NO874292L - Fremgangsmaate for fremstilling av forbindelser som er analoge med faktor viii-c. - Google Patents

Fremgangsmaate for fremstilling av forbindelser som er analoge med faktor viii-c.

Info

Publication number
NO874292L
NO874292L NO874292A NO874292A NO874292L NO 874292 L NO874292 L NO 874292L NO 874292 A NO874292 A NO 874292A NO 874292 A NO874292 A NO 874292A NO 874292 L NO874292 L NO 874292L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
factor viii
analogue
dna
sequence
cdna
Prior art date
Application number
NO874292A
Other languages
English (en)
Other versions
NO874292D0 (no
Inventor
Nava Sarver
William N Drohan
Original Assignee
Rorer Int Overseas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rorer Int Overseas filed Critical Rorer Int Overseas
Publication of NO874292D0 publication Critical patent/NO874292D0/no
Publication of NO874292L publication Critical patent/NO874292L/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/745Blood coagulation or fibrinolysis factors
    • C07K14/755Factors VIII, e.g. factor VIII C (AHF), factor VIII Ag (VWF)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår området for struk-turell genkloning og anvendelsen av slike gener i den rekombinante DNA-styrte syntese av ønskede proteinforbindelser. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen nye analoger med faktor VIII prokoagulerende aktivitetsprotein (faktor VIII-C), dets rekombinante DNA-styrte syntese og anvendelse i behandlingen av koagulasjonssykdommer, som hemofili.
Rekombinante DNA-teknikker er alminnelig kjent.
Se Methods in Enzymology, (Academic Press), vol. 65 og 68
(1979); 100 og 101 (1983) og de anførte referanser deri,
som alle er innbefattet heri ved referanse. En omfattende teknisk beskrivelse som omhandler mest vanlig anvendte, rekombinante DNA-fremgangsmåter, finnes i Maniatis, et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory (1982). Gener som koder for forskjellige polypeptider, kan klones
ved å inkorporere et DNA-fragment som koder for polypeptidet i et rekombinant DNA-uttrykksmiddel, f.eks. bakterie- eller virusvektorer, og ved å transformere en passende vert, vanligvis en Escherichia coli (E. coli) cellelinje, og isolering av kloner som inkorporerer de rekombinante vektorer. Slike kloner kan dyrkes og anvendes for å fremstille det ønskede polypeptid i en stor skala.
Blandinger av mRNA fra eukaryotiske celler ved anvendelse av en serie av tre enzymatiske reaksjoner for å syntetisere dobbelttrådede DNA-kopier av hele gener som er komplementære til denne mRNA-blanding, er isolert. I den første reaksjon transkriberes mRNA ved dannelse av en enkelttrådet, komplementær DNA (ss-cDNA) ved hjelp av en RNA-
styrt DNA-polymerase, også benevnt revers-transkriptase. Revers-transkriptase syntetiserer DNA i 5'-3'-retningen, anvender deoxyribonucleosid-5'-trifosfater som forstadier,
og krever både et templat og en utgangstråd hvor den sist-nevnte må ha en fri 3<1->hydroxylende. Revers-transkrip-taseprodukter, enten de er delvis eller fullstendige kopier av mRNA-templatet, har ofte korte, delvis dobbelttrådede hårnåler ("løkker") ved sine 3'-ender. I den andre reaksjon kan disse "hårnålsløkker" utnyttes som utgangs-
materiale for DNA-polymeraser. På forhånd dannet DNA er påkrevet både som et templat og som et utgangsmateriale ved virkningen av DNA-polymerase. DNA-polymerasen krever tilstedeværelsen av en DNA-tråd med en fri 3<1->hydroxylgruppe til hvilken nye nucleotidrester tilføyes for å forlenge kjeden i 5'-3<1->retningen. Produktene av slike sekvensielle revers-transkriptase-og DNA-polymerasereaksjoner inneholder fremdeles en løkke ved én ende. Spissen av løkken eller "foldepunktet" av den dobbelttrådede DNA som således er skapt, er vesentlig et enkelttrådet segment. I den tredje reaksjon spaltes dette enkelttrådede segment med den enkelttrådede, spesifikke nuclease Sl ved dannelse av et "butt-ende" dobbelt DNA-segment. Denne alminnelige fremgangsmåte er anvendelig for enhver mRNA-blanding og er beskrevet av Buell, et al., J. Biol. Chem. 253;2483 (1978).
Den dannede dobbelttrådede cDNA (ds-cDNA) blanding føyes inn i kloningsuttrykksmidler ved hjelp av enhver av mange kjente fremgangsmåter som avhenger i det minste delvis av det spesielle uttrykksmiddel som anvendes. Forskjellige innføyingsfremgangsmåter beskrives meget detaljert i Methods In Enzymology, 6_8:16-18 og i referansene anført deri.
Når først DNA-segmentet er innføyd, anvendes klon-ingsuttrykksmidlet for å transformere en passende vert. Disse kloningsuttrykksmidler overfører vanligvis en antibiotisk motstandsdyktig egenskap til verten. Slike verter er vanligvis prokaryotiske eller eukaryotiske celler. På dette stadium inneholder bare noen få av de transformerte eller transfiserte verter den ønskede cDNA. Summen av alle transformerte eller transfiserte verter utgjør et "gen-bibliotek". Det samlede ds-cDNA-bibliotek som er skapt ved hjelp av denne fremgangsmåte, tilveiebringer en represen-tativ prøve av kodeinformasjonen som er til stede i mRNA-blandingen som anvendes som startmateriale.
Dersom en passende oligonucleotidsekvens er tilgjengelig, kan den anvendes for å identifisere kloner av interesse, som beskrevet i det følgende. Individuelle transformerte eller transfiserte celler dyrkes som kolonier på nitrocellulose-filtrerpapir. Disse kolonier lyses, det således frigjorte DNA festes kovalent til filtrerpapiret ved oppvarming, og arket inkuberes med en merket oligonucleotidprobe. Probesekvensen er komplementær til det strukturelle gen av interesse. Proben hybridiserer med ds-cDNA som det er komplementært til og identifiseres ved autoradiografi. Klonene karakteriseres for å identifisere en klon som inneholder alle de strukturelle informasjoner for det ønskede protein. Nucleinsyresekvensen som koder for proteinet av interesse, isoleres og innføyes på nytt i en ekspresjonsvektor. Ekspresjonsvektoren bringer det klonede gen under den regulerende kontroll av en spesifikk prokaryotisk eller eukaryotisk kontrollfaktor som tillater den effektive ekspresjon (transkripsjon og translasjon) av den klonede ds-cDNA med full lengde. Denne alminnelige fremgangsmåte er således bare anvendelig for de proteiner hvor minst en del av deres aminosyre- eller DNA-sekvens er kjent og for hvilke en oligonucleotidprobe er tilgjengelig. Se Maniatis, et al., supra.
I den senere tid er det utviklet fremgangsmåter for
å identifisere spesifikke kloner ved tilsetning av antistoffer spesifikke for det aktuelle, innkodede protein til bakteriekolonier. Denne fremgangsmåte kan bare anvendes med "ekspresjonsvektor" kloningsuttrykksmidler fordi opp-bygning av produktproteinet er påkrevet. Det strukturelle gen tilføyes til vektoren i umiddelbar nærhet av det regulerende gen som er lyset enten ved hjelp av vektoren eller ved hjelp av kjemiske fremgangsmåter, og proteinet påvises ved hjelp av det spesifikke antistoff og et merkingssystem, f.eks. enzym-immunanalyse. Et eksempel på dette er lambda gt-^-systemet beskrevet av Young og Davis, Proe. Nat'1. Acad. Sei. USA, 80:1194-1198 (1983) og Young og
Davis, Science, _2_2:778 (1983).
Normalt, humant blodplasma inneholder et kompleks av to proteiner referert til som faktor Vlll-komplekset. En bestanddel av faktor Vlll-komplekset har antihemofil faktor prokoagulerende aktivitet og betegnes faktor VIII-C. En mangel i faktor VIII-C er karakteristisk for hemofili, en sykdom som overføres ved X-kromosomal arvelighet.
Det foreligger lite informasjon i litteraturen omkring faktor VIII-C-analoger. Analoger til faktor VIII-C kan karakteriseres ved forskjeller i nucleinsyre- eller aminosyresekvensen av faktor VIII-C som publisert i Gitschier, et al., [Nature, 312:326-330 (1984)] og av
Wood, et al., [Nature, 312:330-337 (1984)]. Slike analoger kan oppstå fra en mutasjon i den genetiske kode, fra alternativ mRNA-spleising, eller fra post-translasjonelle modifikasjoner. Ingen slike faktor VIII-C-analoger er hittil isolert eller genetisk fremstilt.
Faktor VIII-C har terapeutisk verdi på grunn av sin evne til å korrigere koaguleringsmangelen hos pasienter med hemofili. Uheldigvis er de tilgjengelige fremgangsmåter for å erholde faktor VIII-C, begrenset til fraksjonering av humant plasma, som beskrevet ovenfor. Fremstilling av faktor VIII-C ved plasmafraksjonering tilveiebringer bare begrensede mengder som varierer fra fremstilling til fremstilling, den er kostbar og utsetter de mottagende hemofile pasienter for risikoen for å erverve blodoverførte syk-dommer som hepatitt og ervervet immunmangelsyndrom (AIDS).
Faktor VIII-C-analoger vil kunne tilveiebringe et alternativt middel for anvendelse i behandlingen av hemofili. Analoger kan vise seg å være mer effektive enn naturlig faktor VIII-C i gjenopprettelsen av en normal koagulasjons-kaskade. For det andre vil fremstilling av faktor VIII-C-analoger via rekombinant DNA-teknologi, redusere risiko for sykdomsoverføring forbundet med plasmafraksjonerte produkter. Mens administrasjonen av en genetisk fremstilt analog hvis sekundære eller tertiære struktur er tilstrekkelig forskjellig fra naturlig faktor VIII-C, kan føre til
et immunsvar, ventes ikke naturlige analoger å utløse dette svar. Genetisk fremstilte analoger med faktor VIII-C vil derfor kunne tilveiebringe et pålitelig og lett tilgjengelig, terapeutisk middel for anvendelse i behandlingen av hemofili.
Ved å erkjenne og overvinne de ovenfor beskrevne problemer, har den foreliggende oppfinnelse gjort det mulig å tilveiebringe store mengder lett tilgjengelige faktor VIII-C-analoger. Dette er oppnådd med nucleinsyrer og antistoffer som reagerer spesifikt med den faktor VIII-C-analoge kodingssekvens av det faktor VIII-C-analoge proteinmolekyl eller faktor VIII-C-proteinmolekylet (eller fragmenter derav); ved anvendelse av rekombinant DNA-teknologi for å fremstille klonings-uttrykksmidler som koder for faktor VIII-C-analogene, og fremgangsmåter for sikteana-lyse/isolering for gjenvinnelse av human faktor VIII-C-analoger vesentlig uten innhold av andre proteiner av human opprinnelse.
Følgelig tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse human faktor VIII-C-analoger eller de fragmenter som er vesentlig uten innhold av andre proteiner av human opprinnelse.
Faktor VIII-C-analogene fremstilles ved rekombinant DNA-teknikker i vertceller eller andre selvkopierende systemer og tilveiebringes i vesentlig ren tilstand. Det tilveiebringes også fremgangsmåter og forbindelser for fremstilling av de ovenfor beskrevne faktor VIII-C-analoger såvel som terapeutiske forbindelser og anvendelser for faktor VIII-C-analogene eller underenhetene, i behandlingen av koagulasjonssykdommer hos mennesker og dyr.
Oppfinnelsen tilveiebringer videre replikerbare ekspresjonsvektorer inkorporert med en DNA-sekvens som koder for faktor VIII-C-analoger og vertcelle eller cellefrie, selvreplikerende systemer som er transformert eller trans-fisert derved. Vertsystemet er vanligvis av prokaryotisk opprinnelse, f.eks. E. coli eller B. subtilis, eller eukaryotiske celler.
Faktor VIII-C-analogene fremstilles ved en fremgangsmåte som innbefatter (a) fremstilling av en replikerbar ekspresjonsvektor som er i stand til å uttrykke DNA-sekvensen som koder for en faktor VIII-C-analog i en egnet vertcelle eller et cellefritt, replikerende system; (b) transformasjon av dette vertsystemet for å erholde et rekombinant vertsystem; (c) opprettholdelse av dette rekombinante vertsystem under betingelser som muliggjør ekspresjon av DNA-sekvensen som koder for faktor VIII-C-analogen slik at denne fremstilles; og (d) utvinning av faktor VIII-C-analogen. Den replikerbare ekspresjonsvektor som koder for faktor VIII-C-analogen, fremstilles fra en dobbelttrådet, komplementær DNA- (ds-cDNA) forbindelse som er typisk for et budbringer-RNA-forråd inneholdende budbringer for faktor VIII-C og som inkorporerer DNA fra ds-cDNA-forrådet i replikerbare ekspresjonsvektorer. Den foretrukne fremgangsmåte for utvinning av faktor VIII-C-analoger innbefatter omsetning av proteinene uttrykt ved det rekombinante vertsystem med en reaksjonsblanding som innbefatter minst ett bindingsprotein spesifikt for faktor VIII-C-analogen.
I de medfølgende tegninger viser figur 1 fremstilling av cDNA fra mRNA. Figur 2 viser fremstilling av et cDNA-bibliotek og derpå følgende utsortering med henblikk på FVIIIC-spesifikke kloner. Figur 3 er et diagram som viser sammensetningen av faktor VIII-C med full lengde. Figur 4A viser tegningen av et faktor VIII-protein. Figur 4B viser den komplette faktor VIII-cDNA og den følgende variant. Figurene 5-9 viser DNA-sekvensen av sammensatt faktor VIII-C i full lengde. Figurene 10-14 viser DNA-sekvensen av naturlig forekommende faktor VIII-C-analog med utslettelse av Exon 4. Figurene 15-18 viser DNA-sekvensen av genetisk fremstilt faktor VIII-C-analog med en større del av Exon 14 utslettet. Figurene 19-22 viser DNA-sekvensen av genetisk fremstilt faktor VIII-C-analog med utslettelse av Exon 4 og 14. Figur 23 viser plasmider anvendt i den foreliggende oppfinnelse.
Figur 24 viser plasmid pl82-4-ATG-C.
Figur 25 viser plasmider p-261-26 og pl88-3.
"Faktor VIII-C-analog" som anvendt heri, betegner humane faktor VIII-C-analoger, eller underenheter derav, fremstilt i in vitro celledyrkningssystemer, i bioaktive former med evne til å sette i gang blodkoagulasjon på samme måte som faktor VIII-C som naturlig er til stede i humant plasma.
Analoger med faktor VIII-C-analoger kan være til stede i naturen. Disse variasjoner kan karakteriseres ved forskjell(er) i nucleotidsekvensen av det strukturelle gen som koder for proteiner med den samme biologiske funksjon. Disse variasjoner kan også oppstå fra vekslende mRNA-spleisingsmønstre. Det er mulig å fremstille analoger med en enkel eller mange aminosyresubstitusjoner, utslettelser, addisjoner, eller erstatninger. Alle slike variasjoner, modifikasjoner og analoger (naturlig avledet, syntetisk eller genetisk fremstilt) som gir som følger derivater av faktor VIII-C som bibeholder de biologisk aktive egenskaper til naturlig faktor VIII-C, er innbefattet innen rammen av den foreliggende oppfinnelse. Analogen kan være et rekombinant-avledet protein som er identisk med analoger identifisert i cDNA-biblioteker, eller nylig fremstilte analoger som ikke har noen motstykker in vivo.
"Ekspresjonsvektorer" angår vektorer som er i stand til å transkribere og oversette DNA-sekvenser inneholdt deri, hvor slike sekvenser er bundet til andre regulerende sekvenser som er i stand til å utføre sin ekspresjon. Disse ekspresjonsvektorer må være replikerbare i vert-organismene eller systemene enten som episomer, bakteriofager, eller som en uløselig del av det kromosomale DNA.
En ekspresjonsvektor som er spesielt egnet for fremstilling av human faktor VIII-C-analoger, er bakteriofager som er vira som vanligvis holder til i og replikerer i bakterier. Spesielt egnede fager for dette formål er lambda 9^-^ q~°9gt^-fagen, beskrevet av Young og Davis, supra. Lamba gt^1er en generell rekombinant DNA-ekspresjonsvektor som er i stand til å fremstille polypeptider spesifisert av det inn-satte DNA.
For å oppnå minst mulig nedbrytning ved tilførsel av en syntetisk analog med lactose (IPTG), syntetiseres fremmede proteiner eller deler derav sammensmeltet med det prokaryotiske protein B-galactosidase.Anvendelsen av vertceller som mangler nedbrytningsveier for protein, kan også øke levetiden av nye proteiner fremstilt fra de tilførte lambda gt-^-kloner. Riktig ekspresjon av fremmed DNA i lambda gt^-kloner avhenger av den riktige orientering og avlesningsramme for det tilføyde DNA med hensyn til B-galactosidasepromoteren og ribosomets bindingssete.
En annen type ekspresjonsvektor som er anvendelig
i rekombinant DNA-teknikker, er et plasmid - en sirkulær, ikke-integrert (ekstra-kromosomal), dobbelttrådet DNA-løkke. Enhver annen form for ekspresjonsvektor som virker på til-svarende måte, er egnet for anvendelse i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse.
Rekombinante vektorer og metodikk fremlagt heri,
er egnet for anvendelse i vertceller som dekker et bredt område av prokaryotiske og eukaryotiske organismer. Prokaryotiske organismer foretrekkes for kloning av DNA-sekvenser og i fremstillingen av vektorer. E. coli K12 stamme HB101 (ATCC nr. 33694) er spesielt egnet. Selvsagt kan andre mikrobielle stammer anvendes, vektorer som inneholder replikasjon og kontrollsekvens som stammer fra arter som er forenlige med vertcellen eller systemet, anvendes i forbindelse med disse verter. Vektoren inneholder vanligvis et begynnelsespunkt for replikasjon og likeledes karakteristika som er i stand til å tilveiebringe fenotypisk utvelgelse i transformerte celler. F.eks. kan E. coli transformeres ved anvendelse av vektoren pBR322 som inneholder gener for ampicillin og tetracyclinresistens [Bolivar, et al., Gene, 2:95 (1977)].
Disse gener for antibiotisk resistens tilveiebringer et middel for å identifisere transformerte celler. Ekspresjonsvektoren kan også inneholde kontrollfaktorer som kan anvendes av vektoren for ekspresjon av dens egne proteiner. Vanlige prokaryotiske kontrollfaktorer anvendt for ekspresjon av fremmede DNA-sekvenser i E. coli, omfatter promoterene og regulatorsekvensene som stammer fra B-galactosidase og tryptofan-(trp) operonene til E. coli, såvel som pR- og pL-promoterene til bakteriofag lambda. Kombinasjoner av disse faktorer er også anvendt (f.eks. TAC som er en sammensmeltning av trp-promoteren med lactose-operatoren). Andre promoterer er også oppdaget og anvendt,
og detaljer angående deres nucleotidsekvenser er publisert, noe som gjør det mulig for en dyktig tekniker å kombinere og nytte dem funksjonelt.
I tillegg til prokaryoter kan eukaryotiske mikrober, som gjærkulturer, også anvendes. Saccharomyces cerevisiae, eller vanlig bakergjær, er den mest vanlig anvendte blant eukaryotiske mikroorganismer, selv om et antall av andre stammer er vanlig tilgjengelige. Egnede promotingssekvenser i gjærvektorer omfatter promoterene til 3-fosfoglycerat-kinase eller andre glycolytiske enzymer. Egnede ekspresjonsvektorer kan inneholde avslutningssignaler som tilveiebringer polyadenylering og avslutning av det klonede gen mRNA. Enhver vektor som inneholder en gjær-forenlig promoter, et begynnelsespunkt for replikasjon og en passende avslut-ningssekvens, er egnet for ekspresjon av faktor VIII-C-analoger .
I tillegg til mikroorganismer kan cellekulturer
som stammer fra flercellulære organismer, også anvendes som verter. I prinsippet er enhver slik cellekultur anvendelig enten den stammer fra hvirveldyr eller hvirvelløse dyr. Imidlertid har celler fra hvirveldyr vært gjenstand for størst interesse, og formering av hvirveldyrceller i kultur (vevskultur) er i de senere år blitt en rutinefremgangsmåte. Eksempler på slike egnede verter er VERO, HeLa, mus C127, kinesisk hamsterovarium (CHO), W138, BHK, COS-7 og MDCK cellelinjer. Ekspresjonsvektorer for slike celler omfatter vanligvis et begynnelsespunkt for replikasjon, en promoter beliggende foran genet som skal uttrykkes, sammen med de
nødvendige ribosom-bindingsseter, RNA-spleisingsseter, polyadenyleringssete og transkripsjonal avslutningsekvens.
For anvendelse i pattedyrceller tilveiebringes ofte kontrollfunksjonene på ekspresjonsvektorene av virusmateriale. F.eks. stammer vanlig anvendte promoterer fra polyoma, Adenovirus 2, og oftest fra Simian Virus 40 (SV40). Videre er det også mulig, og ofte ønskelig, å anvende promoter-eller kontrollsekvenser som er naturlig tilknyttet den ønskede gensekvens forutsatt at slike kontrollsekvenser er forenlige med vertsystemet. For å øke transkripsjonshastig-heten kan eukaryotiske forsterkersekvenser også tilsettes forbindelsen. Disse sekvenser kan erholdes fra mange forskjellige animalske celler, animalske vira eller oncogeniske retrovira slik som musesarcomviruset.
Et begynnelsespunkt for replikasjon kan tilveiebringes enten ved at sammensetningen av vektoren omfatter et eksogent begynnelsespunkt slik som det som tilveiebringes av SV40 eller andre viruskilder, eller det kan tilveiebringes av vertcellens kromosomale replikasjonsmekanisme. Dersom vektoren er integrert i vertcellekromosomet, er den sist beskrevne mulighet tilstrekkelig.
Spesifikt for eksemplet inneholdt i den foreliggende oppfinnelse, er det bovine papillomavirus (BPV). Anvendelse av BPV-DNA som en virusvektor er godt dokumentert og var opprinnelig basert på observasjonen at virusgenomet vedvarer som et ekstrakromosomalt plasmid i transformerte celler (Law, M.-F., D.R. Lowry, I. Dvoretzky og P.M. Howley, Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 7_8_: 2727-2731, 1981). I denne form opprettholdes det klonede gen i en ensartet sekvens-omgivelse av BpV-minikromosomet og dermed elimineres potensielle problemer tilknyttet integreringen av det klonede DNA i inaktive områder av vertkromosomet. Denne egenskap ble fullt utnyttet ved tilveiebringelsen av BPV-skyttelvektorer som er i stand til replikasjon i prokaryotiske og eukaryotiske celler [Sarver, N., J.C. Byrne og
P.M. Howley, Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 79(13):4030-4034, 1982; og Kushner, P.J., B.B. Levinson og H.M. Goodman,
J. Mol. Appl. Genet., JL(6) : 527-528 , 1982 ]. Slike vektorer er effektive ved å styre den regulerte ekspresjon fra induserende promoterer og ved å uttrykke genprodukter bestemt for intra- og ekstracellulær plassering. Vektorer som kan anvendes som egnede startmaterialer for fremstillingen av vektorene ifølge foreliggende oppfinnelse, er beskrevet i US patent 4.419.446, hvis innhold er innbefattet heri ved referanse.
Vertceller kan fremstille human faktor VIII-C-analoger som kan ha mange forskjellige kjemiske sammenset-ninger. Proteinet fremstilles med methionin som dens første aminosyre (tilstedeværende i kraft av ATG-startsignal-kodonet som naturlig er til stede ved begynnelsen av det strukturelle gen) eller føyet inn før et segment av det strukturelle gen). Proteinet kan også være spaltet intra-eller ekstracellulært, derved fremkalles aminosyren som finnes naturlig ved aminoenden av proteinet. Proteinet kan fremstilles sammen med enten dets signal-polypeptid eller et annet, konjugert protein enn det konvensjonelle signal-polypeptid; konjugatets signal-polypeptid er spesifikt spaltbart i en intra- eller ekstracellulær omgivelse. Endelig kan faktor VIII-C-analoger fremstilles ved direkte ekspresjon i fullt utviklet tilstand uten nødvendigheten av å spalte bort noe uvedkommende polypeptid.
Rekombinante vertceller er celler som er transformert med vektorer fremstilt ved anvendelse av rekombinant DNA-fremgangsmåter. Som definert heri, er faktor VIII-C-analoger fremstilt som en konsekvens av denne transformasjon. Faktor VIII-C-analoger eller dens underenheter fremstilt av slike celler, refereres til som "rekombinant faktor VIII-C-analoger".
Fremgangsmåtene beskrevet i det følgende, er bare noen av et stort antall veletablerte fremgangsmåter for å fremstille spesifikke reagenser som er egnet i den foreliggende oppfinnelse. De vanlige fremgangsmåter for erholdelse av en budbringer RNA- (mRNA) blanding er å fremstille en ekstrakt fra en vevsprøve eller å dyrke celler som frem stiller det ønskede protein, og å ekstrahere mRNA ved en fremgangsmåte som den fremlagt av Cirgwin, et al., Biochemistry, 1_8 : 5294 (1979). mRNA anrikes ved poly(A) mRNA-holdig materiale ved kromatografi på oligo- (dT) cellu-lose av poly(U)-Sepharose, etterfulgt av eluering av den poly(A)-holdige mRNA-anrikede fraksjon.
Den ovenfor beskrevne poly(A)-holdige mRNA-anrikede fraksjon anvendes for å syntetisere en enkelttrådet, komplementær cDNA (ss-cDNA) ved anvendelse av revers-transkriptase. Som en følge av DNA-syntese dannes en hårnåls-løkke ved 3'-enden av DNA som vil igangsette syntesen av den andre DNA-tråd. Under egnede betingelser anvendes denne hårnålsløkke for å fremkalle syntese av den andre tråd under tilstedeværelse av DNA-polymerase og nucleotid-trifosfater.
Det dannede dobbelttrådede cDNA (ds-cDNA) føyes inn i ekspresjonsvektoren ved hjelp av hver av mange kjente fremgangsmåter. Vanligvis kan disse fremgangsmåter finnes i Maniatis, supra, og Methods In Enzymology, vol. 65 og 68
(1980); og vol. 100 og 101 (1983). Vanligvis lineariseres vektoren ved hjelp av minst én restriksjonsendonuclease som vil danne minst to butte eller sammenhengende ender. ds-cDNA ligeres med eller føyes sammen med vektor-innføy-elses setet.
Dersom prokaryotiske celler eller andre celler som inneholder betydelige mengder celleveggmateriale anvendes, er den vanligste fremgangsmåte for transformasjon med ekspresjonsvektoren forhåndsbehandling med calciumklorid som beskrevet av Cohen, R.N., et al., Proe. Nat'1. Sei. USA, 6_9:2110 (1972). Dersom celler uten celleveggbarrierer anvendes som vertceller, utføres transfeksjon ved hjelp av calciumfosfat-bunnfellingsfremgangsmåten beskrevet av Graham og Van der Eb, Virology, 6_2 : 456 (1973). Andre fremgangsmåter for innføring av DNA i celler som kjerneinjeksjon eller protoplast-sammensmeltning, er også anvendt med vellykket resultat. Organismene dyrkes deretter i selektive media og proteiner som danner den innkodede ekspresjons-
vektor.
Kloner som inneholder deler av eller hele cDNA som koder for faktor VIII-C-analoger, identifiseres med spesifikke antistoffer rettet mot deler av eller hele det faktor VIII-C-analoge protein. Denne identifiserings fremgangsmåte krever at ds-cDNA føyes inn i en vektor som inneholder egnede regulatoriske nucleinsyresekvenser i direkte tilknytning til innføyelsessetet. Disse regulatoriske sekvenser setter i gang transkripsjon og translasjon av de ds-cDNA-molekyler som er innføyd i vektoren. De kloner som inneholder faktor VIII-C-analoge cDNA-sekvenser korrekt plassert i forhold til de regulatoriske sekvenser, syntetiserer deler av eller hele det faktor VIII-C-analoge protein. Slike kloner påvises ved anvendelse av egnede, spesifikke antistoffer. Et slikt kloningssystem er lambda gen-systemet som først ble beskrevet av Young og Davis, supra.
Kloner som inneholder den fullstendige sekvens for faktor VIII-C-analoger, identifiseres ved anvendelse av cDNA-innføyelsen av de faktor VIII-C-analoge rekombinanter isolert i løpet av den innledende utsortering av det rekombinante lambda gt-^-cDNA-bibliotek som en probe. Fremgangsmåter for bestemmelse av nucleotidsekvenser anvendes for å bestemme sekvensen av aminosyrer som er innkodet av cDNA-fragmentene. Denne informasjon kan anvendes for å bestemme identiteten av cDNA-kloner som spesifikke for human faktor VIII-C-analoger ved sammenligning med den kjente aminosyresekvens for aminoenden i faktor VIII-C (Gitshier et al., og Wood et al., supra). Alternativt kan identifikasjon bekreftes ved anvendelse av fremgangsmåter som "Northern blot"-analyser og hybrid-utvalgt translasjon, eller ved sammenligning med faktor VIII-C-kloner fra andre arter, f.eks. mus og rotte.
Detaljert beskrivelse av tegningene
Figur 4
Tegning av FVIII cDNA- variant ( delta FVIII)
A. FVIII protein: Den øverste figur avbilder det fullstendige FVIII-proteinmolekyl med de forskjellige A-, B- og C-områder. Den nedre figur avbilder det konstruerte, beskårede delta FVIII-proteinmolekyl. B-området er fritt for aminosyrerester 747-1560. Trombin-spaltningssetene som avbilder B-området (740/741 og 1689/1690), forblir intakte.
B. FVIII- cDNA: Den øverste linje viser det fullstendige FVIII-cDNA som starter ved methionin-innlednings-kodonet (ATG) og ender ved translasjons-avslutningskodonet (TGA). Restriksjonssetene EcoRl, Sphl og BamHl angir posisjonene anvendt for å konstruere det utslettede (delta FVIII)-cDNA.
Den nedre figur viser den dannede variant. Den utslettede variant (delta FVIII) inneholder en intern, tilgrensende utslettelse som spenner over nucleotidene nt 2296-4737 (se figur 15-18).
Figur 23
Et cDNA-bibliotek ble bygget opp i lambda gtll fra polyA-utvalgt RNA (Ricca, upublisert) fra voksen lever, og en serie av overlappende kloner omfattende alle utenom - 500 bp av EX14-området, ble identifisert og sekvensbestemt. Et genomlignende klon med - 3000 bp omspennende det manglende område, ble isolert i EMBL3. Dette genomlignende klon og de egnede cDNA-kloner ble satt sammen til FVIII med full lengde inneholdende alle 26 exoner, og klonet i pGEM2 (Promega). Det dannede plasmid ble betegnet pl81-7. De følgende plasmider beskriver det anvendte oppbygningsskjerna for å frembringe en utslettelse i exon 14-området av FVIII DNA. Nummereringssystemet som anvendes overalt, baseres på at bp nr. 1 representerer A i ATG-translasjons-innledningskodonet.
pl59-l: Dette plasmid inneholder det fullstendige 5'-område (4744 bp) av FVIII og i tillegg 20 bp i motsatt retning av ATG-startkodonet. 5'-enden er modifisert til et Xhol-gjenkjennelsessete med syntetiske linkere (sam-
arbeidende forskning) for etterfølgende kloning. 3<1->enden er avgrenset av FVIII BamHl-sete (nt 4744).
pl67-2: pl59-l ble spaltet for å kompletteres med Sphl (nt 3936) etterfulgt av en delvis fordøyelse med EcoRl (nt 2290). Det påfølgende mellomrom ble fylt igjen med det følgende syntetiske oligonucleotid inneholdende kohesive EcoRl- og Sphl-ender (5-3) og et internt BamHl-sete :
Sekvensen fra EcoRl-til BamHl-setene er identisk
med nucleotider 2290-2295 etterfulgt av nucleotider 4738-4744 i FVIII-kart.
pl82-4: Et plasmid inneholdende det fullstendig sammensatte FVIII-cDNA (pl81-7), ble spaltet med BamHl, og det dannede, store fragment, fritt for det interne BamHl-fragment (nt 1870-4744), ble renset to ganger elektroforetisk i agarosegel og gjenvunnet ved elektroeluering. Plasmid pl67-x ble spaltet med BamHl, det lille, interne fragment inneholdende utslettelsen i exon 14, ble renset på lignende måte og deretter ligert til det store BamHl-fragment av pl81-7. DNA ble anvendt for å transformere kompetent E. coli HB101 og plasmid-DNA isolert fra flere ampicillin-resistente transformanter analysert ved restriksjonskart-legging, for å identifisere plasmider som skjuler den muterte DNA med BamHl-fragmentet i den riktige orientering. Plasmid-DNA ble renset, og sekvensen tvers igjennom det muterte område ble bekreftet ved hjelp av Maxam Gilbert-sekvensbestemmelse. De tydelige karakteristiske trekk for pl82-x omfatter en 2442 bp intern utslettelse i exon 14
(nt 2296-4737); 20 bp i motsatt retning og 214 bp i samme retning i forhold til FVIIIC-kodingsområdet, og et Xhol-sete ved 5'- og 3'-endene.
Figur 24
pl82-4-ATG-C: For å øke translasjonseffektiviteten ble området som omgir ATC-kodonet, erstattet med syntetisk oligonucleotid tilpasset en alminnelig godtatt 'AUG'-sekvens (Kozak 1984), men forøvrig identisk med FVIII-sekvensen. Dette ble oppnådd ved spaltning av pl82-4 ved Aatll-setet beliggende i pGEM2-sekvensen i motsatt retning av FVTII-innføyelsen, og Sacl (nt 15, figur 2). Det store fragment som manglet AatII/Sacl-fragmentet, ble renset og ligert til det syntetiske oligonucleotid vist nedenunder, som inneholder en intern, alminnelig godtatt ATG-sekvens, kohesive Aatll- og Sacl-terminaler (5-3) og internt Xhol-sete 20 bp i motsatt retning av ATG-kodonet
Figur 25
p-261-26: delta FVTII-innføyelsen ble gjenvunnet som et Xhol-fragment fra pl82-4-ATG-C og klonet i BPV-skyttelvektor pl43-7. Den dannede, rekombinante vektor, p261-26, inneholder de følgende genetiske bestanddeler beskrevet i retning mot urviseren: BPV-genom manglende 1485 bp fra dets ikke-transformerende område (nt 5473-6958 i BPV-kart, Chen, 1982); PML2d-sekvens, Moloney murint sarcom-virus(MSV)-forsterker; etterfulgt av muse-metallothionein-promoter (begge beskrevet i Sarver, et al., 1985); delta FVIII DNA-innføyelse fra pl82-ATG-C; og RNA-utviklende signaler fra SV40-genom (beskrevet i Sarver, et al., 1985).
pl88-3: Denne ekspresjonsvektor er identisk med p261-26 med unntak av at en FVIII cDNA-innføyelse (fra pl82-4) er tilstede i full lengde istedenfor den utslettede versjon.
Supernatante medier fra vilkårlig utvalgte transformerte linjer ble analysert med henblikk på delta FVIII biologisk aktivitet, definert som aktivitet som vil korrigere koagulasjonsdefekten i FVIII-manglende plasma. Akti-viteten uttrykkes som koagulasjonstiden påkrevet for dannelsen av en synlig fibrinklump i faktor Vlll-manglende plasma ved tilsetningen av prøver inneholdende faktor VIII-aktivitet. En kortere koagulasjonstid viser en større faktor Vlll-aktivitet i en gitt prøve. Anvendt i forbindelse med referanseprøver med kjente aktivitetsnivåer (U/ml), avpasses koagulasjonstiden til faktor VIII-C-aktivitets-nivået. Som vist ovenfor, varierer koagulasjonsaktivi-tetene i disse isolater fra 0,93-1,325 U/ml medier. Normale nivåer av sirkulerende FVIII er definert som 1 U/ml.
Det rekombinante delta FVIII-protein ble også vist
å kunne nøytraliseres av monoklonalt antistoff rettet mot 72 kd carboxy-underenheten av proteinet, og inhiberes av EDTA (SmM) som skyldes chelatering av CA + 2-ioner som er nødvendige for assosiasjonen av de forskjellige peptider i de aktive molekyler, og å aktiveres av trombin (ti ganger økning i aktivitet innen ett minutts inkubasjon ved 37°C).
Beskrivelse av koagulasjonsbestemmelse
1. Fremstilling av reagenser: Alle bestemmelser ble utført i 12 x 75 polystyrenrør (American Scientific
Products) . Faktor VTII-C-manglende plasma (George King Biomedical, Inc., Overland Park, KS) ble fjernet fra dypfryser ved -70°C, tint ved 37°C og overført til 12 x 75 polystyrenrør. Actin (aktivert cefaloplastin, lagret ved 4°C) ble overført til 12 x 75 rør og plassert på is inntil anvendelse. En oppløsning av 35 mM calciumklorid ble forvarmet ved 37°C. Normalt referanseplasma (George King Biomedicals) ble tint eller rekondisjonert på samme måte som med hver giverprøve, og plassert på is inntil anvendelse. 2. Beskrivelse: Umiddelbart før anvendelse ble en egnet fortynning av referanseoppløsningen tillaget i citrat-albuminbuffer (CAB, 14,3 mM Na-citrat/12,8 mM NaCl/6,1 mM Na-azid/0,5% albumin, pH 6,7) som ga en faktor VIII-c-konsentrasjon på 1 U/ml. En ytterligere fortynningsserie på 1:20, 1:40, 1:80 og 1:160 ble tillaget i CAB-oppløsning. Til en kyvette som var forvarmet ved 37°C og i hurtig rekkefølge, ble tilsatt 100 ul faktor VIII-C-manglende plasma, 100 ul actin og 100 pl 1:20 fortynning av referanseoppløsningen. Fremgangsmåten ble gjentatt for de gjenværende fortynninger med 90 sekunders inter-valler .
Hver blanding ble inkubert i nøyaktig 5 minutter. Koagulasjonskaskaden ble igangsatt med tilsetningen av
100 Ul forvarmet calciumklorid (35 mM), og den påkrevede tid for dannelsen av en fibrinklump ble omhyggelig kon-trollert .
Ved analyse av en testprøve med større innhold enn 0,4 U/ml, ble den samme fortynning som for referansen anvendt. Ved prøver som inneholdt mindre enn 0,4 U/ml, ble det anvendt en dobbelt fortynningsserie som startet med 1:5. Alle prøver ble behandlet som beskrevet ovenfor.
3. Beregninger: En standardkurve erholdes ved sammenligning av koagulasjonstider med faktor VIII-C-aktivitet i referanseprøver. Koagulasjonstider ved hver fortynning er inntegnet langs ordinaten på et log-log papir, og de resi- proke verdier av fortynningen er inntegnet langs abscissen. En egnet testlinje inntegnes. De erholdte resultater med prøvene inntegnes i samme grafen, og en mest velegnet linje som også går parallelt med referanselinjen, inntegnes. Forholdet mellom fortynninger for referansen og prøvene som gir den samme koagulasjonstid, bestemmes. Dette forhold multipliseres deretter med den fastsatte aktivitet for referansen for å erholde aktivitet/ml i prøven.
Eksempler
A. Fremstilling av total RNA
Total RNA (budbringer-RNA, ribosomal-RNA og trans-port-RNA) ble ekstrahert fra friske, humane, endotele celler fra navlestrengvene, vesentlig som beskrevet av Chirgwin, supra, (1979). Cellepelleter ble homogenisert i 15 volumer av en oppløsning inneholdende 4 M guanidin-thiocyanat, 25 mM natriumcitrat med pH 7,0, 0,5% N-lauryl-sarcosin, 0,1 M 2-mercaptoethanol og 0,2% "Antifoam A". Homogenatet ble sentrifugert ved 6.000 rpm i en Sorvall GSA rotor i 15 minutter ved 10°C. Den supernatante væske ble justert til pH 5,0 ved tilsetning av eddiksyre, og RNA ble bunnfelt med 0,75 volumer ethanol ved -20°C i 2 timer.
RNA ble oppsamlet ved sentrifugering og oppløst i 7,5 M guanidin-hydroklorid inneholdende 2 mM natriumcitrat og 5 mM dithiotreitol. Etterfulgt av to ytterligere bunnfell-inger ved anvendelse av 0,5 volumer ethanol ble det rester-ende guanidin-hydroklorid ekstrahert fra bunnfallet med absolutt ethanol. RNA ble oppløst i sterilt vann, uopp-løselig materiale ble fjernet ved sentrifugering, og pelleten ble re-ekstrahert med vann. RNA ble justert til 0,2 M kaliumacetat og bunnfelt ved tilsetning av 2,5 volumer ethanol ved -20°C over natten.
B. Fremstilling av poly( A)- holdig RNA
Det totale RNA-bunnfall, fremstilt som beskrevet ovenfor, ble oppløst ved en konsentrasjon av 40 A2gQ-enheter i 20 mM HEPES-buffer (pH 7,2) inneholdende 10 mM EDTA og 1% SDS, oppvarmet til 65°C i 10 minutter, deretter hurtig avkjølt til 25°C. RNA-oppløsningen ble deretter fortynnet med et like stort volum vann, og natriumklorid ble tilsatt for å gi en sluttkonsentrasjon på 300 mM NaCl. Prøver inneholdende inntil 24.000 A„,^enheter RNA, ble kromato-2 60
grafert på poly(U)-Sepharose under anvendelse av standard-fremgangsmåter. Poly(A)-holdig RNA ble eluert med 90% formamid inneholdende 1 mM HEPES buffer (pH 7,2), og 2 mM EDTA. Eluatet ble justert til 0,24 M NaCl, og RNA ble bunnfelt med 2,5 volumer ethanol ved -20°C.
C. Fremstilling av cDNA- kloner i lambda gt-^
De fulgte fremgangsmåter for den enzymatiske reaksjon er vist i figur 1. mRNA (20 ug) ble kopiert inn i ds-cDNA ved hjelp av revers transkriptase og DNA-polymerase I nøyaktig som beskrevet av Buell, et al., supra, og Wildensen, et al., J. Biol. Chem., 253:2483 (1978). ds-cDNA ble avsaltet på "Sephadex" G-50, og de eluerte volumfrak-sjoner ble videre renset på en "Elutip"-D-kolonne (Schleicher&Schuell, Kenne, NH) ved etterfølgelse av fabrikantens anvisninger. ds-cDNA ble gjort butt-endet ved inkubasjon med Sl-nuclease, [Ricca, et al., J. Biol. Chem. 256:10362 (1981)]. Reaksjonsblandingen besto av 0,2 M natriumacetat (pH 4,5), 0,4 (M) natriumklorid, 2,5 mM sink-acetat og 0,1 enhet av Sl nuclease pr. ng ds-cDNA, tillaget til et endelig reaksjonsvolum på 100 ul. ds-cDNA ble inkubert ved 37°C i 1 time, ekstrahert med fenol:kloroform og deretter avsaltet på en "Sephadex G-50" kolonne som beskrevet ovenfor.
ds-cDNA ble deretter behandlet med EcoRI-methylase og DNA-polymerase I (Klenow) under anvendelse av reaksjons-betingelser i Maniatis (supra). cDNA ble nok en gang avsaltet på en "Sephadex" G-50 som beskrevet ovenfor, og deretter ligert til 0,5 g fosforylert EcoRl-linkere ved anvendelse av T^DNA-ligase (Maniatis, supra). DNA som inneholdt mer enn 1.000 baser, ble eluert fra gelen, gjenvunnet
ved binding til en "Elutip"-D-kolonne eluert med 1 M NaCl og deretter oppsamlet ved ethanolbunnfelling.
Som vist i figur 2, ble DNA-fragmentene deretter innføyet i EcoRI-spaltet og fosfatase-behandlet lambda gt-^ ved anvendelse av DNA-ligase for å fremstille et bibliotek med omtrent 12 millioner fat av hvilke 50% inneholder inn-føyelser (dvs. 6 millioner klare plakker på x-gal-plater). Biblioteket ble forsterket ved fremstilling av platelagre
ved 42°C på E. coli Y1088 [supE supF metB trpR hsdR~ hsdm<+>tonA21 strA lacU169 proc::Tn5 (pMC9)]. Forsterkningsfrem-gangsmåter er beskrevet i Maniatis, (supra). Viktige karakteristika for denne stamme, beskrevet av Young og Davis, omfatter (1) supF (påkrevet suppresjon av fag-amber-mutasjonen i S-genet), (2) hsdR hsdm<+>(nødvendig for å forhindre restriksjon av fremmed DNA forut for modifikasjon av verten), (3) lacUl69 (en utslettelse av lac-operonet som reduserer vert-fag-rekombinasjon og som er nødvendig for å skille mellom lambda gt-^rekombinanter og ikke-rekombinanter), og (4) pMC9 (et lacl-bærende pBR322-derivat som undertrykker, i fravær av et induksjonsmiddel, ekspresjonen av fremmede gener som kan være ugunstige for fag og/eller cellevekst). Rekken av det forsterkede bibliotek ble bestemt å være 8 x 10"^ pfu/ml. Albumin cDNA-kloner representerer 3-5% av de klare plakker i biblioteket bedømt ved hjelp av hybridisering med én "nick-translatert albumin-cDNA-klon.
D. Identifikasjon av kloner inneholdende faktor VIII-C-sekvens
For å utsortere fra biblioteket med henblikk på faktor VIII-C antigene determinanter som fremstiller kloner, ble 1,1 x 10 lambda gt.^rekombinant fag (70.000 pfu/plakk, 160 plater), utspredt på et underlag av E. coli Yol090 [lacU'169 proA<+>lon araDl39 strA supF [ trpC22: : TnlO] (pMC9) ] og inkubert ved 42°C i 3 timer. Denne vert mangler lon-protease som derved reduserer nedbrytningen av uttrykt fremmedprotein. Nitrocellulosefiltere som på forhånd var mettet med 10 mM isopropyl-thio-B-d-galactopyranosid (IPTG) og tørket, ble lagt oppå platene. Platene ble deretter overflyttet til en inkubator ved 37°C over natten. Fordi IPTG er et induksjonsmiddel for lacZ-transkripsjon,
er ekspresjonen av fremmed DNA-innføyelser i lambda gt-^ under vanlig kontroll med lacZ-transkripsjon, og er som sådan også indusert. Posisjonen av filtrene ble merket med en nål, filtrene ble fjernet, vasket med TBS-buffer (20 mM Tris,
pH 7,5 og 500 mM NaCl) og inkubert i TBS med tilsetning av 3% gelatin i 30 minutter ved romtemperatur.
Filtrene ble deretter inkubert ved romtemperatur over natten i en 1:100 fortynning av et emu-polyklonalt antistoff rettet mot faktor VIII-C i en buffer bestående av 1% gelatin i TBS. Antistoffet ble fremstilt som beskrevet av Fulcher og Zimmerman, Proe. Nat. Acad. Sei. USA, _7_9:1648 (1984).
Etter 2 gangers vask i 30 minutter med TBS ved romtemperatur ble filtrene deretter inkubert med en 1:200 fortynning av kanin anti-emu IgG. Etter ytterligere to 30 minutters vaskinger med TBS ble filtrene inkubert med en 1:2.000 fortynning av pepperrotperoxydase (HRP)-konjugert geit anti-kanin-antisera (Bio-Rad, Richmond, CA). Filtrene ble deretter inkubert i 2 timer ved romtemperatur og vasket to ganger i 30 minutter i TBS. Filtrene ble inkubert ved romtemperatur i HRP-farvefremkallingsoppløsning som beskrevet i den medfølgende litteratur fra Bio-Rad.
26 antatt positive plakker ble identifisert.
En plugg med diameter 4 mm med beliggenhet ved farve-utviklingssignalet ble fjernet fra platene og inkubert i 10 mM Tris HC1, pH 7,5, og 10 mM MgSO. over natten. Omtrent
•10 3 plakk-dannende enheter (PFU) ble utplatet på nytt på
90 mm plater og utsortert på nytt som beskrevet ovenfor.
5 kloner forble positive gjennom den andre syklus av utsortering. Denne fremgangsmåte med ny utplating og ny utsortering ble gjentatt inntil alle plakker på platen dannet et signal.
Fag-DNA ble isolert fra hver av de 5 kloner. Res triksjonsendonuclease-spaltningsanalyse viste at de 5 kloner var identiske og sannsynligvis fremkom som en artefakt av forsterkningsfremgangsmåten.
cDNA-innføyelsen fra en av klonene ble fjernet ved anvendelse av en kombinasjon av restriksjonsenzymene EcoRl og Pvul. EcoRI-setet til høyre for den klonede cDNA viste seg uventet å mangle i alle 5 kloner; derfor ble Pvul som spalter ved den omtrentlige posisjon 20066 Kb i lambda gt-^, anvendt i kombinasjon med EcoRl. cDNA-innføyelsen (lengde omtrent 1,2 kilobaser) ble subklonet mellom Pvul og EcoRI-setene i pSP64 og deretter anvendt som en probe for
å utsortere fra lambda gt^-biblioteket på nytt og et humant, placentalt genombibliotek fremstilt i bakteriofag EMBL3.
En serie overlappende kloner med utstrekning til 5'-og 3'-retningen av de opprinnelige antistoff-positive kloner, og omfattende faktor VIII-C med full lengde, ble således identifisert. Det fullstendige sett av overlappende kloner ble sekvensanalysert og deretter satt sammen til en cDNA-klon med full lengde, som vist skjematisk i figur 3. DNA-sekvensen av det sammensatte faktor VIII-C kodingsområde med full lengde er gitt i figurene 5-9. Vår betegnelse for denne klon er pd delta BPV/F8C-20 (pl88-3).
Under sammensetningen av faktor VIII-C-sekvensen
med full lengde ble en cDNA-klon identifisert i hvilken nucleotidene som omfatter hele Exon 4 (nucleotider 389-601 i Gitschier, et al., supra), manglet. Utslettelsen kartlagt
i faktor VIII-C-analogen er nøyaktig og komplett ved at den består av 213 basepar som alle omfatter Exon 4. Utslettelsen strekker seg ikke inn i noe annet exon og er ikke en delmengde av Exon 4. I tillegg fører utslettelsen av de 213 basepar til fjernelsen av nøyaktig 71 aminosyrer fra det endelige faktor VIII-C-protein. Således bevarer denne utslettelse den åpne avlesningsramme av cDNA ved at amino-syreinnholdet og sekvensen av den gjenværende del av faktor VIII-C-peptidet er identisk med naturlig faktor VIII-C. Den komplette DNA-sekvens av denne faktor VIII-C-analog
(pd BPV/F8C-20-Ex4) er vist i figurene 10-14.
To kilder for Exon 4-utslettelsen oppdaget i dette cDNA, er mulig: (1) et in vitro artefakt-kloningstilfelle, eller (2) en naturlig forekommende mRNA fra hvilken denne cDNA er transkribert. Artefakte utslettelser er tilfeldige, variable i størrelse og ikke-konserverende. I beste fall fører de til et mutant protein med lignende biologisk virkning som det naturlige protein. Oftest fører de imidlertid til ikke-funksjonelle proteiner eller til for tid-lig avslutning av translasjonsprosessen. Den presise, komplette og konserverende natur av denne utslettelse tyder på at denne cDNA er den reverse transkripsjon av en naturlig forekommende mRNA som fulgte som et resultat av en alternativ in vivo-spleising av faktor VIII-C RNA. Figurene 10-14 avbilder derfor det som antas å være en naturlig forekommende faktor VIII-C-analog.
Andre faktor VIII-C-analoger er fremstilt genetisk. Sekvensen av to slike analoger er gitt i figurene 15-18
og figurene 12-22. Som vist i figurene 4 og 15-18, er det fremstilt en faktor VIII-C-analog DNA hvori nucleotidene 2296-4737 (som nummerert i figurene 5-9) er fjernet. Dette område inneholder en stor del av, men ikke alt, utslettet Exon 14. Utslettelsen er inneholdt i Exon 14-området og innkoder en del av faktor VIII-C-molekylet som er fjernet under trombinaktivering av faktor VIII-C under koagulasjonskaskaden. Vår betegnelse for denne klon er pd delta BPV/delta F8C-ATG-C (26126) .
En andre faktor VIII-C-analog er fremstilt hvori Exon 4-utslettelsen og den fremstilte utslettelse av meste-parten av Exon 14 er kombinert, som fører til cDNA med sekvens vist i figurene 19-22.
E. Fremstilling av ekspresjonsvektor
De sammensatte faktor VIII-C-analoge kodingssekvenser vist i figurene 10-14, figurene 15-18 og figurene 19-22,
ble innføyd i en bovin papillomavirus (BPV)-basert skyttel-vektor fremstilt ved Meloy Laboratories, Inc. Et skjematisk restriksjonskart av den følgende pdBPV/faktor VIII-C-analoge,
rekombinante DNA er vist i figur 25. En detaljert beskrivelse av de generiske bestanddeler i pdBPV/faktor VIII-C-analogen gis i det følgende. Bestanddelene er beskrevet i en retning med urviseren og begynner med 5<1->enden av
BPV DNA.
BPV DNA: Det fullstendige BPV-genom (tidlige og sene områder) fra hvilke sekvensen mellom nucleotider 5463
og 6958 var utslettet, er inneholdt i denne sammensetning. Denne sekvens ble vist å kunne unnværes for cellulær transformasjon og ekstrakromosomal replikasjon (Sarver, upublis-erte resultater). Hindlll-gjenkjennelsessekvensen ved ut-slettelsessetet er fjernet.
pML2Dl: Dette pBR322-derivat mangler sekvensene (1095-2485) som hemmer replikasjon av det prokaryotiske DNA
i pattedyrceller [Lusky og Botchan, Nature 293:79 (1981)]. Det opprinnelige pML2 ble videre modifisert ved utslettelse av sekvensene mellom Hindlll og Sali (hhv. 29 og 651, i pBR322-kartet). Det opprinnelige Hindlll-setet ble omdannet til et BamHl-sete, mens det opprinnelige Sall-sete ble beholdt.
M- MSV- forsterker: Det Moloney murine sarcomavirus-forsterkerfragment strekker seg fra Hinfl (base 141) til Xbal (base 525)-setet i den provirale, lange, terminale gjen-tagelse [ (Dhar, et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 77 : 3937
(1980)]. Begge seter ble omdannet til BamHI-seter med syntetiske linkere for å lette kloning.
M- MT- promoter : Muse-metallothionein-promoteren
er Kpnl [omtrent (-)300] til Bglll [(+)365]-fragmentet med CAP-setet (mRNA-startsete) ved (+)301. Bglll-setet ble omdannet til et Xhol-sete med syntetiske linkere for å lette kloning. Fordi kodingsområdet av M-MT-genet begynner med avlesningsretningen (ved +374) fra 3<1->enden (posisjon +365) av den heri beskrevne promoter, dannes det ingen sammen-smeltningsprodukter.
Faktor VIII- C- analog- innføyelse: Utledning av den fullstendige faktor VIII-C-cDNA (uten de fleste Exon 14-kodingssekvenser) er beskrevet i detalj i avsnitt D ovenfor. Innføyelsen inneholder 20 basepar 5' mot avlesningsretningen av det første ATG-kodon i faktor VIII-C-sekvensen, sekvensen koder for signalpeptidet, kodingsområdet, et translasjons-avslutningskodon, og 214 basepar av faktor VIII-C 3'-flanker-ende sekvenser. Fragmentet avsluttes med et PvuII-sete.
5'- og 3'-endene ble modifisert til Xhol-seter (med hhv. syntetiske oligonucleotider og syntetiske linkere) for å lette etterfølgende kloning. Dette fragment inneholder også en konsensus-ATG-sekvens (M. Kozak nucleic acid Research 12:857-872 (1984)).
SV40 polyadenyleringssete: De SV40-avledede RNA-fremstillende bestanddeler består av et sammensmeltet fragment som omfatter to ikke-tilstøtende områder av SV40-genomet. Et 610 basepar-område (4710 - 4100 på SV40-kartet) inneholder et intron (66 bp) fra det tidlige området av virusgenomet. Dette er sammensmeltet til et baseparfragment med 237 baser (2770 - 2533 på SV40-kartet) som inneholder polyadenyleringssignalet ved posisjon 2586. Bglll-setet ved 5<1->enden ble omdannet til et Xhol-sete med syntetiske linkere for å tillate etterfølgende ligering. BamHI-setet ved 3<1->enden ligeres til BamHl ved 5'-enden av BPV-genomet for å fullstendiggjøre den sirkulære struktur. pd delta BPV/delta FVIII.ATG.c (p261-26) har 15433 basepar.
F. Ekspresjon av faktor VIII- C- analoger i pattedyrceller
Muse-Cl27-celler [Lowry, D.R., et al., J. Virol,2J5-.72 (1978)] ble opprettholdt i Dulbecco modifisert Eagle medium supplert med penicillin (10 U/ml), streptomycin
(100 ug/ml) og 10% varmeinaktivert, bovint fosterserum
(GIBCO).
DNA-transformasjon ble utført ved anvendelse av fremgangsmåten som omfatter bunnfelling med calcium
(Graham og van der Eb, supra) etterfulgt av en dimethyl-sulfoxyd- [Stowe og Wolkie, J. Gen. Virol., 32:447 (1976)] eller glycerol-forsterkning [Frost og Williams, Virology, £1:39-50 (1978)]. En 2X DNA-CaCl2-oppløsning [1 mM Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan (Tris) (pH 7,9), 0,1 mM
ethylendiamintetraacetat (EDTA), 250 mM CaCl2, 25 ug kalve-thymus-DNA pr. ml, 2,5 ug rekombinant DNA pr. ml] ble tilsatt til et likt volum 2X HBS-oppløsning (IX HBS = 140 mM NaCl,
25 mM HEPES [N-2-hydroxyethylpiperazin-N'-2-ethansulfonsyre], 0,75 mM natriumfosfat, pH 7,1), og DNA-bunnfallet ble til-
latt å dannes ved romtemperatur i løpet av en 45 minutters periode. Porsjoner som representerer 1 ug av det rekombinante DNA, ble tilsatt til cellekulturene i 60 mm petri-skåler inneholdende 4 ml friskt medium, og inkubasjon ble opprettholdt ved 37°C i 4 timer. Etter at mediet ble skiftet, ble cellene behandlet enten med 1 ml 25% dimethyl-sulfoxyd i HBS i 4 minutter ved romtemperatur, eller med 15% glycerol i HBS i 2 minutter ved romtemperatur. Mono-
lagene ble på nytt vasket og på nytt tilført næring med friskt medium.
Tilstedeværelsen av faktor VIII-C-analog cDNA i fremstilte celler ble bekreftet ved ti Southern blot f-DNA-
analyse, og sekvensen ble bekreftet ved den dideoxy-kjede-avsluttende DNA-sekvensanalyseteknikk [Sanger, et al.,
Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 7^4 : 5463-5467 (1977)]. Ekspresjon
av faktor VIII-C-anlogt protein ble bekreftet ved "Northern blot"-RNA-analyse og ved in vitro translasjon av RNA. RNA ble enten utvunnet fra faktor VIII-C-analoge fremstilte celler, eller ble erholdt fra et in vitro transkripsjonssystem basert på SP6-fremgangsmåten [Melton, et al., Nuc. Acids Res., L2:7035-7056 (1984)]. Dette ble etterfulgt av immun-bunnfellinger, konkurrerende bunnfelling av ekstracellulære og intracellulære proteiner fremstilt av rekombinante celler, koagulasjonsbestemmelser og bestemmelser av biologisk aktivitet.
Deponering av stammer anvendelige ved utøvelse av den foreliggende oppfinnelse
En deponering av biologisk rene kulturer av følgende stammer ble gjort hos American Type Culture Collection,
12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland, og det angitte deponeringsnummer ble anført etter vellykket testing av levedyktighet. Adgang til denne kultur vil være tilgjengelig
mens søknaden om patent pågår, for den som får tillatelse av det ovenfor nevnte Culture Collection byrå. Denne kultur vil forbli permanent tilgjengelig i et tidsrom på minst 5 år etter den siste anmodning om levering av en prøve, og i alle tilfelle i en periode på minst 30 år etter deponerings-datoen. Dersom kulturen skulle bli ikke-levedyktig eller uforvarende bli ødelagt, vil den erstattes med en levedyktig kultur(er) med den samme taksonomiske beskrivelse.
Vedlagt samtidig med innsendelse av denne søknad under de ovenfor nevnte betingelser: pd delta BPV/delta F8C-ATG-C (p261-26).

Claims (13)

1. Human faktor VIII-C-analog, karakterisert ved at den ikke inneholder andre proteiner av human opprinnelse.
2. Human faktor VIII-C-analog ifølge krav 1, karakterisert ved at sekvensen av genet som koder for analogen, fremlegges i figurene 10-14.
3. Human faktor VIII-C-analog ifølge krav 1, karakterisert ved at sekvensen av genet som koder for analogen, fremlegges i figurene 15-18.
4. Human faktor VIII-C-analog ifølge krav 1, karakterisert ved at sekvensen av genet som koder for analogen, fremlegges i figurene 19-22.
5. Human faktor VIII-C-analog ifølge krav 1, karakterisert ved at sekvensen av genet som koder for analogen, fremlegges i figurene 5-9 med unntak av ett eller flere exoner eller deler derav.
6. En cDNA-klon, karakterisert ved den fullstendige sekvens for analogen ifølge krav 1.
7. En cDNA-klon, karakterisert ved den fullstendige sekvens for analogen ifølge krav 2, 3 eller 4.
8. En cDNA-klon, karakterisert ved den fullstendige sekvens for analogen ifølge krav 5.
9. En selv-replikerende ekspresjonsvektor, karakterisert ved at den er i stand til å uttrykke, i et in vitro dyrkningssystem, analogen ifølge krav 1 (p. 261-118).
10. Et celle- eller cellefritt, selv-replikerende system, karakterisert ved at det er transformert med vektoren ifølge krav 9.
11. Fremgangsmåte for fremstilling av faktor VIII-C-analoger , karakterisert ved (a) fremstilling av en replikerbar ekspresjonsvektor som er i stand til å uttrykke DNA-sekvensen som koder for en faktor VIII-C-analog i en egnet vertcelle eller i et egnet, cellefritt, replikerende system; (b) transformasjon av vertsystemet til et rekombinant vertsystem; (c) opprettholdelse av det rekombinante vertsystem under betingelser som muliggjør ekspresjon av DNA-sekvensen som koder for faktor VIII-C-analogen slik at denne fremstilles; og (d) utvinning av faktor VIII-C-analogen.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at DNA-sekvensen som koder for faktor VIII-C-analogen, er som fremlagt i figurene 5-9 med unntak av ett eller flere exoner eller deler derav.
13. Fremgangsmåte ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at DNA-sekvensen som koder for faktor VIII-C-analogen, er som fremlagt i figurene 10-14, 15-18 eller 19-22.
NO874292A 1986-10-15 1987-10-14 Fremgangsmaate for fremstilling av forbindelser som er analoge med faktor viii-c. NO874292L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US91915386A 1986-10-15 1986-10-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO874292D0 NO874292D0 (no) 1987-10-14
NO874292L true NO874292L (no) 1988-04-18

Family

ID=25441601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO874292A NO874292L (no) 1986-10-15 1987-10-14 Fremgangsmaate for fremstilling av forbindelser som er analoge med faktor viii-c.

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0265778A1 (no)
JP (1) JPS6456696A (no)
AU (1) AU614497B2 (no)
DK (1) DK539587A (no)
FI (1) FI874546A (no)
IL (1) IL84168A0 (no)
NO (1) NO874292L (no)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910006424B1 (ko) * 1985-08-21 1991-08-24 인코텍스 비.브이 편성브리프(brief) 제조방법
US5198349A (en) * 1986-01-03 1993-03-30 Genetics Institute, Inc. Method for producing factor VIII:C and analogs
US5595886A (en) * 1986-01-27 1997-01-21 Chiron Corporation Protein complexes having Factor VIII:C activity and production thereof
US6060447A (en) * 1987-05-19 2000-05-09 Chiron Corporation Protein complexes having Factor VIII:C activity and production thereof
US6346513B1 (en) 1987-06-12 2002-02-12 Baxter Trading Gmbh Proteins with factor VIII activity: process for their preparation using genetically-engineered cells and pharmaceutical compositions containing them
IE69026B1 (en) * 1987-06-12 1996-08-07 Immuno Ag Novel proteins with factor VIII activity process for their preparation using genetically-engineered cells and pharmaceutical compositions containing them
EP0294910B1 (en) * 1987-06-12 1996-09-11 Immuno Ag Novel proteins with factor VIII activity, process for their preparation using genetically engineered cells and pharmaceutical compositions containing them
FR2619314B1 (fr) * 1987-08-11 1990-06-15 Transgene Sa Analogue du facteur viii, procede de preparation et composition pharmaceutique le contenant
JP2810744B2 (ja) * 1989-07-04 1998-10-15 ノボ ノルディスク アクティーゼルスカブ F▲viii▼活性を有する蛋白質および/またはf▲viii▼誘導体の製造法
DK53792D0 (da) * 1992-04-24 1992-04-24 Novo Nordisk As Fremgangsmaade til fremstilling af proteiner
EP1707634A1 (en) 2005-03-29 2006-10-04 Octapharma AG Method for isolation of recombinantly produced proteins
EP1739179A1 (en) 2005-06-30 2007-01-03 Octapharma AG Serum-free stable transfection and production of recombinant human proteins in human cell lines
WO2011095604A1 (en) 2010-02-04 2011-08-11 Octapharma Biopharmaceuticals Gmbh Half-life prolongation of proteins
KR20140084208A (ko) 2011-10-18 2014-07-04 시에스엘 리미티드 정제된 인자 viii의 재구성 후의 안정성을 향상시키는 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE122004000028I1 (de) * 1984-01-12 2004-09-30 Chiron Corp F}r Faktor-VIIIc kodierende DNA-Sequenzen und verwandte DNA-Konstruktionen.
ATE72838T1 (de) * 1985-04-12 1992-03-15 Genetics Inst Neue prokoagulierungsproteine.
IL83192A (en) * 1986-07-18 1992-11-15 Gist Brocades Nv Method for the preparation of proteins with factor viii activity by microbial host cells;expression vectors,host cells,antibodies

Also Published As

Publication number Publication date
AU614497B2 (en) 1991-09-05
FI874546A (fi) 1988-04-16
AU7981687A (en) 1988-04-21
IL84168A0 (en) 1988-03-31
FI874546A0 (fi) 1987-10-15
DK539587A (da) 1988-04-16
EP0265778A1 (en) 1988-05-04
DK539587D0 (da) 1987-10-15
NO874292D0 (no) 1987-10-14
JPS6456696A (en) 1989-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0090505B1 (en) Human antithrombin iii, dna sequences therefor, expression vehicles and cloning vectors containing such sequences and cell cultures transformed thereby, a process for expressing human antithrombin iii, and pharmaceutical compositions comprising it
DK175807B1 (da) Fremgangsmåde til fremstilling af human vækstfaktor fra endotheliale celler
KR970002915B1 (ko) 제ⅷ인자 활성을 가지는 신규한 단백질 : 유전공학-제조 세포를 사용하는 그의 제조방법 및 그것을 함유하는 의약 조성물
Verweij et al. Full‐length von Willebrand factor (vWF) cDNA encodes a highly repetitive protein considerably larger than the mature vWF subunit.
Tillmann et al. cDNA clones of the auxin‐binding protein from corn coleoptiles (Zea mays L.): isolation and characterization by immunological methods.
US5700778A (en) Conotoxins I
US4689318A (en) GRF analogs
US5149637A (en) Recombinant Factor VIIIC fragments
NO874292L (no) Fremgangsmaate for fremstilling av forbindelser som er analoge med faktor viii-c.
US4517294A (en) Human antithrombin III
NO179253B (no) Rekombinant DNA-sekvens som koder for humant proapolipoprotein A-I, ekspresjonsvektorer, cellekulturer samt fremgangsmåte for fremstilling av proteinet
NO309041B1 (no) DNA-sekvens, rekombinant ekspresjonsvektor og vertscelle omfattende DNA-sekvensen, samt fremgangsmÕte for fremstilling av human faktor VIII-derivat
EP0255771A1 (en) Recombinant dna encoding mature human protein s.
NO308174B1 (no) DNA-sekvens som koder for et biologisk aktivt rekombinant menneskefaktor VIII-derivat, rekombinant ekspresjonsvektor og vertscelle omfattende DNA-sekvensen, samt fremgangsmÕte for fremstilling av menneskefaktor VIII-derivat
NO305211B1 (no) DNA-segment som koder for et l°selig human vevsfaktor-tungkjedeprotein, samt rekombinant DNA-molekyl omfattende segmentet
US4886748A (en) DNA encoding flagellin and vector having the same
JPH09135691A (ja) 牛のプレ成長および成長ホルモンの製造方法
CZ171492A3 (en) Polypeptide, process of its preparation, pharmaceutical composition containing thereof and its use as an intermediate for insulin preparation
US5238919A (en) Peptides that inhibit von Willebrand Factor binding to the platelet SPIB receptor
US4980456A (en) Recombinant factor VIIIC derived fragments
US5900476A (en) Therapeutic domains of van Willebrand factor
US5777073A (en) Cyclic CRF antagonist peptides
AU665034B2 (en) Production of human parathyroid hormone from microorganisms
US4632981A (en) Human antithrombin III
JPS6122023A (ja) ヒト因子8−cとこれを作る製法及び組成物