l'effet inhibiteur recherché. De manière préférentielle, les ARN interférants sont préparés et sélectionnés pour obtenir au moins 50 % d'inhibition de l'expression du gène cible dans une cellule, voire au moins 75%, 90%, 95% voire plus de 99% d'inhibition. Les siRNA, pour Small Interfering RNA ou ARN interférant de petite taille, sont des séquences courtes d'environ 15 à 30 paires de bases (bp), de préférence de 19 à 25 bp. Elles comprennent un premier brin et un brin complémentaire identiques à la région ciblée de 1' ARN du gène cible. The present invention also relates to a diagnostic kit for implementing a method as defined above and hereinafter, said kit comprising means for detecting and / or quantifying on a biological sample previously collected: the presence of a MARK3 protein, and / or the presence of antibodies directed against a MARK3 protein or a fragment comprising at least one epitope of this protein. Such means are well known to those skilled in the art, defined above, their shape varying according to the selected detection mode. They comprise on the one hand a previously defined MARK3 antigen or an anti-MARK3 antibody according to the invention and reagents necessary for carrying out the diagnostic method according to the invention. Such reagents are well known to those skilled in the art, depending on the detection / quantification method employed. They are in particular described in the references cited above and in particular in the catalog of Sigma Aldrich, accessible online at 15 (http://www.sigmaaldrich.com). Advantageously, the detection kit comprises a suitable support, able to receive the biological sample and the appropriate detection means. When the detection means is an antibody or an antigen, or fragments thereof, it may be bound to the support by any suitable means, for example a covalent bond or adsorbed on the support. Such supports are well known to those skilled in the art, described in particular in the references mentioned above. The present invention also relates to the antibodies directed against a MARK3 protein or at least one epitope of this protein, which specifically bind to a MARK3 protein or at least one epitope of this protein defined above and hereinafter. The invention also relates to said antibodies for their use in therapy. In addition to the invention of MARK3 as a marker for the presence of tumor cells in mammals, particularly in humans, the inventors also found that inhibition of the activity or expression of MARK3 inhibited the growth of tumor cells. The present invention therefore also relates to a method for inhibiting the growth of tumor cells, characterized in that the expression or activity of the MARK3 protein is inhibited by means of an anti-MARK3 inhibitor. The MARK3 inhibitors inhibiting the activity of MARK3 act on the MARK3 protein preventing or limiting its ability to exert its biological function. It may be for example an antibody whose antigen is a MARK3 protein or at least one epitope of this protein, as defined above and hereinafter. The inhibitors anti-MARK3 inhibiting the expression of MARK3 act at the level of the transcription of the gene coding for MARK3 or at the level of the translation of the RNA towards the protein. In this second case, it may be an interfering RNA that hybridizes to the messenger RNA (mRNA) gene expression product comprising the sequence encoding the MARK3 protein to inhibit the translation, either by simple steric hindrance either to promote the cleavage of the mRNA. Interfering RNA technologies and their use in vitro and in vivo are well known to those skilled in the art, described in numerous scientific articles and other patent applications. Depending on the interfering RNA sequences selected by the skilled person, different levels of inhibition can be obtained, to modulate the desired inhibitory effect. Preferably, the interfering RNAs are prepared and selected to obtain at least 50% inhibition of the expression of the target gene in a cell, or even at least 75%, 90%, 95% or even more than 99% inhibition. . SiRNAs, for Small Interfering RNA or small interfering RNA, are short sequences of about 15 to 30 base pairs (bp), preferably 19 to 25 bp. They comprise a first strand and a complementary strand identical to the targeted region of the RNA of the target gene.
Le design et la préparation de siRNA et leur utilisation pour la transfection de cellules in vivo et in vitro sont bien connues et largement décrites dans de nombreuses publications, telles que : US 6 506 559, US 2003/0056235, WO 99/32619, WO 01/75164, WO 02/44321, US 2002/0086356, WO 00/44895, WO 02/055692, WO 02/055693, WO 03/033700, WO 03/035082, WO 03/035083, WO 03/035868, WO 03/035869, WO 03/035870, WO 03/035876, WO 01/68836, US 2002/0162126, WO 03/020931, WO 03/008573, WO 01/70949, WO 99/49029, US 6573099, WO 2005/00320, WO 2004/035615, WO 2004/019973, WO 2004/015107, http://www.atugen.com/sirnatechnology.htm, http://www.alnylam.com/science- technology/index.asp, http://www.protocol-online.org/prot/Research Tools/Online_Tools/SiRNA Design/, http://www.hgmp.mrc.ac.uk/Software/EMBOSS/Apps/sirna.html, http://www.rockefeller.edu/labheads/tuschl/sirna.html, http://www.upstate.com/browse/categories/siRNA.q. Les siRNA peuvent être conçus et préparés en employant des logiciels appropriés disponibles en ligne, par exemple : - "siSearch Program" http://sonnhammer.cgb.ki.se/siSearch/siSearch_1.6.html ("Improved and automated prediction of effective siRNA", Chalk AM, Wahlesdelt C, and Sonnhammer ELL, Biochemical and Biophysical Research Communications, 2004). "SiDirect" http://design.rnai.ip/sidirect/index.php (Direct: highly effective, target-specific siRNA design software for mammalian RNA interference, Yuki Naito et al, Nucleic Acids Res, 35 Vol. 32, No. Web Server issue Oxford University Press 2004). - "siRNA design tool" de Whitehead Institute of Biomedical Research au MIT http://jura.wi.mit.edu/pubint/http:/liona.wi.mit.edu/siRNAext/ - siRNA wizardTM de Invitrogen http://www.sirnawizard.coml, "siRNA Target Finder" de Ambion http://www.ambion.com/techlib/misc/siRNA_finder.html, https://www.genscript.com/ssl-bin/app/rnai -http://www.promega.com/siRNADesigner/default.htm -http://bioweb.pasteur.fr/seganal/interfaces/sirna.html - D'autres programmes sont référencés sur le site http://web.mit.edu/nuncmanus/www/homel.2files/siRNAs.htm, comme http: //athena.bioc.uvic.ca/cgi-binlemboss.pl?_action=input&_app=sirna. Les outils pour la préparation de siRNA et la transfection de cellules sont à la disposition du public par simple commande en ligne, comme les vecteurs de siRNA commercialisés par la 10 société Invitrogen (http://www.invivogen.com/cat.php?ID=3). De manière avantageuse, l'inhibiteur anti-MARK3 est un ARN interférant qui inhibe in vitro et/ou in vivo l'expression d'un gène codant pour une protéine MARK3. Cet ARNi est de préférence choisi parmi les ARN antisens et les ARN double brins (dsRNA), plus préférentiellement un siRNA. 15 Les ARN interférants selon l'invention sont conçus de préférence pour inhiber au moins 50%, 75%, 90% or 95% voire plus de 99% de l'expression d'une protéine MARK3 dans les cellules. Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, le siRNA comprend la séquence suivante, capable d'inhiber l'expression d'un gène codant pour une protéine MARK3 : Séquence sens : 5' ACA GCA CUA UUC CUG AUC A 3' Séquence antisens : 5' UGA UCA GGA AUA GUG CUG U 3' 20 La présente invention concerne également un vecteur pour l'expression d'un ARN interférant défini ci-dessus et ci-après, lequel vecteur comprend une séquence codant pour ledit ARN interférant sous le contrôle d'éléments de régulations permettant l'expression dudit ARN interférant dans une cellule hôte. De tels vecteurs sont connus de l'homme du métier et disponibles, comme par exemple les vecteurs Ambions pSilencerTM 5.1 Retro System 25 (http://www.ambion.com/catalog/CatNum.php?5782) ou BLOCK-iTTM Lentiviral RNAi Expression System commercialisés par Invitrogen (https://catalog.invitrogen.com/index. cfm?fuseaction=viewCatalog.viewProductDetails&productD e scription=5449& CMP=LEC-GCM S SEARCH&HQ S=block). L'invention concerne aussi un vecteur pour la délivrance d'un ARN interférant dans une 30 cellule hôte, caractérisé en ce qu'il comprend un ARN interférant selon l'invention, défini ci-dessus et ci-après et des moyens permettant la délivrance dudit ARN interférant dans une cellule hôte. De tels moyens sont connus de l'homme du métier, comme par exemple les lipides lipofectamines (http://www.invitrogen.com/content.cfm?pageid=4005) ou Mirus (http://www.mirusbio.com/products/rnai/index.asp). The design and preparation of siRNAs and their use for in vivo and in vitro cell transfection are well known and widely described in numerous publications, such as: US 6,506,559, US 2003/0056235, WO 99/32619, WO 01/75164, WO 02/44321, US 2002/0086356, WO 00/44895, WO 02/055692, WO 02/055693, WO 03/033700, WO 03/035082, WO 03/035083, WO 03/035868, WO 03/035869, WO 03/035870, WO 03/035876, WO 01/68836, US 2002/0162126, WO 03/020931, WO 03/008573, WO 01/70949, WO 99/49029, US 6573099, WO 2005 / 00320, WO 2004/035615, WO 2004/019973, WO 2004/015107, http://www.atugen.com/sirnatechnology.htm, http://www.alnylam.com/science-technology/index.asp, http : //www.protocol-online.org/prot/Research Tools / Online_Tools / SiRNA Design /, http://www.hgmp.mrc.ac.uk/Software/EMBOSS/Apps/sirna.html, http: // www.rockefeller.edu/labheads/tuschl/sirna.html, http://www.upstate.com/browse/categories/siRNA.q. SiRNAs can be designed and prepared using appropriate software available online, for example: - "siSearch Program" http://sonnhammer.cgb.ki.se/siSearch/siSearch_1.6.html ("Improved and automated prediction of effective siRNA ", Chalk AM, Wahlesdelt C, and Sonnhammer ELL, Biochemical and Biophysical Research Communications, 2004). "SiDirect" http: //design.rnai.ip/sidirect/index.php (Direct: highly effective, target-specific siRNA design software for mammalian RNA interference, Yuki Naito et al., Nucleic Acids Res, 35 Vol 32, No Web Server issue Oxford University Press 2004). - "siRNA design tool" from Whitehead Institute of Biomedical Research at MIT http://jura.wi.mit.edu/pubint/http:/liona.wi.mit.edu/siRNAext/ - siRNA wizardTM from Invitrogen http: // www.sirnawizard.coml, Ambion's "siRNA Target Finder" http://www.ambion.com/techlib/misc/siRNA_finder.html, https://www.genscript.com/ssl-bin/app/rnai-http : //www.promega.com/siRNADesigner/default.htm -http: //bioweb.pasteur.fr/seganal/interfaces/sirna.html - Other programs are referenced on the site http://web.mit. edu / nuncmanus / www / homel.2files / siRNAs.htm, such as http: //athena.bioc.uvic.ca/cgi-binlemboss.pl?action=input&_app=sirna. The tools for siRNA preparation and cell transfection are available to the public by simple online ordering, such as the siRNA vectors commercialized by Invitrogen (http://www.invivogen.com/cat.php? ID = 3). Advantageously, the anti-MARK3 inhibitor is an interfering RNA that inhibits in vitro and / or in vivo the expression of a gene encoding a MARK3 protein. This RNAi is preferably chosen from antisense RNAs and double-stranded RNAs (dsRNAs), more preferably an siRNA. Interfering RNAs according to the invention are preferably designed to inhibit at least 50%, 75%, 90% or 95% or even more than 99% of the expression of a MARK3 protein in cells. According to a preferred embodiment of the invention, the siRNA comprises the following sequence, capable of inhibiting the expression of a gene encoding a MARK3 protein: Sequence sense: 5 'ACA GCA CUA UUC CUG AUC 3' The present invention also relates to a vector for the expression of an interfering RNA defined above and hereinafter, which vector comprises a sequence coding for said interfering RNA in the form of an anti-sense RNA. control of regulatory elements allowing expression of said interfering RNA in a host cell. Such vectors are known to those skilled in the art and are available, for example the pSilencerTM 5.1 Retro System 25 Ambions vectors (http://www.ambion.com/catalog/CatNum.php?5782) or Lentiviral RNAi BLOCK-iTTM. Expression Systems marketed by Invitrogen (https://catalog.invitrogen.com/index.cfm?fusioneaction = viewCatalog.viewProductDetails & productDexcription = 5449 & CMP = LEC-GCM S SEARCH & HQ S = block). The invention also relates to a vector for the delivery of an interfering RNA in a host cell, characterized in that it comprises an interfering RNA according to the invention, defined above and hereinafter, and means for delivering of said interfering RNA in a host cell. Such means are known to those skilled in the art, for example lipofectamines lipids (http://www.invitrogen.com/content.cfm?pageid=4005) or Mirus (http://www.mirusbio.com/). products / RNAi / index.asp).
L'invention concerne également un ARN interférant selon l'invention, un vecteur pour son expression ou un vecteur pour sa délivrance, tels que définis ci-dessus et ci-après, pour leur utilisation en thérapie. La présente invention concerne également une composition pharmaceutique comprenant un anticorps selon l'invention ou un ARN interférant selon l'invention ou un vecteur pour l'expression de l'ARN interférant selon l'invention ou un vecteur pour la délivrance d'un ARN interférant selon l'invention, tels que définis ci-dessus et ci-après, dans un véhicule pharmaceutiquement acceptable. Les méthodes pour l'administration d'ARN interférants sont connues de l'homme du métier, les véhicules employés dépendant de la voie d'administration sélectionnée. Ainsi, l'injection IV d'un siRNA modifié chimiquement s'est révélée efficace pour l'inactivation de gènes in vivo (Soutschek J, Akinc A, Bramlage B, Charisse K, Constien R, Donoghue M, Elbashir S, Geick A, Hadwiger P, Harborth J, John M, Kesavan V, Lavine G, Pandey RK, Racie T, Rajeev KG, Rohl I, Toudjarska I, Wang G, Wuschko S, Bumcrot D, Koteliansky V, Limmer S, Manoharan M, Vornlocher HP. Therapeutic silencing of an endogenous gene by systemic administration of modified siRNAs. The invention also relates to an interfering RNA according to the invention, a vector for its expression or a vector for its delivery, as defined above and hereinafter, for their use in therapy. The present invention also relates to a pharmaceutical composition comprising an antibody according to the invention or an interfering RNA according to the invention or a vector for the expression of the interfering RNA according to the invention or a vector for the delivery of an interfering RNA according to the invention, as defined above and hereinafter, in a pharmaceutically acceptable vehicle. The methods for the administration of interfering RNA are known to those skilled in the art, the employed vehicles depending on the selected route of administration. Thus, IV injection of a chemically modified siRNA has been shown to be effective for inactivation of genes in vivo (Soutschek J, Akinc A, Bramlage B, Charisse K, Consist R, Donoghue M, Elbashir S, Geick A, Hadwiger P, Harborth J, John M, Kesavan V, Lavine G, Pandey RK, Racie T, Rajeev KG, Rohl I, Toudjarska I, Wang G, Wuschko S, Bumcrot D, Koteliansky V, Limmer S, Manoharan M, Vornlocher HP Of an endogenous gene by systemic administration of modified siRNAs.
Nature. 2004 ,432:173-8). L'invention concerne également l'utilisation d'un anticorps selon l'invention ou un ARN interférant selon l'invention ou un vecteur pour l'expression de l'ARN interférant selon l'invention ou un vecteur pour la délivrance d'un ARN interférant selon l'invention, tels que définis ci-dessus et ci-après, pour le traitement des cancers, plus particulièrement des glioblastomes, ou pour la préparation d'un médicament destiné au traitement desdites maladies. L'homme du métier saura sélectionner les dosages appropriés en fonction du patient et de l'état de l'avancement de la maladie à traiter. Cette connaissance de l'état du patient et de l'état d'avancement de la maladie pourra avantageusement être obtenue au moyen de la méthode de diagnostic selon l'invention. Nature. 2004, 432: 173-8). The invention also relates to the use of an antibody according to the invention or an interfering RNA according to the invention or a vector for the expression of the interfering RNA according to the invention or a vector for the delivery of an RNA interfering agent according to the invention, as defined above and hereinafter, for the treatment of cancers, more particularly glioblastomas, or for the preparation of a medicament for the treatment of said diseases. Those skilled in the art will be able to select the appropriate dosages according to the patient and the state of progress of the disease to be treated. This knowledge of the state of the patient and of the state of progress of the disease can advantageously be obtained by means of the diagnostic method according to the invention.
Il est entendu que, selon l'invention, l'utilisation peut se faire en combinaison avec d'autres moyens thérapeutiques appropriés pour le traitement du cancer, comme par exemple d'autres médicaments, molécules cytotoxiques, anticorps ou ligands susceptibles d'être employées en oncologie, mais également des moyens de traitement par rayons, en particulier rayonnnements ionisants ou encore par chirurgie. It is understood that, according to the invention, the use can be done in combination with other therapeutic means suitable for the treatment of cancer, such as for example other drugs, cytotoxic molecules, antibodies or ligands that can be used. in oncology, but also means of treatment by radiation, in particular ionizing radiation or by surgery.
Dans ce cas, les anticorps ou ARN interférants selon l'invention seront employés en combinaison avec le ou les autres moyens de manière simultanée, ensemble ou séparéments, ou décalée dans le temps. Dans le cas d'un traitement décalé, les anticorps ou ARN interférants selon l'invention peuvent être employés préalablement à l'autre moyen thérapeutique ou encore après ce dernier. In this case, the antibodies or interfering RNA according to the invention will be used in combination with the one or the other means simultaneously, together or separately, or shifted in time. In the case of staggered treatment, the antibodies or interfering RNA according to the invention may be used prior to the other therapeutic means or after the latter.
L'invention concerne aussi un variant de la protéine MARK3 comprenant la séquence protéique de la SEQ ID NO 1 et une séquence d'acide nucléique codant pour ledit variant. Elle concerne également un vecteur d'expression d'un variant de la protéine MARK3 comprenant ladite séquence d'acide nucléique selon l'invention sous le contrôle d'éléments de régulation nécessaires à l'expression de ladite protéine dans un organisme hôte. Elle concerne aussi un organisme hôte comprenant ledit vecteur d'expression selon l'invention, et un procédé de préparation du variant de la protéine MARK3 selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de culture de l'organisme hôte selon l'invention dans un milieu de culture approprié, puis de récupération du variant de la protéine MARK3 ainsi produit et, éventuellement, sa purification. Les méthodes de clonage et d'expression d'une protéine dans un organisme hôte sont bien connues de l'homme du métier, les éléments de régulations constituant le vecteur étant choisis par ce dernier selon l'organisme hôte choisi, mais aussi selon les conditions de cultures et l'objectif de la production de ce variant de la protéine MARK3. The invention also relates to a variant of the MARK3 protein comprising the protein sequence of SEQ ID NO 1 and a nucleic acid sequence encoding said variant. It also relates to a vector for expressing a variant of the MARK3 protein comprising said nucleic acid sequence according to the invention under the control of regulatory elements necessary for the expression of said protein in a host organism. It also relates to a host organism comprising said expression vector according to the invention, and a method for preparing the variant of the MARK3 protein according to the invention, characterized in that it comprises the steps of culturing the host organism according to the invention in a suitable culture medium, then recovering the variant of the MARK3 protein thus produced and, optionally, its purification. Methods for cloning and expressing a protein in a host organism are well known to those skilled in the art, the regulatory elements constituting the vector being chosen by the latter according to the chosen host organism, but also according to the conditions of cultures and the objective of producing this variant of the MARK3 protein.
L'un de ces objectifs peut être la préparation et la mise en oeuvre d'une méthode de screening d'inhibiteurs d'expression d'une protéine MARK3 telle que définie auparavant ou dans les exemples ou d'inhibiteurs de l'activité d'une protéine MARK3, la méthode consistant à mettre en contact au moins un composé candidat inhibiteur avec un moyen de screening approprié pour permettre de mettre en évidence l'activité dudit composé au regard de l'expression de MARK3 ou de son activité, l'existence ou l'absence d'une inhibition. De tels moyens de screening sont bien connus de l'homme du métier, comme par exemple un organsisme hôte exprimant un gène rapporteur sous le contrôle du promoteur de la protéine MARK3 ou bien un organisme hôte exprimant la protéine MARK3, dont le niveau d'expression ou la transcription est contrôlée par des méthodes appropriées, ou encore un organisme hôte exprimant la protéine MARK3 ou un milieu réactionnel approprié contenant de la protéine MARK3, permettant de contrôler l'activité de cette dernière sous l'effet du ou des composés candidats. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, plusieurs composés candidats sont testés, ensembles ou séparément, lesdits composés pouvant constituer une librairie de composés à tester. De manière avantageuse, lesdits composés sont des molécules chimiques dites petites molécules . One of these objectives can be the preparation and the implementation of a screening method of expression inhibitors of a MARK3 protein as defined previously or in the examples or of inhibitors of the activity of a MARK3 protein, the method comprising contacting at least one inhibitory candidate compound with an appropriate screening means to make it possible to demonstrate the activity of said compound with regard to the expression of MARK3 or its activity, the existence or the absence of inhibition. Such screening means are well known to those skilled in the art, such as, for example, a host organism expressing a reporter gene under the control of the MARK3 protein promoter or a host organism expressing the MARK3 protein, whose level of expression. or the transcription is controlled by appropriate methods, or a host organism expressing the MARK3 protein or a suitable reaction medium containing MARK3 protein, to control the activity of the latter under the effect of the candidate compound (s). According to one particular embodiment of the invention, several candidate compounds are tested, together or separately, said compounds being able to constitute a library of compounds to be tested. Advantageously, said compounds are chemical molecules called small molecules.
Les exemples de réalisation ci-dessous permettent de mieux illustrer l'invention, sans toutefois chercher à en limiter la portée. Liste des exemples 1. Mise en évidence de caractéristiques immunoréactives discriminantes dans les liquides biologiques des populations de patients atteints de tumeurs versus des individus sains 2. Caractérisation par séquençage et spectrométrie de masse de l'antigène responsable des immunoréactions discriminantes 3. Identité de la protéine antigénique 4. Analyse par Western blot des réactions antigènes-anticorps et validation de l'intérêt clinique 5. Impact des anticorps sur la viabilité des cellules tumorales in vitro 6. Blocage de la prolifération des cellules tumorales in vitro par les siRNA. The examples of embodiment below make it possible to better illustrate the invention without, however, seeking to limit its scope. List of examples 1. Demonstration of discriminant immunoreactive characteristics in biological fluids of populations of patients with tumors versus healthy individuals 2. Characterization by sequencing and mass spectrometry of the antigen responsible for discriminant immunoreactions 3. Identity of the protein antigenic 4. Western blot analysis of antigen-antibody reactions and validation of clinical interest 5. Impact of antibodies on viability of tumor cells in vitro 6. Blocking of tumor cell proliferation in vitro by siRNAs.
Description des Figures Figure 1 : Western-blot réalisé avec un liquide kystique testé pour mettre en évidence des réactions vis-à-vis de protéines d'origine tumorale. Trois échantillons différents ont été utilisés pour générer après électrophorèse les empreintes de protéines pour la réaction d'immuno-détection. Piste M : extrait protéique des membranes des cellules de glioblastome Piste C : fraction cytoplasmique des cellules de glioblastome Piste T : extrait total de cellules de glioblastome. Figure 2 : Séquence de l'ADNc du clone 2C10 (en A) et de la protéine exprimée (en B). DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1: Western blot made with a cystic fluid tested to demonstrate reactions against proteins of tumor origin. Three different samples were used to generate the protein fingerprints for the immuno-detection reaction after electrophoresis. Lane M: Protein Extract from Membranes of Glioblastoma Cells Lane C: Cytoplasmic Fraction of Glioblastoma Cells Track T: Total extract of glioblastoma cells. Figure 2: Sequence of the clone 2C10 cDNA (in A) and the expressed protein (in B).
Figure 3 : Alignement de la séquence protéique exprimée par le clone 2C10 avec la séquence de l'extrémité C ter de la protéine isoforme 4 de MARK3. Figure 4 : Mesure de l'intensité des immunoréactions détectées dans les sérums de différents groupes d'individus vis-à-vis de la protéine antigénique codée par le clone 2C10. Les groupes d'individus sont composés de : groupe 1 : individus normaux contrôles ; groupe 2 : patients atteints de gliomes répondant positivement à la chimiothérapie ; groupe 3 : patients atteints de gliomes ne répondant pas à la chimiothérapie Les histogrammes d'immunoréactivité correspondent aux signaux enregistrés dans les western-blots (exprimés en unités arbitraires, UA) avec les antigènes suivants : A : protéine totale exprimée par le clone 2C 10 (correspondant au domaine du variant de l'isoforme 4 de MARK3 décrit dans l'exemple 3 figure 3) ; B : produit de fragmentation de 11kDa du domaine du variant de l'isoforme 4 de MARK3 décrit dans l'exemple 3. Figure 5 : Mesure de cytotoxicité des immunoglobulines purifiées de liquides kystiques ou sérums 25 sur des cellules de tumeurs en culture. Figure 6 : Séquences du siRNA testé in vitro. Figure 3: Alignment of the protein sequence expressed by clone 2C10 with the sequence of the C ter end of the protein isoform 4 of MARK3. Figure 4: Measurement of the intensity of the immunoreactions detected in the sera of different groups of individuals vis-à-vis the antigenic protein encoded by clone 2C10. Groups of individuals are composed of: group 1: normal individuals controls; group 2: patients with glioma responding positively to chemotherapy; group 3: glioma patients not responding to chemotherapy The immunoreactivity histograms correspond to the signals recorded in western blots (expressed in arbitrary units, AU) with the following antigens: A: total protein expressed by clone 2C 10 (corresponding to the variant domain of the MARK3 isoform 4 described in Example 3, FIG. 3); B: 11 kDa fragmentation product of the variant domain of the MARK3 isoform 4 described in Example 3. Figure 5: Measurement of cytotoxicity of purified immunoglobulins of cystic fluids or sera on tumor cells in culture. Figure 6: Sequences of siRNA tested in vitro.
Exemple 1 : Mise en évidence de caractéristiques immunoréactives discriminantes dans les liquides biologiques des populations de patients atteints de tumeurs versus des individus sains 30 Dans cet exemple, des liquides kystiques prélevés dans les tumeurs solides du SNC de divers patients ont été analysés afin de déceler si ces liquides contiennent des anticorps capables de reconnaître des protéines exprimées par les tumeurs. Pour ce faire, la réactivité des liquides kystiques vis-à-vis d'extraits protéiques de tumeurs a été testée par western-blot. Le western-blot présenté à la figure 1 montre plusieurs bandes colorées mettant en évidence de ce fait de 35 nombreuses réactivités, d'intensité modeste ou très intense, vis-à-vis de protéines tumorales diverses. On note par exemple de fortes réactions vis-à-vis de protéines de masses moléculaires estimées à environ 36, 41 et 53 kDa. Compte tenu des fractions protéiques utilisées dans ce western-blot, on peut conclure que les antigènes tumoraux, contre lesquels sont dirigés les anticorps présents dans les liquides kystiques, sont localisés soit dans les membranes des cellules tumorales soit dans leur cytoplasme. Après incubation des empreintes du western-blot avec le liquide kystique, les anticorps qui ont interagi avec les protéines-antigéniques sont détectés par les méthodes classiques utilisant des 5 anticorps secondaires couplés à la peroxydase. La mise en évidence de ces immunoréactions et des anticorps dirigés contre des protéines tumorales a été poursuivie selon la stratégie décrite ci-après. L'analyse a consisté à révéler la présence d'anticorps, dans les liquides kystiques et également dans les sérums des patients, responsables des réponses immunitaires envers diverses protéines humaines. Des tests 10 d'immunoréactions des sérums et liquides kystiques contre une banque de clones bactériens d'expression exprimant diverses protéines du répertoire humain ont permis d'isoler un clone dénommé selon nomenclature de la banque de clones propre aux inventeurs : clone 2C10. Les liquides biologiques testés (liquides kystiques de tumeurs et sérums de patients atteints de tumeurs) montrent une réactivité très forte envers le clone. A l'inverse, les sérums d'individus sains montrent 15 une réactivité beaucoup plus faible voire une quasi-absence de réactivité. Cette expérience met donc en évidence l'existence d'anticorps dirigés contre une protéine humaine particulière dans les liquides biologiques des individus sains ou des patients atteints de tumeurs et le fait que les taux de ces anticorps sont différents selon les groupes d'individus testés. La mesure de ces taux d'anticorps présente donc l'intérêt diagnostique de permettre de discriminer 20 aisément les individus atteints de tumeurs des individus parfaitement sains. Example 1: Demonstration of Discriminatory Immunoreactive Characteristics in the Biological Fluids of Tumor Patient Populations Versus Healthy Individuals In this example, cystic fluids taken from CNS solid tumors of various patients were analyzed to determine if these liquids contain antibodies capable of recognizing proteins expressed by tumors. To do this, the reactivity of cystic fluids with respect to protein extracts of tumors was tested by Western blot. The western blot presented in FIG. 1 shows several colored bands, thereby demonstrating numerous reactivities, of modest or very intense intensity, with respect to various tumor proteins. For example, strong reactions to molecular weight proteins estimated at about 36, 41 and 53 kDa are noted. Given the protein fractions used in this western blot, it can be concluded that the tumor antigens against which the antibodies present in the cystic fluids are directed are located either in the membranes of the tumor cells or in their cytoplasm. After incubating western blot fingerprints with cystic fluid, antibodies that interacted with the antigenic proteins are detected by conventional methods using peroxidase-coupled secondary antibodies. The demonstration of these immunoreactions and antibodies directed against tumor proteins was continued according to the strategy described below. The analysis consisted in revealing the presence of antibodies, in the cystic fluids and also in the sera of the patients, responsible for the immune responses towards various human proteins. Immunoreaction tests of the sera and cystic fluids against a library of bacterial expression clones expressing various proteins of the human repertoire made it possible to isolate a clone named according to the nomenclature of the clone library proper to the inventors: clone 2C10. The biological fluids tested (cystic tumor fluids and sera from tumor patients) show a very strong reactivity towards the clone. Conversely, the sera of healthy individuals show a much lower reactivity or a virtual absence of reactivity. This experiment thus highlights the existence of antibodies directed against a particular human protein in the body fluids of healthy individuals or patients with tumors and the fact that the levels of these antibodies are different according to the groups of individuals tested. The measurement of these antibody levels therefore has the diagnostic value of making it easy to discriminate individuals with tumors from perfectly healthy individuals.
Exemple 2 : Caractérisation par séquençage et spectrométrie de masse de l'antigène responsable des immunoréactions discriminantes La protéine qui est exprimée par le clone 2C10 a été identifiée. Cette identification a été 25 réalisée de deux façons différentes et complémentaires. Tout d'abord, la caractérisation a reposé sur l'analyse de la séquence de l'ADNc cloné dans le vecteur d'expression du clone ; enfin, le polypeptide humain exprimé par ce clones a été purifié et analysé après protéolyse par la trypsine grâce à une approche nanoLC- MS/MS (nanochromatographie liquide couplée à une analyse par spectrométrie de masse en tandem)(suivant 30 protocole utilisé par Bourges et al, 2004). La première approche a consisté à extraire le plasmide à partir du clone bactérien issu du stock de la banque et mis en culture. L'extraction a été réalisée en utilisant les méthodes classiques de purification de plasmides bactériens (à savoir, de manière sommaire, par lyse alcaline et précipitation de l'ADN plasmidique). Les plasmides purifiés ont ensuite été séquencés par la 35 technique enzymatique de terminaison de chaîne avec didésoxynucléotides fluorescents. La séquence a été décryptée par migration capillaire sur un séquenceur ABI 3700. Les séquences ont été réalisées dans les directions sens et antisens et validées par plusieurs runs. L'utilisation de logiciels tel qu'Autoassembler (Applied Biosystems) a permis de générer la séquence consensus et intégrale du fragment d'ADNc cloné dans le plasmide. La séquence a été étudiée en détail afin de reconnaître les régions de cette séquence qui codent la protéine humaine exprimée (séquence dite "'codante"). La séquence d'ADNc codante pour le clone 2C10 est montrée à la figure 2. La figure 2 montre aussi la séquence de la protéine humaine exprimée par le clone telle que prédite à partir de la séquence de PADNc cloné dans le vecteur d'expression. La séquence du plasmide située en amont de PADNc et comportant le codon d'initiation de synthèse du fragment protéique codé par PADNc n'est pas représentée. Le codon stop de traduction est représenté en gras et souligné. La séquence de la protéine exprimée par le plasmide d'expression 2C10 est représentée (en B). Le code conventionnel à une lettre des acides aminés est utilisé. Pour le clone 2C10, la séquence d'acides aminés spécifique du variant identifié par l'invention est soulignée. Example 2 Characterization by Sequencing and Mass Spectrometry of the Antigen Responsible for Discriminatory Immunoreactions The protein which is expressed by clone 2C10 has been identified. This identification was carried out in two different and complementary ways. First, the characterization was based on sequence analysis of the cDNA cloned into the clone expression vector; finally, the human polypeptide expressed by this clone was purified and analyzed after trypsin proteolysis by means of a nanoLC-MS / MS approach (liquid nanochromatography coupled to tandem mass spectrometry analysis) (according to the protocol used by Bourges et al. al, 2004). The first approach was to extract the plasmid from the bacterial clone from the stock of the bank and cultured. Extraction was performed using standard bacterial plasmid purification methods (i.e., basically, by alkaline lysis and precipitation of plasmid DNA). The purified plasmids were then sequenced by the chain termination enzymatic technique with fluorescent dideoxynucleotides. The sequence was deciphered by capillary migration on an ABI 3700 sequencer. The sequences were made in the sense and antisense directions and validated by several runs. The use of software such as Autoassembler (Applied Biosystems) has made it possible to generate the consensus and integral sequence of the cDNA fragment cloned into the plasmid. The sequence has been studied in detail to recognize the regions of this sequence that encode the expressed human protein (so-called "coding" sequence). The cDNA sequence coding for clone 2C10 is shown in FIG. 2. FIG. 2 also shows the sequence of the human protein expressed by the clone as predicted from the cDNA sequence cloned into the expression vector. The sequence of the plasmid located upstream of the cDNA and comprising the codon of initiation of synthesis of the protein fragment encoded by the cDNA is not shown. The translation stop codon is shown in bold and underlined. The sequence of the protein expressed by the 2C10 expression plasmid is shown (in B). The conventional one-letter amino acid code is used. For clone 2C10, the specific amino acid sequence of the variant identified by the invention is underlined.
La purification de la protéine humaine exprimée par le clone a été réalisée. Les expériences ont été conduites en se basant sur des protocoles standards de purification et manipulation des protéines. Ainsi, le clone bactérien 2C10 a été mis en culture individuellement, puis les cellules bactériennes ont été récoltées et lysées en présence de sels de guanidinium. Les protéines humaines ont été purifiées en faisant appel à la chromatographie d'affinité exploitant les interactions des séquences poly-histidine avec des colonnes de résines chargées de métaux immobilisés. En effet, du fait de la construction plasmidique, les protéines humaines sont exprimées dans les clones sous forme de chimères qui intègrent à leur extrémité N terminale une petite séquence comportant six résidus consécutifs d'histidines. Ce motif permet la rétention quasi-sélective des protéines humaines exprimées dans les clones sur les résines chélatrices de Nickel. Après élution à pH acide, les protéines ont été soumises à une électrophorèse en gel de polyacrylamide. Puis la bande protéique majeure est découpée et traitée par la trypsine. Les peptides obtenus sont séparés par chromatographie en phase inverse couplée à une analyse par spectrométrie de masse. Cette analyse permet d'obtenir des informations sur la séquence primaire des peptides trypsiques générés. Elle permet ainsi de valider sans ambiguïté que les protéines codées par les ADNc clonés dans les vecteurs d'expression sont synthétisées par les clones et constituent les antigènes détectés par immunoréaction. Purification of the human protein expressed by the clone was performed. The experiments were conducted based on standard protocols for purification and manipulation of proteins. Thus, the bacterial clone 2C10 was cultured individually, then the bacterial cells were harvested and lysed in the presence of guanidinium salts. The human proteins were purified using affinity chromatography exploiting the interactions of the poly-histidine sequences with immobilized metal loaded resin columns. Indeed, because of the plasmid construction, the human proteins are expressed in the clones in the form of chimeras which integrate at their N-terminus a small sequence comprising six consecutive residues of histidines. This motif allows the quasi-selective retention of human proteins expressed in clones on Nickel chelating resins. After elution at acidic pH, the proteins were subjected to polyacrylamide gel electrophoresis. Then the major protein band is cut out and treated with trypsin. The peptides obtained are separated by reverse phase chromatography coupled with mass spectrometric analysis. This analysis makes it possible to obtain information on the primary sequence of the generated tryptic peptides. It thus makes it possible to unambiguously validate that the proteins encoded by the cDNAs cloned into the expression vectors are synthesized by the clones and constitute the antigens detected by immunoreaction.
Le clone 2C10 exprime bien la protéine dont la séquence est représentée à la figure 2. Clone 2C10 expresses the protein whose sequence is shown in FIG. 2.
Exemple 3 : Identité de la protéine antigénique Une analyse in silico consistant à comparer la séquence de PADNc du clone 2C10 et de la protéine correspondante qu'il exprime par rapport à des banques de séquences de références d'acides nucléiques (séquences de clones d'ADNc et séquence du génome humain) et de protéines humaines a été réalisée. Cette analyse a permis de préciser l'identité de la protéine qui constitue l'un des antigènes spécifiques responsables des immunoréactions manifestées dans l'exemple 1. Les informations suivantes ont donc été obtenues : Le clone 2C 10 exprime un variant inconnu d'un fragment de la protéine MARK3. La protéine MARK3 est une kinase de protéines. Le gène de MARK3 est localisé en 14q32.3. La séquence du fragment de MARK3 exprimé par le clone 2C10 qui correspond à l'antigène responsable des immunoréactivités des liquides biologiques objet de l'invention est identique à 84% avec la séquence de référence connue d'une isoforme de MARK3 (isoforme 4 de MARK3 portant la nomenclature P27448-4 dans la base Swiss-Prot). Elle est constituée des 279 acides aminés C terminaux mais inclut une séquence supplémentaire de 52 acides aminés, située 215 acides aminés en amont de l'acide aminé C terminal de la séquence de référence (cf séquence soulignée dans la figure 2). Si l'on fait abstraction de cette séquence supplémentaire de 52 acides aminés, la séquence de la protéine exprimée par le clone 2C10 est identique à 100% avec l'extrémité C ter de l'isoforme 4 de MARK3. La séquence protéique codée par ce clone est originale et n'est pas référencée dans la banque Genbank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/). La séquence du fragment d'ADNc présent dans le clone 2C10 a été comparée à la séquence génomique du gène responsable de l'expression de MARK3 dans les tissus humains. Cette analyse a révélé que la séquence des 52 acides aminés originaux présents dans le variant de MARK3 décrit ici est codée par un exon cryptique de 156 bases qui a été conservé lors de l'épissage du transcrit normal de MARK3 . La séquence de la protéine exprimée par le clone 2C10 est comparée avec la séquence de référence de la protéine MARK3 dans la figure 3. Les identités de séquence sont symbolisées par 20 des étoiles. Example 3: Identity of the Antigenic Protein An in silico analysis consisting in comparing the cDNA sequence of clone 2C10 and the corresponding protein it expresses with respect to libraries of nucleic acid reference sequences (clone sequences). CDNA and human genome sequence) and human proteins was performed. This analysis made it possible to specify the identity of the protein which constitutes one of the specific antigens responsible for the immunoreactions shown in Example 1. The following information was thus obtained: Clone 2C expresses an unknown variant of a fragment of the MARK3 protein. The MARK3 protein is a protein kinase. The MARK3 gene is localized at 14q32.3. The sequence of the MARK3 fragment expressed by clone 2C10, which corresponds to the antigen responsible for the immunoreactivity of the biological fluids that is the subject of the invention, is identical to 84% with the known reference sequence of a MARK3 isoform (isoform 4 of MARK3 bearing the nomenclature P27448-4 in the Swiss-Prot database). It consists of the 279 C-terminal amino acids but includes an additional 52 amino acid sequence, located 215 amino acids upstream of the C-terminal amino acid of the reference sequence (see sequence underlined in Figure 2). Excluding this additional 52 amino acid sequence, the protein sequence expressed by clone 2C10 is 100% identical with the C ter end of MARK3 isoform 4. The protein sequence encoded by this clone is original and is not referenced in the Genbank library (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/). The sequence of the cDNA fragment present in clone 2C10 was compared to the genomic sequence of the gene responsible for the expression of MARK3 in human tissues. This analysis revealed that the sequence of the original 52 amino acids present in the MARK3 variant described here is encoded by a 156-base cryptic exon that has been conserved during the splicing of the normal MARK3 transcript. The sequence of the protein expressed by the 2C10 clone is compared with the reference sequence of the MARK3 protein in Figure 3. The sequence identities are symbolized by stars.
Exemple 4 : Analyse par western-blot des réactions antigènes-anticorps et validation de l'intérêt clinique Des tests d'immuno-détection ont été entrepris pour valider deux paramètres importants : 25 d'une part vérifier la spécificité de la réactivité des anticorps présents dans les sérums vis-à-vis des protéines humaines antigéniques purifiées ou leurs fragments ; d'autre part, évaluer la pertinence biologique des anticorps comme indicateurs d'intérêt diagnostique en oncologie. EXAMPLE 4 Western-blot Analysis of Antigen-antibody Reactions and Validation of Clinical Interest Immunodetection tests were undertaken to validate two important parameters: first, to check the specificity of the reactivity of the antibodies present; in sera against purified human antigenic proteins or fragments thereof; on the other hand, to evaluate the biological relevance of antibodies as indicators of diagnostic interest in oncology.
Ces tests ont été réalisés en utilisant la méthode du western-blot. Pour ce faire, le clone 30 bactérien 2C10 a été mis en culture, et la protéines humaine exprimée a été purifiée sur résine chélatrice de Nickel comme indiqué dans l'exemple précédent. La protéine purifiée a été soumise à migration électrophorétique en gel de polyacrylamide. Après électrotransfert sur membranes de PVDF, l'antigène est détecté par imprégnation des membranes avec des sérums variés obtenus à partir de prélèvements sanguins effectués sur de nombreux individus. La cohorte d'individus 35 constituée pour l'analyse était composée de 50 individus sains ; de 20 individus atteints de tumeurs gliales ne répondant pas à la chimiothérapie (traitement par le Temodal , ou témozolomide de Schering Plough) ; et de 14 individus présentant des tumeurs gliales caractérisées par une sensibilité objectivée à cette chimiothérapie (sur la base de la régression de la taille de la tumeur observée à l'imagerie à trois mois d'intervalle). L'analyse des western-blots a permis de tirer les conclusions qui suivent. Pour le clone 2C10, les sérums réagissent contre deux régions du western-blot, une région correspondant à un antigène de taille apparente de 45 kDa et une correspondant à une taille de 11 kDa. L'analyse par digestion enzymatique des zones du gel d'électrophorèse équivalentes suivie de caractérisation par nanoLC-MS/MS montre que la zone de 45 kDa correspond au variant original identifié de la protéine MARK3 exprimée par le clone bactérien 2C10 et la zone de 11 kDa à un peptide de fragmentation généré au cours de la purification de la protéine. Ce fragment englobe la partie N terminale de l'antigène produit par le clone 2C 10. Les intensités des réactions d'immunodétection obtenues sur les western-blots ont été quantifiées. L'analyse des données obtenues de manière individuelle avec les sérums des 84 individus de la cohorte a permis de révéler que la réponse vis-à-vis de la protéine de 45 kDa et du peptide de 11 kDa était quasi-inexistante dans les sérums des individus sains et que cette réponse était intense avec les sérums des patients présentant des tumeurs gliales (sans distinction majeure entre les tumeurs caractérisées par une sensibilité à la chimiothérapie et celles qui sont résistantes). Cet exemple montre clairement que la détection des anticorps sériques dirigés contre la protéine MARK3 a une valeur diagnostique et pronostique pour la prise en charge clinique de patients atteints de tumeurs gliales. En effet, l'apparition d'anticorps sériques dirigés contre le variant de la protéine MARK3 (ou ses fragments) renseigne de manière évidente sur la présence de tumeurs solides du système nerveux central. Les résultats présentés ici montrent que des épitopes particuliers présents dans la protéine décrite (variant de MARK3) permettent une évaluation des variations de taux d'anticorps dans les liquides biologiques d'un individu ; évaluation ayant un intérêt clinique majeur. Tout autre composant biologique ou artificiel, naturel ou chimérique qui comporte les épitopes reconnus par les anticorps qui sont détectés dans le procédé décrit et ont un intérêt clinique peuvent être utilisés de manière avantageuse pour réaliser des dosages dans l'esprit du procédé décrit dans ce brevet. La figure 4 montre l'analyse par western-blot des protéines antigéniques produites par le clone 2C10. Les protéines et peptides résultant de fragmentations spontanées ont été soumis à migration électrophorétique en gel de polyacrylamide. Les immunoréactions ont été révélées de manière classique selon l'approche western-blot après imprégnation des blots avec des mélanges de sérums provenant de divers groupes d'individus. Les groupes d'individus sont composés de : groupe 1 : individus normaux contrôles ; groupe 2 : patients atteints de gliomes répondant positivement à la chimiothérapie ; groupe 3 : patients atteints de gliomes ne répondant pas à la chimiothérapie Les histogrammes d'immunoréactivité correspondent aux signaux enregistrés dans les western-blots avec les antigènes suivants : A: protéine totale exprimée par le clone 2C10 (correspondant au domaine du variant de l'isoforme 4 de MARK3 décrit dans l'exemple 3 figure 3) ; B : produit de fragmentation de 11kDa du domaine du variant de l'isoforme 4 de MARK3 décrit dans l'exemple 3 figure 3. These tests were performed using the Western-blot method. To do this, bacterial clone 2C10 was cultured, and the expressed human protein was purified on nickel chelator resin as shown in the previous example. The purified protein was electrophoretically migrated in polyacrylamide gel. After electrotransfer on PVDF membranes, the antigen is detected by impregnation of the membranes with various sera obtained from blood samples taken on many individuals. The cohort of individuals constituted for analysis was composed of 50 healthy individuals; 20 individuals with glial tumors who do not respond to chemotherapy (treatment with Temodal, or temozolomide from Schering Plow); and 14 individuals with glial tumors characterized by an objectified sensitivity to this chemotherapy (based on the regression of the tumor size observed at imaging at three-month intervals). The analysis of western blots led to the following conclusions. For clone 2C10, the sera react against two regions of the western blot, a region corresponding to an antigen of apparent size of 45 kDa and one corresponding to a size of 11 kDa. Enzymatic digestion analysis of the equivalent electrophoretic gel zones followed by nanoLC-MS / MS characterization shows that the 45 kDa zone corresponds to the original identified variant of the MARK3 protein expressed by the bacterial clone 2C10 and the zone of 11. kDa to a fragmentation peptide generated during the purification of the protein. This fragment encompasses the N-terminal portion of the antigen produced by clone 2C 10. The intensities of immunodetection reactions obtained on Western blots were quantified. Analysis of the data obtained individually with the sera of the 84 individuals in the cohort revealed that the response to the 45 kDa protein and the 11 kDa peptide was almost non-existent in the sera of the healthy individuals and that this response was intense with the sera of patients with glial tumors (without major distinction between tumors characterized by sensitivity to chemotherapy and those that are resistant). This example clearly shows that the detection of serum antibodies directed against the MARK3 protein has a diagnostic and prognostic value for the clinical management of patients with glial tumors. Indeed, the appearance of serum antibodies directed against the variant of the MARK3 protein (or its fragments) provides an obvious indication of the presence of solid tumors of the central nervous system. The results presented here show that particular epitopes present in the described protein (MARK3 variant) allow an evaluation of the changes in antibody levels in the body fluids of an individual; evaluation of major clinical interest. Any other biological or artificial, natural or chimeric component which comprises the epitopes recognized by the antibodies which are detected in the process described and are of clinical interest can be advantageously used to carry out assays in the spirit of the process described in this patent. . Figure 4 shows Western blot analysis of antigenic proteins produced by clone 2C10. Proteins and peptides resulting from spontaneous fragmentation were subjected to electrophoretic migration in polyacrylamide gel. The immunoreactions were conventionally revealed according to the western-blot approach after impregnation of blots with mixtures of sera from various groups of individuals. Groups of individuals are composed of: group 1: normal individuals controls; group 2: patients with glioma responding positively to chemotherapy; group 3: glioma patients not responding to chemotherapy The immunoreactivity histograms correspond to the signals recorded in western blots with the following antigens: A: total protein expressed by clone 2C10 (corresponding to the variant domain of the isoform 4 of MARK3 described in Example 3 (FIG. 3); B: 11 kDa fragmentation product of the variant domain of MARK3 isoform 4 described in Example 3, FIG.
Exemple 5 : Impact d.es anticorps sur la viabilité des cellules tumorales in vitro Afin de confirmer l'utilisation prévisible en thérapeutique des anticorps dirigés contre les antigènes tumoraux identifiés, l'impact cytotoxique des immunoglobulines extraites des liquides biologiques sur les cellules tumorales en culture a été évalué. EXAMPLE 5 Impact of Antibodies on the Viability of Tumor Cells In Vitro In order to confirm the foreseeable therapeutic use of antibodies directed against the identified tumor antigens, the cytotoxic impact of immunoglobulins extracted from biological fluids on tumor cells in culture has been evaluated.
L'expérimentation a consisté à préparer des échantillons d'immunoglobulines purifiées, extraites des sérums d'individus sains et des liquides kystiques d'individus atteints d'une tumeur gliale. Les immunoglobulines sont purifiées par chromatographie sur colonnes "Hitrap protein-G" distribuées par Amersham (General Electric). Les conditions d'utilisation sont strictement conformes à celles décrites par le fournisseur. Les immunoglobulines purifiées sont resuspendues à un titre de 1 mg/ml. Des cellules de tumeurs en culture in vitro sont mises en contact avec les immunoglobulines purifiées à une concentration finale de 1 microgranune d'immunoglobulines par ml dans un milieu ne contenant pas de sérum de veau foetal. L'incubation est prolongée pendant 7 jours. A l'issue de cette période d'incubation, la viabilité des cellules est mesurée à l'aide d'un test classique de viabilité cellulaire. Les taux de survie sont calculés par rapport à des témoins correspondant aux cultures cellulaires mise en incubation avec les tampons de préparation et de dilution des immunoglobulines mais dépourvus d'immunoglobulines (tampon contrôle). Les immunoglobulines ont été préparées à partir de liquides kystiques prélevés sur des tumeurs de type : oligodendrogliomes ou méningiomes ou astrocytome de grade III. Les types cellulaires étaient représentés par des glioblastomes primaires prélevés sur différents patients (2 glioblastomes différents), d'une lignée de neuroblastome IMR32, d'une lignée de carcinome de la vessie EJ. Comme le montre la figure 5, les immunoglobulines purifiées des sérums d'individus sains ne montrent que très peu de cytotoxicité vis-à-vis des différents types cellulaires. Par contre, les immunoglobulines purifiées des liquides kystiques des différentes origines réduisent de manière 30 très significative la survie des cellules de tumeurs gliales. Le taux de survie est compris entre 15 et 40% selon les extraits utilisés. Les cellules des tumeurs de type glioblastomes sont les plus sensibles ; les cellules de carcinome de vessie sont plus modestement affectées (65 à 75 % de survie) ; la viabilité des cellules de neuroblastome n'est pas modifiée de manière sensible. Ce dernier élément prouve qu'à la concentration de 1 microgramme d'immunoglobulines par ml de 35 milieu, les immunoglobulines purifiées des liquides kystiques ne manifestent pas de toxicité non spécifique vis-à- vis de cellules tumorales en culture. L'exemple permet de conclure que les immunoglobulines qui sont présentes dans les liquides kystiques et qui réagissent avec des antigènes tumoraux ont une capacité cytotoxique évidente vis-à-vis de cellules tumorales. Ces anticorps se distinguent très nettement des immunoglobulines présentent dans les sérums d'individus sains qui ne montrent pas, en ce qui les concerne, d'activité antitumorale marquée. La capacité cytotoxique des immunoglobulines purifiées des liquides kystiques se manifeste non seulement vis-à-vis des cellules de tumeurs du SNC mais aussi, quoi que plus modestement, vis-à-vis de cellules cancéreuses de la vessie, comme indiqué ici. La généralisation de l'utilisation de ces anticorps dans des approches thérapeutiques semblent donc envisageable pour le traitement des tumeurs des SNC et de certaines formes d'autres cancers affectant des organes autres que le SNC. La figure 5 montre la mesure de cytotoxicité des immunoglobulines purifiées de liquides kystiques ou sérums sur des cellules de tumeurs en culture. Les histogrammes représentent les taux de survie (exprimés en valeurs arbitraires) des cellules tumorales en culture après 7 jours d'incubation en présence de : 1) tampon contrôle ; 2) immunoglobulines de sérum d'individus sains ; 3) immunoglobulines d'un Liquide kystique de tumeur oligodendrogliale ; 4) immunoglobulines d'un liquide kystique de tumeur astocytaire de grade III. Les cellules en culture sont : en A) des glioblastomes ; en B) des neuroblastomes. Les concentrations d'immunoglobulines au contact des cellules sont établies à 1 microgramme d'immunoglobulines par ml de milieu dans tous les essais. The experiment consisted in preparing samples of purified immunoglobulins, extracted from the sera of healthy individuals and cystic fluids from individuals with a glial tumor. The immunoglobulins are purified by "Hitrap protein-G" column chromatography distributed by Amersham (General Electric). The conditions of use are strictly in accordance with those described by the supplier. The purified immunoglobulins are resuspended at a titre of 1 mg / ml. In vitro cultured tumor cells are contacted with the purified immunoglobulins at a final concentration of 1 microgram of immunoglobulins per ml in medium containing no fetal calf serum. The incubation is prolonged for 7 days. At the end of this incubation period, the viability of the cells is measured using a conventional cell viability test. The survival rates are calculated relative to controls corresponding to the cell cultures incubated with the preparation and dilution buffers of immunoglobulins but devoid of immunoglobulins (control buffer). Immunoglobulins were prepared from cystic fluids collected from tumors of the type: oligodendrogliomas or meningiomas or grade III astrocytoma. The cell types were represented by primary glioblastomas taken from different patients (2 different glioblastomas), an IMR32 neuroblastoma line, an EJ bladder carcinoma line. As shown in FIG. 5, the purified immunoglobulins of the sera of healthy individuals show very little cytotoxicity with respect to the different cell types. In contrast, purified immunoglobulins of cystic fluids of different origins significantly reduce the survival of glial tumor cells. The survival rate is between 15 and 40% depending on the extracts used. The cells of glioblastoma tumors are the most sensitive; bladder carcinoma cells are more modestly affected (65-75% survival); the viability of neuroblastoma cells is not significantly modified. This last element proves that at the concentration of 1 microgram of immunoglobulins per ml of medium, the purified immunoglobulins of cystic fluids do not show nonspecific toxicity to tumor cells in culture. The example makes it possible to conclude that immunoglobulins which are present in cystic fluids and which react with tumor antigens have an obvious cytotoxic capacity with respect to tumor cells. These antibodies are very clearly distinguishable from the immunoglobulins present in the sera of healthy individuals which do not show, as far as they are concerned, marked antitumor activity. The cytotoxic capacity of the purified immunoglobulins of cystic fluids is manifested not only to CNS tumor cells but also, albeit more modestly, to bladder cancer cells as indicated herein. The generalization of the use of these antibodies in therapeutic approaches therefore seems conceivable for the treatment of CNS tumors and certain forms of other cancers affecting organs other than the CNS. Figure 5 shows the cytotoxicity measurement of purified immunoglobulins of cystic fluids or sera on tumor cells in culture. The histograms represent the survival rates (expressed as arbitrary values) of the tumor cells in culture after 7 days of incubation in the presence of: 1) control buffer; 2) serum immunoglobulins from healthy individuals; 3) immunoglobulins of a cystic fluid of oligodendroglial tumor; 4) immunoglobulins of a cystic fluid of grade III astocytic tumor. The cells in culture are: in A) glioblastomas; in B) neuroblastomas. The concentrations of immunoglobulins in contact with the cells are established at 1 microgram of immunoglobulins per ml of medium in all the tests.
Exemple 6 : Blocage de la prolifération des cellules tumorales in vitro par les siRNA La séquence du siRNA permettant de perturber l'expression des protéines MARK3 a été choisie en fonction de la séquence ADNc du clone 2C10 (cf figure 2). Brièvement, deux séquences sont sélectionnées pour la création d'un siRNA, à savoir : la séquence sens qui présente une longueur de 19 bases homologue à une partie de la séquence de l'ARN messager codant la protéine ; et une séquence parfaitement complémentaire de la séquence "sens" sélectionnée. Les deux séquences ont une longueur de 19 bases. Les séquences sens et antisens sont montrées à la figure 6. Les fragments d'ARN correspondant aux séquences sens et aux séquences complémentaires ont été synthétisés par voie chimique. Des ARN double-brin ont ensuite été créés in vitro par hybridation entre les ARN correspondant aux séquences sens et les fragments correspondant aux séquences complémentaires. Ces fragments d'ARN double-brin ont été utilisés pour transfection de cellules tumorales en culture. L'agent transfectant étant ici l'oligofectamine. Des contrôles appropriés ont été également réalisés, en particulier : transfection des cellules selon un protocole rigoureusement identique mais n'incluant pas les siRNA. Les cellules utilisées étaient des cellules de glioblastomes (lignée U373 présentant une forte prolifération in vitro). Example 6 Blocking the In Vitro Proliferation of Tumor Cells with siRNAs The siRNA sequence making it possible to disrupt the expression of MARK3 proteins was chosen as a function of the cDNA sequence of clone 2C10 (see FIG. 2). Briefly, two sequences are selected for the creation of siRNA, namely: the sense sequence which has a length of 19 bases homologous to a portion of the messenger RNA sequence encoding the protein; and a perfectly complementary sequence of the selected "sense" sequence. Both sequences are 19 bases long. The sense and antisense sequences are shown in FIG. 6. The RNA fragments corresponding to sense sequences and complementary sequences were synthesized chemically. Double-stranded RNAs were then created in vitro by hybridization between the RNAs corresponding to the sense sequences and the fragments corresponding to the complementary sequences. These double-stranded RNA fragments were used for transfection of tumor cells in culture. The transfecting agent is here oligofectamine. Appropriate controls were also performed, in particular: transfection of cells according to a strictly identical protocol but not including siRNAs. The cells used were glioblastoma cells (U373 line showing a strong proliferation in vitro).
Les cellules de glioblastomes U373 en culture ont été transfectées par les siRNA dont les séquences sont présentées à la figure 6. Après 5 jours d'entretien en milieu de croissance, les cellules sont comptées et le taux de prolifération, calculé par rapport à l'ensemencement initial du milieu, est mesuré. Par rapport à un développement normal des cellules dans les conditions de contrôle (taux de prolifération statué à 100%), le siRNA double-brin dirigé contre MARK3 ralentit de manière significative la prolifération des cellules de glioblastomes. En effet, en présence du siRNA dirigé contre MARK3, la prolifération des cellules n'est plus que de 74% par rapport au contrôle. U373 glioblastoma cells in culture were transfected with the siRNAs whose sequences are shown in FIG. 6. After 5 days of maintenance in a growth medium, the cells are counted and the proliferation rate, calculated with respect to initial seeding of the medium, is measured. Compared with normal cell development under control conditions (100% proliferation rate), the double-stranded siRNA directed against MARK3 significantly slows the proliferation of glioblastoma cells. Indeed, in the presence of the siRNA directed against MARK3, the proliferation of the cells is only 74% compared to the control.
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