JP2014140370A

JP2014140370A - プリオン感染を検出する方法

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Publication number: JP2014140370A
Application number: JP2014032625A
Authority: JP
Inventors: Arzel Aude; オード・アルゼル; You Bruno; ブリューノ・ユウ
Original assignee: LFB SA
Current assignee: LFB SA
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2014-08-07
Also published as: US20110262935A1; EP2368122A1; WO2010072969A1; JP2012513599A; JP5558487B2; FR2940446A1

Abstract

【課題】病的異常形態のプリオンタンパク質であるＰｒＰｓｃのウェスタンブロッティングによる検出と、ウェスタンブロッティングによるサンプルにおけるＰｒＰｓｃの定量の最適化の方法の提供。
【解決手段】サンプル中のＰｒＰｓｃプリオンタンパク質を検出及び／又は力価測定するインビトロでの方法であって、以下の工程を含む方法。ｉ．サンプル中の前記ＰｒＰｓｃプリオンタンパク質を超遠心分離によって濃縮する工程、ｉｉ．濃縮されたサンプルをプロテアーゼによる消化に供する工程、ｉｉｉ．工程（ｉｉ）において得られた消化産物を遠心分離によって濃縮する工程、ｉｖ．工程（ｉｉｉ）において得られた濃縮された消化産物における前記ＰｒＰｓｃプリオンタンパク質をウェスタンブロッティングによって検出及び／又は力価測定する工程。
【選択図】なし

Description

本発明は、ウェスタンブロッティングによりPrPsc プリオンタンパク質を検出するための最適化された方法、また、特にインビトロで生物学的製品(biological product)を取得または処理するプロセスの有効性を評価および/または試験するため、またはインビトロで汚染除去法を評価および/または試験するため、および/またはプリオン感染性に対する調節活性を有する可能性のある化合物を評価またはスクリーニングための、その使用に関する。

従来技術:
感染性海綿状脳症(TSE)は、一群として中枢神経系 (CNS)の変性を特徴とする遺伝性または獲得性疾患のセットを表す。ヒトにおけるもっとも一般的な形態は、クロイツフェルト・ヤコブ病(CJD)であるが、TSEは多くの哺乳類にも存在する(特に、ヒツジスクレイピーおよび牛海綿状脳症)。これらの疾患の病原因子は、「非通常型伝播性因子(unconventional transmissible agent)」(UTA)の範疇に分類される。疾患の特徴はプリオンタンパク質 (PrP)と称される細胞外タンパク質の存在であり、これは、疾患の間に、プロテアーゼ、例えば、プロテイナーゼ Kに耐性の不溶性形態へと変換され、中枢神経系に蓄積する。PrPscと称されるこの病的異常形態のPrPは、感染性とともに共精製され、その蓄積が組織学的病変の現れに先行する。それはPrP プリオンタンパク質のコンフォメーションにおける修飾の結果である。PrPをコードする遺伝子の発現のなんらかの修飾もその翻訳の有害な修飾も示されていない (Prusiner、Biochemistry 1992; 31:12277-88)。

現在入手可能なデータは、TSEの原因である伝播性因子が血液誘導体において感染性の形態において存在することを示すことを可能とするものではない (Brown et al.、2001、Semin Hematol.;38(4 Suppl 9):2-6)。

しかし、この不確かな結果が存在しないということを結論づけることは以下の理由から不可能である。第一に、それは血中におそらく非常に低濃度で存在し、第二に、これらの疾患の潜伏特性の非常に長い臨床的沈黙期が、臨床症状の現れに先行するからである。

さらに、UTAの非常に高い抵抗性が、クリオプレシピテート(cryoprecipitated)血漿タンパク質(第VIII因子、フォン・ヴィレブランド因子等)などの血液誘導体のウイルス量を低下させるのに有効であることが判明している従来用いられてきた不活性化方法、例えば、Tween-TNBP 溶媒/界面活性剤処理に頼ることを妨げている。生物学的製品、例えば、血漿凝固タンパク質の取得または処理には、治療的使用の目的のためにウイルス排除/不活性化工程が組み込まれなければならないので、薬用血液由来医薬品産業は今日、血液由来製品による変異型(variant)CJDの伝染の理論上の危険性を評価することを求めている。

現在では、UTA-関連感染性を力価測定する(titrating) 方法は、常套的に、様々な希釈度のUTA-負荷試験製品の脳内接種により、動物、例えば、ゴールデンハムスターにおいてインビボで力価測定(titration)する方法の使用を実行するものである。行われる希釈度に対応する様々な群において用いられる動物の数により、感染力価を算出することおよび非処理対照に基づく所与の方法の減少係数(reduction factor)を確立することは可能である。しかし、この方法は、長期間であること(およそ１年)、高価であることおよびプリオンの排除に関する有効性を迅速に確証することが望まれる工業スケールでの開発にはあまり適さないという欠点を有する。

さらに、力価測定方法の感度を高めるために感染性因子を濃縮する工程を導入することがしばしば必要である。TSEの原因である感染性因子を濃縮するすべての手順は現在、PrPscの精製を伴う。

TSE 感染性因子のインビトロ力価測定のためのその他の方法も提案されている。

ウェスタンブロッティング(Mac Gregor、Transfusion J. Medecine 2001; 11、3-14)またはELISAによりPrPscを検出する技術は、一般に病的タンパク質 (PrPsc)を正常タンパク質 (PrP)から区別するために、分析すべきサンプルのプロテイナーゼ Kによる事前の消化またはカオトロピック剤による変性を必要とする。

PrPを認識しないPrPsc-特異的抗体の使用に基づく別の力価測定方法が最近開発された(Korth et al、Nature 1997 Nov6、390 (6655): 74-7)。

米国特許 6,150,583号は、その一部で、プリオンタンパク質のコンフォメーションに依存してプリオンタンパク質の表面に曝される可能性のある異種エピトープにより標識されたPrPを発現するトランスジェニック動物の作製を記載している。

「PMCA」(タンパク質ミスフォールディングサイクリック増幅)と称される、文献Saborio et al. (Nature; 2001、411、810-3)に記載の方法は、UTAタンパク質を異常形態に変換させるために、感染動物由来の組織または液体に由来する異常形態を非異常形態のUTA タンパク質と接触させることを想定している。PMCA 方法は、いまだに開発途上であるが、バイオアッセイとしての感度を少なくとも有することが判明している。にもかかわらず、それは検出されるPrPsc の感染性について証拠を提供するものではなく、血漿マトリックスを用いて行うことが難しいことが判明している。さらに、不確かな再現性および擬陽性の結果が報告されている。

文献WO 2005/022148は、「TCIA」(組織培養感染性アッセイ)と称される生物学的製品におけるUTAのインビトロ力価測定方法を記載しており、この方法は、該 UTAの複製に抵抗性であるトランスジェニック細胞を生物学的製品と接触させ、次いで、UTAの複製によって生物学的製品に存在するUTAの量を増幅するために１以上の継代期間これら細胞を培養することによる。

発明の概要:
本発明はこのたび、ウェスタンブロッティングによるPrPscの検出、そしてしたがって、ウェスタンブロッティングによるサンプルにおけるPrPscの定量の最適化を提供する。

本発明者らは実際に、プロテイナーゼ K 消化工程の前および後に、サンプルにおけるPrPscを濃縮することが可能であることを実証した。

より一般的には、本発明は、サンプルにおける非通常型伝播性因子 (UTA)またはUTAの感染性についてのマーカーである異常コンフォメーション(pathological conformation)のタンパク質を検出および/または力価測定するインビトロでの方法に関し、該方法は、プロテアーゼによる消化の前および後にサンプルを濃縮する工程を含む。

したがって、本発明の一つの対象は、以下の工程を含むサンプルにおける非通常型伝播性因子 (UTA)またはUTAの感染性についてのマーカーである異常コンフォメーションのタンパク質の検出および/または力価測定のためのインビトロでの方法である:
i)サンプルに存在する該 UTAまたは該感染性-マーカータンパク質を濃縮する工程、
ii)濃縮されたサンプルを、プロテアーゼ、好ましくはプロテイナーゼ Kによる消化に供する工程、
iii)工程 (ii)にて得られた消化産物を濃縮する工程、
iv)工程 (iii)にて得られた濃縮された消化産物における該 UTAまたは該感染性-マーカータンパク質を検出および/または力価測定する工程。

好ましくは、UTAについてのマーカーである異常コンフォメーションのタンパク質は、PrPsc プリオンタンパク質である。

有利には、濃縮工程 (i)は、遠心分離、好ましくは超遠心分離によって行われる。

一つの好ましい態様において、濃縮工程 (i)は、100 000 g〜140 000 g、好ましくは140 000 gでの、1 時間の超遠心分離を含む。

有利には、濃縮工程 (iii)は、遠心分離によって行われる。

好ましくは、工程 (iv)は、免疫化学、より具体的にはウェスタンブロッティングによって行われる。

該方法は、好ましくは消化産物を濃縮する工程 (iii)の後、かつ検出または力価測定工程 (iv)の前に、希釈する中間(intermediate)工程を含んでいてもよい。

サンプルは好ましくは、血液製剤およびその誘導体、食品、および化粧品からなる群から選択される。

一つの特定の態様によると、消化工程の前のPrPscの濃縮は、およそ8.3 mlのサンプル体積を、0.1％のウシ血清アルブミンによってスウィンギングローターにて1 時間前処理されたチューブに導入して、力価測定すべきサンプルの好ましくは 140 000 × g での1 時間、周囲温度での超遠心分離によって行う。この超遠心分離の最後に、沈降したペレットを好ましくは20から 60 μlの体積の好ましくは水またはその他のバッファー中にとる。

ペレット懸濁液をプロテイナーゼ K の存在下、消化に最適な条件下でインキュベートする。

消化工程の最後に、PrPscの濃縮を消化産物の、好ましくは18 000 × gにて30 分間のさらなる遠心分離によって行う。

本発明はまた、サンプルにおける、そのマーカーが異常コンフォメーションのタンパク質である非通常型伝播性因子 (UTA)の免疫反応性を、検出および/または力価測定するインビトロでの方法に関する。

本発明のもう一つの対象は、UTAによって汚染されている可能性のある生物学的製品または材料の取得または処理のためのプロセスを評価および/または試験するインビトロでの方法であり、ここで上記の通りの力価測定方法である方法を、該プロセスの(A) 開始前(upstream)および(B) 終了後（downstream)にて該生物学的製品または材料に適用し、得られた２つの力価測定値 (A)および(B) を比較する。

本発明はまた、生物学的製品または材料の汚染除去のための手順を評価および/または試験するインビトロでの方法にも関し、ここで、上記の力価測定方法である方法を該生物学的製品または材料に、該手順の(A) 開始前および(B) 終了後にて適用し、得られた２つの力価測定値(A)および(B)を比較する。

本発明のさらに別の対象は、感染性生物学的製品の免疫反応性に影響を与えることができる化合物を評価するインビトロでの方法であり、ここで上記の力価測定方法である方法を該感染性生物学的製品に、評価すべき該化合物の(A)存在下および(B)非存在下で適用し、得られた２つの力価測定値(A)および(B)を比較する。

本発明のさらに別の対象は、ヒト個体または非-ヒト動物個体における感染性海綿状脳症を診断するインビトロでの方法であって、該方法は、該個体からの生物学的サンプルにおける、異常コンフォメーションのタンパク質である非通常型伝播性因子 (UTA)の存在を、上記方法によって検出することを含む。

発明の詳細な説明:
定義
「PrP プリオンタンパク質」は一般に、細胞内に天然に存在し、その正常の機能に関与している、ホスファチジル糖脂質 (GPI)を介して細胞膜に固着されているシアロ糖タンパク質である。正常形態のタンパク質、即ち、非病的形態は、一般にPrPcと称される。それは胚における神経系の発達に関与している。成人においては、それは脳および脊髄(神経細胞および神経膠)において基本的に発現している。それは細胞分化および接着プロセスに関与している。それはまた、プログラムされた細胞死 (アポトーシス)に関して抗酸化保護的役割を有しているようである。このタンパク質はまた、その他のタンパク質のフォールディングにおいても役割を有しているようである。

PrPの「病的(pathological)」形態である、PrPscは、非病的タンパク質のアイソフォームを一般に指す。それはプリオン疾患についてのマーカーを表す。この修飾された三次元構造はプリオンタンパク質に特殊な物理化学特性を与え、かかる特性は、除染(disinfection)および滅菌(sterilization)(熱、化学薬品、酵素等)の通常の手法に対するより高い抵抗性により反映される。病的プリオンタンパク質はしたがって自己凝集能を獲得し、したがって、特に脳において沈着物を形成することができ、神経細胞死を引き起こす。病的プリオンタンパク質の複製または伝播の原因である因子は病的プリオンタンパク質自体であるようである。というのは、それは「指数関数的に増殖または増加する」ことができ、健康なプリオンタンパク質を病的プリオンタンパク質へと変形させることができるからである。「病的」形態のPrPはそれゆえ、そのコンフォメーションが感染したヒトまたは非ヒト動物におけるTSEの出現に相関しているタンパク質の形態である。

ウェスタンブロッティング単位にて表される「力価」は、そこから出発してウェスタンブロッティングによって免疫反応性がもはや観察されなくなるサンプルの限界希釈度(limiting dilution)によって判定される任意の値である。

本発明の文脈において、「UTA」という用語は、例えば、ヒトにおいて、家族性または散発性 CJD、クールー病または変異型CJDの原因であるもの、あるいは動物において、天然TSE、例えば、ヒツジスクレイピー、ウシまたはネコ海綿状脳症、シカにおける慢性消耗病またはミンクにおける海綿状脳症、あるいは最後に、実験動物に実験的に適応したTSE型(株) の原因であるもの等のあらゆる非通常型伝播性因子を表す。本発明の文脈において、UTAはまた、「感染性因子」という用語によっても示される。

「サンプル」という用語は、UTAによって汚染されうるあらゆる材料源をいう。例えば、かかる材料源は、限定的ではないが、液体、食品、飲料品、化粧品または遺伝子操作に由来する製品、UTAの感染性を調節することができる分子であり得る。好ましくは、それは生物学的サンプル、例えば、生体液または組織または組織抽出物である。かかる組織は限定されないが、脳組織、脊柱組織またはへんとう腺組織であり得る。サンプルはヒトまたは動物源由来の組成物であってもよく、例えば、成長ホルモンまたは細胞抽出物、例えば、下垂体抽出物でありうる。かかる組成物は実際にUTAにより汚染されうる。生体液の場合、後者は限定されないが、血液、リンパ液、尿または乳汁であり得る。好ましくは、サンプルは血液製剤または誘導体、例えば、血漿誘導体または血漿タンパク質濃縮物である。

タンパク質濃縮:
PrPsc タンパク質は、第一工程の超遠心分離、好ましくは140 000 × gで1 時間の周囲温度での超遠心分離によって濃縮することができる。有利には、濃縮は、周囲温度で1 時間または+4℃で一晩、0.1％のウシ血清アルブミンによって前処理したチューブを用いて行う。この処理は、チューブの壁と分析すべきサンプルに存在するPrPscとを付着させることができるチューブの材料 (ポリマー)の静電力を中和することにある。この処理は、超遠心分離チューブをBSA 溶液で満たし、それを上記のようにインキュベートすることによって行われる。

超遠心分離の最後に、上清を除き、ペレットを好ましくは 50 μl の体積の水またはその他のバッファー中にとる。

非病的プリオンタンパク質 (PrPc 形態)の排除:
サンプル中の非病的形態 (PrPc)の排除は、それを非病的タンパク質から区別することを可能とするPrPscの生化学的特性、特に、PrPsc はプロテアーゼに基づく処理に比較的より耐性であり、可溶性が低いかあるいは、界面活性剤の存在下においてさえも不溶性であるという事実に基づいて行うことができる。したがって、プロテアーゼ、例えば、プロテイナーゼ Kによる処理が、例えば、消化に対して感受性の低い形態 (PrPsc)から感受性形態 (PrPc)を排除するために用いられる。

一つの特定の態様において、プロテイナーゼ K 消化が行われる結果、主に PrPcの消化が起こり、PrPscはほとんどまたはまったく消化されない。PrPcと比較してPKに対してより耐性が高いということは実際にPrPscの１つの性質である。それに続く検出工程はそれゆえ、非病的形態のタンパク質をもはや検出しない。なぜならそれはプロテアーゼによって消化されてしまっているからである。

消化に供されたPrPsc 形態の濃縮:
プロテイナーゼ処理に対して「耐性」である病的プリオンタンパク質は、好ましくは18 000 × gで30 分間、周囲温度での遠心分離によって濃縮するとよい。プロテイナーゼ Kにより消化されたサンプルの遠心分離工程の最後に、上清を除き、ペレットを、電気泳動ゲル上のローディングのためのコームのウェルの最大体積に対応する体積 (典型的には10〜15 μl)、またはローディングバッファーにおける希釈範囲、好ましくは3-倍段階的希釈が想定される場合には25 μlのローディングバッファー中にとる。

ローディングバッファーの性質は続いて用いられるPrPsc 検出方法によって決定される(次の段落を参照)。したがって、ウェスタンブロッティングによるPrPsc 検出のためには、ローディングバッファーは好ましくは、Laemmli バッファー (典型的には: 0.15M Tris-HCl、pH = 6.8、2〜10％ SDS、0.06M DTT、0.3％ブロモフェノールブルー、11.5％グリセロール)である。

UTA タンパク質の検出:
上記のように消化され、濃縮されたサンプルにおけるPrPscの検出工程は、以下の方法によって行うことができる: 限定されないが、免疫化学的方法、例えば、ウェスタンブロッティングまたはELISA、イムノブロッティング、または放射能アッセイ、電子顕微鏡法、凝集物を検出するための比濁法アッセイ、および構造試験、例えば、NMR (核磁気共鳴)、円偏光二色性、ラマン分光法、UV吸収。

UTA 力価測定:
病的形態のPrPの検出は、サンプルにおいて存在する PrPscの量の決定と組み合わせることができる。

本発明の一つの態様において、消化され、濃縮されたサンプルの懸濁液は、ローディングバッファー中にて段階的希釈とも称される等比級数にしたがって希釈される。後者は好ましくは 3-倍である。各希釈点は次いで上記のUTA タンパク質の検出のための試験に供される。

任意に、PrPsc ウェスタンブロッティング単位は希釈されずに検出試験に用いられたサンプルの体積においてPrPsc に特異的なシグナルをまったく示さなくなる(PrPsc 消滅シグナル)最初の負の(negative) 希釈度の逆数として定義される。

本発明の方法は、理論的に無限範囲にわたってUTA-関連免疫反応性を定量することを可能とする。本発明の一つの態様において、本方法により、およそ 7.5 log₁₀、即ち、およそ 31 000 000 ウェスタンブロッティング単位の範囲にわたってスクレイピー株に関連する免疫反応性を定量することが可能となった。これは、例えば、生物学的製品を取得するプロセスのUTAの排除に関する有効性の検証のための基準を満たすことを可能とすることができる。

UTA-関連免疫反応性を検出または力価測定する方法の適用:
本発明はまた、本発明による力価測定方法の、UTAにより汚染されている可能性のある生物学的製品を取得または処理するためのプロセスをインビトロで評価および/または試験する方法への適用にも関する。この評価および/または試験方法は、上記のような本発明による力価測定方法を、該プロセスの開始前および終了後にて生物学的製品に適用すること、および、得られた２つの力価測定値を比較することを特徴とする。UTAの排除の程度またはUTA 減少係数は２つの測定値の間の比較によって決定される。

特に、本発明による力価測定方法は、生物学的製品、特に、血液製剤、例えば、血液血漿誘導体を取得または精製する、例えば、クロマトグラフィーまたはナノろ過を用いるあらゆるタイプのプロセスに迅速に適用される能力を有する。

したがって、本発明の方法の実施は、このUTAの排除において、本発明による力価測定方法を用いる力価測定のために、UTA によって汚染されている可能性があるあらゆる生物学的製品の取得または処理またはさらに精製のためのプロセス (またはプロセスの一部)の有効性を評価および/または試験することを可能とする。UTAに関して有効性の評価が望まれるプロセス (またはプロセスの一部)の開始前および終了後のUTA の量が測定される。病原因子の排除の程度は２つの測定値の比較によって決定される。したがって、本方法の実施は、生物学的製品を取得するプロセスの最中または生物学的製品の取得の後のUTAの排除のための処理の関係においてなされうる。

本発明はまた、本発明による力価測定方法の、材料の汚染除去のための手順をインビトロで評価および/または試験するための方法への適用にも関する。この場合、UTAを含む生物学的製品のUTA 力価は、本発明による力価測定方法によって決定される。この感染した生物学的製品は次いで汚染除去されるべき材料と接触され、汚染除去法がこの材料に適用される。最後に、汚染除去法を経た生物学的製品の力価が再び決定される。汚染除去法の開始前および終了後にて行われた２つの力価測定値が比較されることにより、汚染除去法の有効性が評価される。材料は、例えば、精製材料、特に、クロマトグラフィーカラム、あるいは水酸化ナトリウムを用いるクロマトグラフィーカラムの浄化であり得る。

本発明はまた、本発明の力価測定方法の、感染性材料の力価を低下させることを可能とする化合物を選択する手順および/または評価する方法への適用にも関する。この場合、UTAを含有する生物学的製品のUTA 力価は本発明による力価測定方法によって決定される。この感染した生物学的製品は次いで試験化合物と接触され、そして汚染除去法を経た生物学的製品の力価が再び決定される。サンプルを試験化合物と接触させることの開始前および終了後に行われた２つの力価測定値が比較される。

本発明はまた、本発明による力価測定方法の、UTAの感染性を調節することができる化合物を選択する手順および/または評価する方法への適用にも関する。この場合、UTAを含有する生物学的製品のUTA 力価が、評価すべき化合物の存在下、次いで非存在下において、本発明による力価測定方法によって決定される。化合物と接触させる様式は、化合物の作用が、感染サイクルの開始を阻止するかまたは既に開始した感染サイクルをブロックするかによって、決定される。いずれにせよ、生物学的製品の力価は、試験製品による処理をして、および処理をせずに決定される。行われた２つの力価測定値が比較されることにより、UTAの感染性に対する化合物の調節活性が評価される。

本発明はまた、本発明による力価測定方法の、UTAの非病的形態から病的形態への変換、例えば、PrPからPrP^scへの変換を調節することを可能とする化合物を同定する方法への適用にも関する。この場合、UTAを含有する生物学的製品のUTA 力価は、本発明による力価測定方法によって決定される。この感染した生物学的製品は次いで試験化合物と接触され、次いで生物学的製品の力価を再び決定するために、本発明の力価測定方法が適用される。化合物と接触させることの開始前および終了後において行われた２つの力価測定値が比較されることにより、試験化合物の有効性が評価される。

本発明の方法は、本発明の範囲を限定するものではない、以下のさらなる説明によってより明らかに理解されるであろう。

実施例:
材料および方法
破砕された(ground)感染したハムスター脳材料のストック
バッチ LN-6246は、263K 株(strain)に感染したハムスターの脳から調製したPBS中の10％でのミクロソーム画分からなった。LN-6246-1、LN-6246-2およびLN 6246-3と称される3つのアリコートをバッチ LN-6246から形成した。

バッチLN-6246-A、LN-6246-BおよびLN-6246-Cは、サンプル LN-6246の希釈に由来した。この希釈はPBS中で、LN-6246のアリコートを10⁶-倍希釈することによって行った。

研究の間に用いられた263K 株により感染されたハムスターからの脳の破砕された材料のストックの特徴を以下の表Ｉに要約する。

表Ｉ：263K 株により感染された脳のホモジネートのストックの特徴

「標準的」ウェスタンブロッティングによるLN-6246 サンプルのPrPscのアッセイ
(I) プロテイナーゼ K 消化工程:
20 μlの各サンプル(LN-6246-1、LN-6246-2およびLN-6246-3)を、2 μlの消化バッファーおよび2 μlのプロテイナーゼ K 酵素からなる混合物と接触させた。得られた懸濁液を48℃で 40 分間インキュベートした。

このインキュベーションの最後に、以下を連続的に各サンプルに導入した:プロテイナーゼ Kの作用を停止させるための2 μlのブロッキングバッファー、次いで、20 μlのローディングバッファー (Laemmli バッファー)。「消化産物(digest)」と称される総反応体積はしたがって 46 μlであった。

(II) 希釈範囲(dilution range)工程:
各サンプルについて、ローディングバッファー中の3-倍段階的希釈範囲を、20 μlのローディングバッファーが添加された10 μlの消化産物から開始する段階的な希釈によって調製した。得られた消化産物は1/3に希釈されたということとした。

この希釈を、1/3に希釈された消化産物を用いて繰り返し、20 μlのローディングバッファーが添加された。次いで得られた消化産物はしたがって、 1/9までの希釈に対応した。この希釈操作を消化産物の希釈が1/177181となるまで段階的に繰り返した。

(III)ウェスタンブロッティング工程:
得られたそれぞれの消化産物の希釈の範囲の点のそれぞれについて、96℃で5 分間の変性工程を行った。変性したサンプルを次いで10 μlずつの割合で、変性条件下でのポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)のためのゲルにローディングした。

ゲルのレーンにローディングした10 μlの非希釈消化産物において以下に相当するものが存在した:
(20 μl/46 μl) × 10 μl = 4.35 μlのサンプル。この体積を「初期相当体積(initial Equivalent Volume)」(VEq)と称した。

ゲル中を泳動し終わったタンパク質を、エレクトロブロッティングによりPVDFメンブレンにブロッティングした。メンブレン上に存在するPrPscを3F4 抗体、次いでアルカリホスファターゼで標識した二次抗体 (ヤギ「抗-マウス抗体」抗体)とのインキュベーションにより検出した。

標識されたメンブレンを化学発光により現像した。サンプルは、３つの形態のグリコシル化されたPrPscを有する電気泳動プロファイルがオートラジオグラムにて可視化されたら陽性であるとみなされた。しかし、ローディングが非常に少ない場合は、分子量がおよそ 29 kDaのジグリコシル化形態に対応する主なバンドのみが観察された。
サンプル LN-6246-1、LN-6246-2およびLN-6246-3の力価は以下のようにして算出した:
T = (1/LD) × (1000/VEq)
ここで:
LD: 限界希釈度、即ち、オートラジオグラム上でPrPscに特異的なシグナルがもはや存在しなくなる最初の希釈度
VEq: 初期相当体積、即ち、4.35μl。

本発明による「最適化された」ウェスタンブロッティングによるサンプルLN-6246-A、LN-6246-B およびLN-6246-CのPrPscのアッセイ:
3本の超遠心分離チューブ(Beckman 番号: 361623)を0.1％のウシ血清アルブミン溶液により満たし、+4℃で一晩(およそ 16 時間) インキュベートした。インキュベーションの最後に、これらのチューブを空にし、8.3 mlのサンプル LN-6246-A、LN 6246-BおよびLN-6246-Cで満たした。これら3本のチューブをスウィンギングローター (Beckman 番号：SW41)を用いて140 000 ×gにて1 時間周囲温度で超遠心分離した。超遠心分離の最後に、上清を除き、ペレットを個々に50 μlの水にとった。それぞれチューブLN-6246-A、-Bおよび-Cからとったペレットについて懸濁液をそれぞれLN-6246-A、LN-6246-BおよびLN 6246-Cと称した。理論的最大濃縮係数はそれゆえ8300/50、即ち、166倍であった。

50 μlの懸濁液LN-6246-A、LN-6246-BおよびLN-6246-Cのそれぞれを、5 μlの消化バッファーおよび5 μlのプロテイナーゼ K 酵素からなる混合物と接触させた。得られた懸濁液を48℃で40分間インキュベートした。

このインキュベーションの最後に、プロテイナーゼ Kの作用を停止させるために 5 μlのブロッキングバッファーを導入した。「消化産物」の最終体積はしたがって65μlであった。

得られた消化産物のそれぞれについて、18 000 ×gで30 分間の周囲温度での遠心分離により濃縮を行った。遠心分離の最後に、上清を除き、ペレットを25 μlのローディングバッファー (Laemmli バッファー)にとった。

ローディングバッファー中の3-倍段階的希釈範囲を、20 μlのローディングバッファーが添加された10 μlの消化産物から出発して段階的に希釈することにより調製した。得られた消化産物は1/3に希釈されているといわれた。

この希釈を20 μlのローディングバッファーが添加された1/3に希釈された消化産物についても繰り返した。得られた消化産物はしたがって1/9までの希釈に対応した。この希釈操作を消化産物の希釈が1/729となるまで段階的に繰り返した。

得られたそれぞれの消化産物の希釈範囲点について、96℃で5 分間の変性工程を行った。変性したサンプルを次いで15 μlずつの割合で、変性条件下でのポリアクリルアミドゲル電気泳動 (SDS-PAGE)のためのゲルにローディングした。

これらの操作条件下において、初期相当体積は:
サンプルLN 6246 A、LN-6246-BおよびLN-6246-Cのそれぞれについて、(8300/50) × (50 μl/65μl) × (65 μl/25 μl) × 15 μl = 4980 μlであった。

「標準的」ウェスタンブロッティングによる力価測定方法と比較して、最適化された方法は初期相当体積を 4980/4.32、即ち1152倍の比、即ち、3.06log₁₀まで上昇させることを可能とした。

タンパク質を電気泳動により分離し、工程 IIIにおいて上記したようにして分析した。

結果
サンプルの力価測定の結果を以下の表１に要約する。

説明: NT: 試験せず、ND: 検出不可能、NA: 適用不可能、LoD:検出限界。

これらのデータはサンプル LN-6246-1、LN-6246-2およびLN-6246-3の力価は標準的方法によって判定できたことを示した; この力価はそれぞれ、 7.61、7.13および 7.13 log₁₀ WBu/mlであった。培地力価は7.29 log₁₀ WBu/mlであった。

サンプル LN-6246-A、LN-6246-B およびLN-6246-Cの力価は標準的方法によっては決定できなかった。これらの力価はこの方法の検出限界を下回った(理論的検出限界は2.8 log₁₀ WBu/ml)。

一方、最適化された方法を用いると、これらのサンプルの力価を決定することができた。それはサンプルLN-6246-A、LN-6246-BおよびLN 6246-Cにおいて、それぞれ1.21、0.73 および1.21 log₁₀ WBu/mlであった。これらサンプルの培地力価は1.05 log₁₀ WBu/mlであった。

サンプルLN-6246-A、LN-6246-BおよびLN-6246-Cにおける標準的方法によるPrPsc の検出の非存在は、標準的方法の検出限界を下回るこれらのサンプルの力価によって確認された。このレベルの力価は本発明による最適化された方法によってのみ決定することができた。

結論
本発明による、最適化されたウェスタンブロッティングによるアッセイ方法は、ウェスタンブロッティング方法の検出限界を顕著に低下させることを可能とする。最適化された方法に備えられるPrPsc を濃縮する工程は実際に、標準的方法によって測定されるよりもかなり高い初期相当体積を作り出す。

Claims

サンプル中の、非通常型伝播性因子 (UTA)またはUTAの感染性についてのマーカーである異常コンフォメーションのタンパク質を検出および/または力価測定するインビトロでの方法であって、プロテアーゼによる消化の前および後にサンプルを濃縮する工程を含む方法。
以下の工程を含む請求項 1の方法:
i. サンプル中に存在する該 UTAまたは該感染性-マーカータンパク質を濃縮する工程、
ii.濃縮されたサンプルをプロテアーゼによる消化に供する工程、
iii.工程 (ii)において得られた消化産物を濃縮する工程、
iv.工程 (iii)において得られた濃縮された消化産物における該 UTAまたは該感染性-マーカータンパク質を検出および/または力価測定する工程。
UTAについてのマーカーである異常コンフォメーションのタンパク質がPrPsc プリオンタンパク質である請求項 1または2の方法。
消化の前に濃縮する工程が遠心分離、好ましくは超遠心分離によって行われる請求項１−３のいずれかの方法。
濃縮工程 (i)が140 000 gにて1 時間の超遠心分離を含む請求項 4の方法。
濃縮工程 (iii)が遠心分離によって行われる請求項2 − 5のいずれかの方法。
プロテアーゼがプロテイナーゼ Kである請求項１−６のいずれかの方法。
工程 (iv)が免疫化学によって行われる請求項 2 −7のいずれかの方法。
工程 (iv)がウェスタンブロッティングである請求項 8の方法。
消化産物の濃縮工程 (iii)の後であって、検出または力価測定工程 (iv)の前において、希釈の中間工程を含む請求項2−9のいずれかの方法。