PL208221B1 - Zastosowanie białka lub peptydu do wyrażania in vitro białka lub peptydu antygenowego albo jego antygenowej części na powierzchni komórki, oraz odpowiednie sposoby, kompozycje, komórki i zastosowanie medyczne - Google Patents

Zastosowanie białka lub peptydu do wyrażania in vitro białka lub peptydu antygenowego albo jego antygenowej części na powierzchni komórki, oraz odpowiednie sposoby, kompozycje, komórki i zastosowanie medyczne

Info

Publication number
PL208221B1
PL208221B1 PL355015A PL35501500A PL208221B1 PL 208221 B1 PL208221 B1 PL 208221B1 PL 355015 A PL355015 A PL 355015A PL 35501500 A PL35501500 A PL 35501500A PL 208221 B1 PL208221 B1 PL 208221B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
peptide
cell
antigenic
cells
protein
Prior art date
Application number
PL355015A
Other languages
English (en)
Other versions
PL355015A1 (pl
Inventor
Kristian Berg
Torunn E. Tjelle
Anders Høgset
Lina Prasmickaite
Original Assignee
Photocure Asa
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 Photocure Asa filed Critical Photocure Asa
Publication of PL355015A1 publication Critical patent/PL355015A1/pl
Publication of PL208221B1 publication Critical patent/PL208221B1/pl

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/0005Vertebrate antigens
    • A61K39/0011Cancer antigens
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N5/0613Apparatus adapted for a specific treatment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/12Antivirals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/02Immunomodulators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N13/00Treatment of microorganisms or enzymes with electrical or wave energy, e.g. magnetism, sonic waves
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0693Tumour cells; Cancer cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/51Medicinal preparations containing antigens or antibodies comprising whole cells, viruses or DNA/RNA
    • A61K2039/515Animal cells
    • A61K2039/5152Tumor cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/51Medicinal preparations containing antigens or antibodies comprising whole cells, viruses or DNA/RNA
    • A61K2039/515Animal cells
    • A61K2039/5156Animal cells expressing foreign proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/999Small molecules not provided for elsewhere

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie białka lub peptydu do wyrażania in vitro białka lub peptydu antygenowego albo jego antygenowej części na powierzchni komórki, oraz odpowiednie sposoby, kompozycje, komórki i zastosowania medyczne. W szczególności niniejszy wynalazek wykorzystuje działanie fotodynamicznego (PDT od ang. photodynamic treatment) do wprowadzania składników szczepionki do komórek w celu uzyskania prezentacji antygenu.
Większość cząsteczek nie przechodzi łatwo przez błony komórkowe. Metody wprowadzania cząsteczek do cytosolu żywych komórek są przydatnymi narzędziami do manipulowania i badania procesów biologicznych. Do najczęściej stosowanych obecnie metod należą: mikroiniekcja, fuzja za pośrednictwem cieni czerwonych krwinek oraz fuzja liposomów, osmotyczna liza pinosomów, podawanie poprzez drapanie, elektroporacja, transfekcja za pośrednictwem fosforanu wapnia i wirusów. Techniki te są przydatne do badania komórek w hodowli, jakkolwiek w wielu przypadkach mogą być niepraktyczne, czasochłonne, niewydajne albo mogą w znacznym stopniu wywoływać śmierć komórek. A zatem takie techniki nie są optymalne do stosowania w biologicznych albo medycznych badaniach, albo w terapiach, gdzie wymagane jest, aby komórki podostawały żywe i/lub funkcjonalne.
Dobrze wiadomo, że porfiryny i wiele innych fotouczulających związków może indukować efekty cytotoksyczne w komórkach i tkankach. Efekty te są oparte na fakcie, że po ekspozycji na światło związek fotouczulający może stać się toksyczny albo może uwalniać substancje toksyczne, takie jak singletowy O albo inne utleniające rodniki, które uszkadzają materiał komórkowy albo biocząsteczki, łącznie z błonami i strukturami komórkowymi, a takie uszkodzenia komórek albo błon mogą w rezultacie zabijać komórki. Efekty te można wykorzystać w leczeniu różnych nieprawidłowości i chorób, w szczególnoś ci chorób nowotworowych. Leczenie to jest nazwane terapią fotodynamiczną (PDT) i obejmuje podawanie czynników fotouczulają cych (fotochemioterapeutycznych) do dotknię tych obszarów ciała, a następnie ekspozycję na działanie fotoaktywującego promieniowania w celu aktywowania czynników fotouczulających i przekształcenia ich w postać cytotoksyczną, dzięki czemu dotknięte komórki są zabijane albo zmniejsza się ich potencjał proliferacyjny. Znane są czynniki fotouczulające, które będą lokalizować się preferencyjnie albo selektywnie w pożądanym miejscu docelowym np. nowotworze albo innej zmianie chorobowej.
Znanych jest cały szereg związków fotouczulających. Należą do nich w szczególności psoraleny, porfiryny, chloryny i ftalocyjaniny. Takie leki stają się toksyczne w wyniku ekspozycji na światło.
Leki fotouczulające mogą działać poprzez różne mechanizmy, bezpośrednio albo pośrednio. A zatem, przykładowo, niektóre czynniki fotouczulające stają się bezpośrednio toksyczne po zaktywowaniu przez światło, podczas gdy inne działają wytwarzając toksyczne związki np. utleniacze, takie jak tlen singletowy albo inne pochodzące od tlenu wolne rodniki, które są niezwykle szkodliwe dla materiału komórkowego i biocząsteczek, takich jak lipidy, białka i kwasy nukleinowe.
Porfirynowe czynniki fotouczulające działają pośrednio poprzez wytwarzanie toksycznych związków tlenu i są postrzegane jako szczególnie korzystni kandydaci do zastosowania w PDT. Porfiryny są naturalnie występującymi prekursorami w syntezie hemu. W szczególności, hem jest wytwarzany, kiedy żelazo (Fe3+) zostanie włączone do protoporfiryny IX (Pp) poprzez działanie enzymu ferrochelatazy. Pp jest niezwykle silnym czynnikiem fotouczulającym, podczas gdy hem nie wykazuje efektu fotouczulającego. Rozmaite czynniki fotouczulające pochodne porfiryny albo z nią spokrewnione są znane i opisane w tej dziedzinie.
Działanie cytotoksyczne zachodzi głównie w oparciu o powstawanie singletowego tlenu. Ten aktywny pośrednik ma bardzo krótki okres półtrwania w komórce (<0,04 μs). A zatem, pierwotny efekt cytotoksyczny PDT następuje w czasie ekspozycji na światło i bardzo blisko miejsc wytwarzania ‘O. ‘O reaguje i utlenia białka (histydynę, tryptofan, metioninę, cysteinę, tyrozynę), DNA (guaninę), nienasycone kwasy tłuszczowe i cholesterol. Jedną z zalet PDT jest, to, że tkanki nie wystawione na światło mogą być pozostawione nienaruszone tj. można uzyskać wybiórczy efekt PDT. Istnieje szeroka dokumentacja dotycząca zastosowania PDT w celu zniszczenia niechcianych populacji komórek, na przykład komórek nowotworowych. Literatura patentowa opisuje wiele związków fotodynamicznych, samych albo w połączeniu z czynnikami kierującymi do celu np. immunoglobulinami skierowanymi wobec determinant receptorowych komórek nowotworowych, czyniąc kompleks bardziej specyficznym tkankowo. Niektóre związki fotochemiczne, takie jak pochodne hematoporfiryny mają ponadto zdolność do zbierania się w komórkach nowotworowych. Takie sposoby i związki są opisano w patencie
PL 208 221 B1 norweskim NO 173319, w norweskich zgłoszeniach patentowych Nr 90 0731, 176 645, 176 947, 180 742, 176 786, 301 981, 30 0499 i 89 1491.
W WO 93/14142 opisany jest system dostarczania leku, który obejmuje czynnik przeciwnowotworowy oraz czynnik fotouczulający (tj. fotouczulacz) połączony z nośnikiem kopolimerowym. Po podaniu taki kompleks wchodzi do wnętrza komórki poprzez pinocytozę albo fagocytozę i lokuje się w endosomach i lizosomach. W lizosomie, wiązanie pomiędzy czynnikiem przeciwnowotworowym i polimerem hydrolizuje i ten pierwszy może biernie dyfundować poprzez błonę lizosomu do cytosolu. Przydatność tego sposobu jest zatem ograniczona do związków drobnocząsteczkowych, które mają zdolność dyfundowania przez błonę lizosomu. Po pozostawieniu pewnego czasu na zajście dyfuzji, stosuje się źródło światła o odpowiedniej długości fali i energii w celu aktywacji związku podlegającego fotoaktywacji. Łączny wpływ czynnika przeciwnowotworowego i czynnika fotouczulającego niszczy komórkę.
Takie metody PDT jak opisano powyżej są zatem przeznaczone do niszczenia struktur komórkowych co prowadzi do śmierci komórki.
WO 96/07432 z drugiej strony dotyczy sposobów, które stosują efekt fotodynamiczny jako mechanizm do wprowadzania cząsteczek inaczej nie przechodzących przez błonę do cytosolu komórki, nie powodujących rozległego uszkodzenia komórki albo śmierci komórki. W tym sposobie, cząsteczka ulega internalizacji (w szczególności „endocytozie”) do wewnątrzkomórkowego pęcherzyka w komórce (np. lizosomu albo endosomu) razem z czynnikiem fotouczulającym. Komórka jest następnie wystawiana na działanie światła fotoaktywującego, które „aktywuje” czynnik fotouczulający, który z kolei powoduje zniszczenie albo przerwanie błony pęcherzyka, uwalniając zawartość pęcherzyka, łącznie z cząsteczką do wnętrza komórki, tj. do cytosolu. Stwierdzono, że w takim sposobie funkcjonalność albo żywotność większości komórek nie jest w znacznym stopniu zaburzona. A zatem zaproponowano stosowanie tej metody, nazwanej „internalizacją fotochemiczną” do transportowania szeregu rozmaitych cząsteczek, włączając w to środki terapeutyczne, do cytosolu, tj. do wnętrza komórki.
Obecnie stwierdzono, że taki sposób można korzystnie zastosować nie tylko do przenoszenia cząsteczek do wnętrza komórki, ale również do prezentacji albo wyrażania ich na powierzchni komórki. A zatem, po transporcie i uwolnieniu cząsteczki do cytosolu komórki, może być ona transportowana na powierzchnię komórki, gdzie może być prezentowana na zewnątrz komórki, tj. na powierzchni komórki. Taki sposób ma szczególne zastosowanie w dziedzinie szczepienia, gdzie składniki szczepionki, tj. antygeny albo immunogeny mogą być wprowadzane do komórki w celu ich prezentacji na powierzchni tej komórki aby indukować, ułatwić albo wzmocnić odpowiedź immunologiczną.
Najogólniej, niniejszy wynalazek dotyczy zatem sposobu wyrażania cząsteczki antygenowej albo jej części na powierzchni komórki, korzystnie komórki prezentującej antygen, który to sposób obejmuje wprowadzenie cząsteczki do cytosolu komórki poprzez internalizację fotochemiczną, która to cząsteczka albo jej część jest następnie prezentowana na powierzchni takiej komórki.
Stosowane tu określenie „wyrażanie” albo „prezentacja” dotyczy obecności cząsteczki albo jej części na powierzchni takiej komórki, tak, że co najmniej część tej cząsteczki jest eksponowana i dostępna dla środowiska otaczającego tą komórkę. Można uzyskać ekspresję na „powierzchni”, w której wyrażana cząsteczka jest w kontakcie z błoną komórkową i/lub jej składnikami, które mogą być obecne albo których obecność w błonie może być wywołana.
Korzystne prezentacja antygenu powoduje stymulację odpowiedzi immunologicznej. Korzystnie odpowiedź immunologiczna zapewnia ochronę przeciw kolejnej inwazji czynnika składającego się albo zawierającego tą cząsteczkę antygenową albo jej część i w konsekwencji wynalazek znajduje szczególne zastosowanie jako sposób szczepienia.
Bardziej konkretnie, ten aspekt wynalazku dostarcza sposobu wyrażania cząsteczki antygenowej albo jej części na powierzchni komórki, który obejmuje:
doprowadzenie do kontaktu komórki z cząsteczką antygenową i z czynnikiem fotouczulającym, które są pobierane do wewnątrzkomórkowego przedziału ograniczonego błoną takiej komórki; i naświetlanie wyżej wymienionej komórki światłem o długości fali skutecznej w aktywacji czynnika fotouczulającego, na skutek którego błona takiego przedziału wewnątrzkomórkowego ulega przerwaniu, uwalniając cząsteczkę do cytosolu komórki, bez zabijania komórki, przy czym taka uwolniona cząsteczka antygenu albo jej część jest następnie prezentowana na powierzchni takiej komórki.
Stosowane tu określenie „przerwany” przedział dotyczy przerwania ciągłości błony tego przedziału, trwałego albo przejściowego, wystarczającego do umożliwienia uwolnienia zawartej w nim cząsteczki antygenowej.
PL 208 221 B1
Jako alternatywa, ten aspekt wynalazku dostarcza również kompozycji do zastosowania do wyrażania cząsteczki antygenowej albo jej części na powierzchni komórki, korzystnie w celu stymulacji odpowiedzi immunologicznej, gdzie taka kompozycja zawiera cząsteczkę antygenową i czynnik fotouczulający. Korzystne kompozycja taka jest dopuszczalna farmaceutycznie i również zawiera dopuszczalną farmaceutycznie zaróbkę albo rozcieńczalnik.
W dalszym aspekcie, wynalazek dostarcza również zastosowania cząsteczki antygenowej i czynnika fotouczulającego do wytwarzania leków do zastosowania do wyrażania cząsteczki antygenowej albo jej części na powierzchni komórki w celu stymulowania odpowiedzi immunologicznej.
W kolejnym aspekcie wynalazek dostarcza produktu zawierają cego czą steczkę antygenową i czynnik fotouczulają cy jako kompozycję zł o ż oną do jednoczesnego, osobnego albo kolejnego zastosowania do wyrażania takiej cząsteczki antygenowej albo jej części na powierzchni komórki, korzystnie w celu stymulowania odpowiedzi immunologicznej.
W dalszym kolejnym aspekcie wynalazek dostarcza zestawu do zastosowania do wyrażania cząsteczki antygenowej albo jego części na powierzchni komórki, gdzie w skład takiego zestawu wchodzi:
pierwszy pojemnik zawierający taką cząsteczkę antygenową; drugi pojemnik zawierający czynnik fotouczulający.
W tym wynalazku, czą steczką antygenową moż e być dowolna czą steczka albo jej część, która jest zdolna do stymulowania odpowiedzi immunologicznej, kiedy jest prezentowana wobec układu immunologicznego w odpowiedni sposób. Korzystne jest zatem, jeżeli cząsteczka antygenowa będzie antygenem szczepionki albo składnikiem szczepionki, takim jak cząstka zawierająca polipeptyd.
W tej dziedzinie znanych jest wiele takich antygenów albo antygenowych składników szczepionki i należy do nich cała gama antygenów wirusowych albo bakteryjnych albo w rzeczywistości antygenów albo składników antygenowych wielu patogennych gatunków łącznie z pierwotniakami i organizmami wyższymi. Jakkolwiek tradycyjnie składniki antygenowe szczepionek zawierają cale organizmy (żywe, nieżywe, czy osłabione), tj. szczepionki z całych komórek, dodatkowo szczepionki podjednostkowe, czyli, szczepionki w oparciu o poszczególne składniki antygenowe organizmów np. białka lub peptydy, a nawet węglowodany były szeroko badane i opisane w literaturze. Dowolny z takich składników szczepionki „podjednostkowej” można zastosować jako cząsteczkę antygenową według niniejszego wynalazku. Jednakże wynalazek znajduje szczególne zastosowanie w dziedzinie szczepionek peptydowych. A zatem korzystną cząsteczką antygenową według wynalazku jest peptyd (który jest tu zdefiniowany jako obejmujący peptydy zarówno krótsze jak i dłuższe, tj. peptydy, oligopeptydy albo polipeptydy, a także cząsteczki białkowe albo ich fragmenty np. peptydy złożone z 5-500, np. 10 do 250, 15 do 75 albo 8 do 25 aminokwasów). Korzystne jest, jeż eli części cząsteczek antygenowych, które są prezentowane albo wyrażane zawierają części, które są wytwarzane przez maszynerię komórkową, dokonującą obróbki antygenu w komórce. Części mogą być jednakże wytwarzane innymi sposobami, które można zastosować dzięki odpowiedniemu zaprojektowaniu cząsteczki (np. wiązanie wrażliwe na pH) albo na innej drodze obróbki komórkowej. Zazwyczaj takie części mają wystarczającą wielkość dla wywołania odpowiedzi immunologicznej, np. w przypadku peptydów o rozmiarach większych niż 5, np. większych niż 10 albo 20 aminokwasów.
W piśmiennictwie proponowanych jest wielu kandydatów na szczepionki peptydowe, na przykład do leczenia chorób wirusowych i infekcji takich jak infekcje AIDS/HIV albo grypy, parwowirusem psim, wirusem białaczki bydlęcej, zapalenia wątroby itd. (patrz np. Phanupak i wsp., Asian Pac. J. Allergy. Immunol. 1997, 15(1), 41-8; Naruse, Hokkaidi Igaku Zasshi 1994, 69(4), 811-20; Casal i wsp., J. Virol., 1995, 69(11), 7274-7; Belyakov i wsp., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, 95(4), 170914; Naruse i wsp., Proc. Natl. Sci. USA, 1994, 91(20), 9588-92; Kabeya i wsp., Vaccine 1996, 14(12), 1118-22; Itoh i wsp., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1986, 83(23), 9174-8. Podobnie można stosować peptydy bakteryjne, a także peptydy antygenowe pochodzące z innych organizmów albo gatunków.
Poza antygenami pochodzącymi z organizmów patogennych, zaproponowano również peptydy do zastosowania jako szczepionki przeciw nowotworom albo innym chorobom, takim jak stwardnienie rozsiane. Przykładowo, zmutowane peptydy onkogenów niosą wielką nadzieję jako szczepionki nowotworowe działające jako antygeny do stymulacji cytotoksycznych limfocytów T (Schirrmacher, Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 1995, 121, 443-451; Curtis Cancer Chemotherapy and Biological Response Modifiers, 1997, 17, 316-327). Ocenia się również możliwość stosowania syntetycznych szczepionek peptydowych do leczenia przerzutowego czerniaka (Rosenberg i wsp., Nat. Med. 1998, 4(3), 321-7). Szczepionka peptydowa w oparciu o receptor komórek T do leczenia stwardnienia
PL 208 221 B1 rozsianego jest opisana w Wilson i wsp., J. Neuroimmunol. 1997, 76(1-2), 15-28. Dowolny z takich peptydowych składników szczepionki może być zastosowany jako cząsteczka antygenowa według wynalazku, podobnie jak może nią być dowolny peptyd opisany albo zaproponowany w literaturze jako szczepionka peptydowa. Peptyd może być zatem syntetyczny albo wyizolowany lub w inny sposób uzyskany z organizmu.
Komórką, która jest zastosowana w tym sposobie, zastosowaniu itd. według wynalazku może być dowolna komórka, która ma zdolność do wyrażania albo prezentowania cząsteczki na swojej powierzchni, która to cząsteczka jest podawana albo transportowana do cytosolu.
Ponieważ pierwotne zastosowanie wynalazku polega na prezentacji antygenu albo szczepieniu, korzystnym jest jeżeli komórką jest komórka efektorowa układu immunologicznego, tj. komórka biorąca udział w odpowiedzi immunologicznej. Jednakże inne komórki mogą również prezentować antygen układowi immunologicznemu i one również wchodzą w zakres wynalazku. Komórki według niniejszego wynalazku są zatem korzystnymi komórkami prezentującymi antygen. Komórki prezentujące antygen mogą brać udział w dowolnym aspekcie albo „uzbrojeniu” odpowiedzi immunologicznej, włączając w to odpowiedź humoralną i odpowiedź komórkową , na przykł ad stymulację wytwarzania przeciwciał albo stymulację komórek cytotoksycznych lub zabijających, które mogą rozpoznawać i niszczyć (albo w inny sposób eliminować) komórki wyrażające „obce” antygeny na swojej powierzchni. Okreś lenie „stymulujący odpowiedź immunologiczną” obejmuje zatem wszystkie typy odpowiedzi immunologicznej i mechanizmy jej stymulowania.
Stymulacja komórek cytotoksycznych albo komórek wytwarzających przeciwciała wymaga aby antygeny były prezentowane komórce, która ma być stymulowana w szczególny sposób przez komórki prezentujące antygen, na przykład prezentację przez MHC klasy I (np. aktywacja CD8- cytotoksycznych komórek T wymaga prezentacji antygenu przez MHC-1).
Komórki prezentujące antygen są znane w tej dziedzinie i opisane w literaturze i obejmują na przykład limfocyty (zarówno komórki T jak i B), komórki dendrytyczne, makrofagi itd. Inne obejmują na przykład komórki nowotworowe, np. komórki czerniaka.
Dla prezentacji antygenu przez komórki prezentujące antygen cytotoksycznym komórkom T (CTL) wymagane jest dostatnie się cząsteczek antygenowych do cytosolu komórki prezentującej antygen (Germain, Cell, 1994, 76, 287-299). Niniejszy wynalazek dostarcza skutecznych sposobów dostarczania cząsteczek antygenowych do cytosolu.
Po uwolnieniu do cytosolu komórki przez fotochemiczny proces internalizacji, cząsteczka antygenowa może ulec obróbce przez maszynerię obróbki antygenu komórki i być prezentowana na powierzchni komórki w odpowiedni sposób np. przez MHC klasy I. Ta obróbka może obejmować rozkład antygenu np. rozkład antygenu białkowego albo peptydowego do peptydów, które to peptydy tworzą następnie kompleks z cząsteczkami MHC w celu ich prezentacji. A zatem cząsteczki antygenowe wyrażane albo prezentowane na powierzchni komórek według niniejszego wynalazku może być częścią albo fragmentem cząsteczki antygenowej, która ulega internalizacji (endocytozie).
Antygeny mogą być pobierane przez komórki prezentujące antygen poprzez endocytozę i rozkładane do peptydów w pęcherzykach endocytowych. Peptydy te mogą wiązać się z cząsteczkami MHC klasy II w endosomach i być transportowane na powierzchnię komórki, gdzie kompleks peptydów MHC klasy II może być rozpoznawany przez komórki T pomocnicze CD4+ i indukować odpowiedź immunologiczną. Alternatywnie, białka w cytosolu mogą być rozkładane, np. przez proteasomy i transportowane do retikulum endoplazmatycznego za pośrednictwem TAP (transporter związany z prezentacją antygenu), gdzie peptydy mogą wiązać się z cząsteczkami MHC klasy I i być transportowane na powierzchnię komórek jak zilustrowano na Fig. 1 (Yewdell and Bennink, 1992, Adv. Immunol. 52: 1-123). Jeżeli peptyd jest antygenem obcego pochodzenia, kompleks peptyd-MHC klasy I będzie rozpoznawany przez komórki T cytotoksyczne CD8+ (CTL). CTL będą wiązać się z kompleksem peptyd-MHC (HLA) klasy I i będą w ten sposób aktywowane, rozpoczną proliferację i tworzenie klonu CTL. Komórka docelowa i inne komórki docelowe w tym samym kompleksie peptyd-MHC klasy I na powierzchni komórek mogą być zabijane przez klon CTL. Odpowiedź wobec obcego antygenu będzie mogła następować jeżeli do cytosolu uda się wprowadzić dostateczną ilość antygenu (Yewdell and Bennink, 1992, jak wyżej; Rock, 1996, Immunology Today 17: 131-137). Jest to podstawą rozwoju między innymi szczepionek nowotworowych. Jednym z największych problemów praktycznych jest wprowadzenie dostatecznej ilości antygenu albo części antygenu) do cytosolu. Można to rozwiązać według niniejszego wynalazku poprzez PCI. Zasada ta jest zilustrowana na Fig. 1, która pokazuje, w jaki sposób PCI moż na zastosować do stymulacji CTL Peptyd albo białko (P) stosuje się zewnątrz6
PL 208 221 B1 komórkowo wobec komórek prezentujących antygen. P ulega endocytozie i uwolnieniu do cytosolu poprzez PCI. Peptyd albo białko będą następnie częściowo rozkładane przez proteasomy i transportowane na powierzchnię komórki jako kompleks z MHC (HLA) klasy I gdzie kompleks może być rozpoznawany przez CTL.
Jak będzie opisane bardziej szczegółowo w Przykładach poniżej, wykazano, że internalizację fotochemiczną można skutecznie zastosować według niniejszego wynalazku w celu dostarczenia do cytosolu peptydów specyficznych dla nowotworów
Cząsteczki antygenowe i/lub czynnik światłoczuły mogą być kierowane do specyficznych komórek albo tkanek poprzez zastosowanie czynników kierujących, np. systemu dostarczania specyficznego dla celu albo systemu nośników albo cząsteczki nośnika. A zatem, przykładowo, cząsteczka antygenowa i/lub czynnik fotouczulający mogą być dostarczone do komórki przy zastosowaniu wektora albo systemu nośnikowego np. rekonstytuowanych cząsteczek LDL. Cząsteczki nośnikowe mogą być związane albo skoniugowane z cząsteczką antygenową, z czynnikiem fotouczulającym albo obydwoma, można zastosować te same albo różne cząsteczki nośnikowe. Cząsteczka antygenowa i/lub czynnik fotouczulający może być również połączony z kierującym do celu ligandem, takim jak ligand, który jest specyficzny wobec konkretnego typu komórek albo konkretnych struktur komórkowych np. przeciwciała rozpoznającego antygen powierzchniowy wyrażany na powierzchni niektórych typów komórek, np. antygen specyficzny dla nowotworu. Takie mechanizmy mogą działać w celu zwiększenia pobierania cząsteczki fotouczulającej i/lub antygenu poprzez endocytozę za pośrednictwem receptora. Takie nośniki albo wektory kierujące cząsteczki do celu można również zastosować do kierowania cząsteczek antygenowych i/lub czynnika fotouczulającego do przedziałów wewnątrzkomórkowych.
Wewnątrzkomórkowym ograniczonym błoną przedziałem może być dowolny taki przedział, który jest obecny w komórce. Korzystne jest, jeżeli przedziałem będzie pęcherzyk błonowy, w szczególności endosom albo lizosom. Jednakże wewnątrzkomórkowy przedział może również obejmować aparat Golgiego i retikulum endoplazmatyczne. Wymagane jest aby cząsteczka antygenowa i czynnik fotouczulający lokowały się w tym samym przedziale(-ach).
Proces internalizacji fotochemicznej jest opisany bardziej szczegółowo w WO 96/07432 (istota którego jest tu włączona jako odniesienie). Sposoby PDT są obecnie szeroko opisane w piśmiennictwie.
Czynnikiem fotouczulającym do zastosowania według niniejszego wynalazku może być dowolny czynnik, który lokalizuje się w przedziałach wewnątrzkomórkowych, w szczególności endosomach i lizosomach. Szereg takich czynników fotouczulających jest znanych w tej dziedzinie i opisanych w literaturze, na przykład w WO 96/07432. Moż na tu wspomnieć o di- i tetrasulfonowanym ftalocyjanianie glinu, sulfonowanych tetrafenyloporfirynach (TPPSn), błękicie nilowym, pochodnych chloryny e6 i uroporfirynie I, filoerytrynie, hematoporfirynie i błękicie metylenowym, dla których wykazano, że lokalizują się w endosomach i lizosomach komórek w hodowli. Jest to w wielu przypadkach następstwem aktywności endocytowej.
Klasy odpowiednich czynników fotouczulających, które można wspomnieć obejmują porfiryny, ftalocyjaniny, purpuryny, chloryny, benzoporfiryny, naftalocyjaniny, barwniki kationowe, tetracykliny i sł abe zasady lizosomotropowe albo ich pochodne (Berg i wsp., Photochemistry and Photobiology, 1997, 65, 403-409). Korzystne czynniki fotouczulające obejmują TPPS4 (Zabner i wsp., J. Biol. Chem. 1995, 270, 18997-19007), TPPS2a i AlPcS2a.
Internalizację fotochemiczną według niniejszego wynalazku można przeprowadzić stosując sposoby PDT, które są znane i standardowe w tej dziedzinie oraz odpowiednie modyfikacje takich technik, które są skuteczne w tym sposobie. A zatem, cząsteczka antygenowa i czynnik fotouczulający mogą być dostarczane do komórki poprzez zastosowanie albo podawane według metod i sposobów znanych w dziedzinie PDT.
Sposoby według niniejszego wynalazku można zastosować in vitro albo in vivo, bądź poprzez traktowanie in situ, bądź poprzez traktowanie ex vivo, a następnie podawanie traktowanych komórek.
A zatem dalszy aspekt wynalazku dostarcza komórek prezentują cych antygen wyraż ających cząsteczkę antygenową albo jej część na swojej powierzchni, którą to komórkę można otrzymać (lub otrzymuje się) zdefiniowanym tu sposobem. Inne aspekty wynalazku dostarczają populacji albo hodowli takich komórek, szczególnie żywych i funkcjonalnych nienaruszonych populacji albo hodowli takich komórek, a także zastosowania takiej komórki (albo populacji lub hodowli takich komórek) w terapii, szczególnie do symulowania odpowiedzi immunologicznej, a w szczególności do stymulowania CTL.
PL 208 221 B1
Dostarczone jest również zastosowanie takich komórek (albo populacji lub hodowli takich komórek) do wytwarzania leku (np. kompozycji szczepionki) do symulowania odpowiedzi immunologicznej, a w szczególności do stymulowania CTL.
W przypadku podawania in vivo, moż na zastosować dowolny sposób, powszechny albo standardowy w tej dziedzinie, np. zastrzyk, infuzje, podawanie miejscowe, zarówno na wewnętrzne jak na zewnętrze powierzchnie ciała, itd. Do zastosowania in vivo, wynalazek można zastosować w powiązaniu z dowolną tkanką, która zawiera komórki docelowe, włączając w to miejsca występowania płynów ciała, jak również tkanki stałe. Wszystkie tkanki można poddać traktowaniu o ile czynnik fotouczulający jest pobierany przez komórki docelowe i światło może być prawidłowo dostarczone.
A zatem kompozycje według wynalazku mogą być przygotowana w dogodny sposób zgodnie z technikami i procedurami znanymi w dziedzinie farmacji, z zastosowaniem jednego albo większej liczby dopuszczalnych farmaceutycznie nośników albo zaróbek. Rodzaj materiałów kompozycji i nośników albo zaróbek, dawki itd. można wybrać w rutynowy sposób zgodnie z wybraną i pożądaną drogą podawania, celem szczepienia itd. Podobnie, dawkowanie można ustalić w rutynowy sposób i może ono zależeć od natury czą steczki antygenowej, celu szczepienia, wieku pacjenta, sposobu podawania, itd. w powiązaniu z braną pod uwagę siłą i zdolnością czynnika fotouczulającego do przerywania błon po naświetleniu.
Światło zastosowane w etapie naświetlania w celu aktywacji czynnika fotouczulającego można również zastosować zgodnie z technikami dobrze znanymi w tej dziedzinie. Przykładowo, długość fal świetlnych i intensywność światła można wybrać zgodnie z zastosowanym czynnikiem fotouczulającym. Odpowiednie źródła światła są dobrze znane w tej dziedzinie.
Jak wspomniano wcześniej i jak opisano w WO 96/07432 stwierdzono, że internalizacja fotochemiczna przeprowadzona ten sposób nie ma szkodliwego wpływu na żywotność i funkcjonowanie komórek. W szczególności stwierdzono, że kiedy populacja albo zbiór komórek jest traktowana według wynalazku, większość komórek nie jest zabijana i przeżywa traktowanie, zasadniczo funkcjonalnie nienaruszona.
Stosowane tu określenie „bez zabijania komórki” jest zdefiniowanie dla takiej sytuacji. Innymi słowy, populacja albo zbiór komórek, zasadniczo wszystkie komórki albo znacząca większość (np. co najmniej 75%, korzystniej 80%, 85%, 90% albo 95% komórek), nie jest zabijana.
Jasne jest, że mając do czynienia z naświetlaniem populacji albo zbioru komórek możliwe jest, że pewne grupy komórek lub pewne obszary tkanek mogą otrzymać więcej światła albo w inny sposób być poddane większemu działaniu PCI, niż inne grupy komórek albo obszary tkanki. A zatem wartości udziału procentowego podane dla przeżywalności komórek nie są koniecznie jednorodne dla całej naświetlanej populacji i odnoszą się do udziału procentowego żywych komórek, które pozostają w naświetlonej populacji, przy czym wymagane jest aby przeżyła jedynie wystarczająca część naświetlonych komórek. Ponadto, do wystąpienia śmierci komórek indukowanej przez naświetlanie może być wymagany pewien czas, na przykład kilka godzin. W takim przypadku, może okazać się że komórki, które w końcu umierają, mogą być również zdolne do ekspresji cząsteczki antygenowej na swojej powierzchni zgodnie ze sposobem według wynalazku i mogą zatem uczestniczyć w sposobach, zastosowaniach itd. według wynalazku. A zatem % śmierć komórek dotyczy udziału procentowego komórek, które pozostają żywe w ciągu kilku godzin po naświetlaniu (np. do 4 godzin po napromieniowaniu), ale korzystnie dotyczy % żywych komórek po 4 lub więcej godzinach po napromieniowaniu.
Sposoby według wynalazku można modyfikować, tak, aby frakcja albo proporcja komórek, które przeżywają była regulowana poprzez wybór dawki światła w powiązaniu ze stężeniem czynnika fotouczulającego. Znowu, takie techniki są znane w tej dziedzinie.
Niniejszy wynalazek dostarcza również wydajnych sposobów dostarczania rozmaitych cząsteczek antygenowych. Wynalazek ma wiele właściwości czyniących go szczególnie odpowiednim jako narzędzie dostarczania szczepionki: 1) nie ma ograniczeń co do wielkości cząsteczki, która ma być dostarczona, o ile cząsteczka może ulegać endocytozie przez komórkę docelową; 2) nie zależy od proliferacji komórek; 3) jest miejscowo specyficzny, to znaczy dotyczy jedynie dla miejsc eksponowanych na światło; 4) nie jest onkogenny. Ponadto, internalizację fotochemiczną można potencjalnie łączyć z innymi zasadami uzyskiwania miejscowo albo tkankowo specyficznego działania leku, takiego jak użycie ligandów specyficznych dla powierzchni komórek, zastosowanie elementów regulatorowych genu, które nadają specyficzność tkankową albo zastosowanie leków specyficznych wobec choroby, otwierając możliwość wywierania działania synergistycznego w odniesieniu do specyficzności leku wobec komórki docelowej.
PL 208 221 B1
Wynalazek będzie teraz opisany bardziej szczegółowo w następujących nie ograniczających przykładach i z odniesieniem do następujących rysunków, w których:
Fig. 1 jest schematycznym przedstawieniem, w jaki sposób można zastosować PCI do stymulowania komórek CTL. Peptyd albo białko (P) jest zastosowane zewnątrzkomórkowo wobec komórek prezentujących antygen. P ulega endocytozie i uwolnieniu do cytosolu po przez PCI. Peptyd albo białko będzie następnie częściowo rozkładane przez proteasomy i transportowane na powierzchnię komórek jako kompleks z MHC(HLA) klasy I, gdzie kompleks może być rozpoznawany przez CTL.
Fig. 2 przedstawia indukowaną fotochemicznie zmianę lokalizacji peptydu. Komórki BL-G-E6 inkubowano z 5-21 pochodną p21ras wyznakowaną fluoresceiną, Val12 i AlPcS2a. Komórki badano pod kątem lokalizacji fluorescencyjnego peptydu i AlPcS2a poprzez mikroskopię fluorescencyjną przed (górna część) i po 30 minutach (dolna część) po 4 minutowej ekspozycji na światło czerwone. Kreska skali 20 μm.
Fig. 3 przedstawia cytotoksyczność limfocytów klonu T CD8+ wobec komórek czerniaka FM3 po PCI dla peptydu Mart-1.
Fig. 4 przedstawia zdolność PCI do dostarczania HRP do cytosolu. Komórki NHIK 3025 traktowano 3,2 μg/ml TPPS2a i 1 mg/ml HRP przez 18 godzin. Pożywkę zastępowano następnie pożywką bez leku przed ekspozycją na wskazane dawki światła. Aktywność HRP mierzono w nienaruszonych komórkach (•) i w cytosolu (o) oddzielonym od wolnych od cytosolu korpusów komórek (▼) poprzez elektropermeabilizację i technikę wirowania w gradiencie.
Fig. 5 przedstawia indukowaną fotochemicznie ekspresję GFP. a. ekspresja GFP w komórkach THX traktowanych kompleksem pEGFP-N1-pLys w nieobecności AlPcS2a i światła albo w obecności AlPcS2a, a następnie poddanych ekspozycji na światło jak wskazano na figurze. Komórki analizowano poprzez cytometrię przepływową, traktując komórki po prawej stronie linii jako pozytywne pod kątem ekspresji GFP. b. ekspresja GFP w komórkach THX traktowanych przez 18 godzin czynnikiem fotouczulającym (20 μg/ml AlPcS2a albo 0,25 μg/ml 3-THPP), a następnie transfekowanych przez 6 godzin kompleksem pEGF-N1-pLys i eksponowanych na światło inaktywujące 50% komórek. Ekspresję GFP analizowano poprzez cytometrię przepływową jak opisano w a.
Przykłady
Materiały i sposoby
Naświetlanie
Do traktowania komórek zastosowano dwa źródła światła, obydwa składające się z zespołu rur fluorescencyjnych. Komórki traktowane TPPS4, TPPS2a, i 3-THPP (Porphirin Products, Logan, UT) eksponowano na światło niebieskie (model 3026; Appl. Photophysics, London, UK) przy intensywności światła 1,5 mW/cm2 docierającego do komórek, podczas gdy komórki traktowane AlPcS2a (Porphirin Products, Logan, UT) były eksponowane na światło czerwone (Philips TL 20W/09) przez filtr Cinemoid 35 przy intensywności światła 1,35 mW/cm2 docierającego do komórek.
Mikroskopia fluorescencyjna
Komórki analizowano poprzez mikroskopie fluorescencyjną jak opisano w Berg K., i wsp., Biochem. Biophys. Acta., 1370: 317-324, 1998. Do analizy wyznakowanych fluorescencyjnie cząsteczek mikroskop był wyposażony z filtr wzbudzania 450-490 nm, dichroiczy rozdzielacz wiązki 510 nm i filtr pasma emisji 510-540 nm.
Wytwarzanie kompleksów plazmid-pLys i traktowanie komórek
Kompleksy plazmid-pLys (stosunek ładowania 1,7) przygotowano poprzez łagodne mieszanie μg plazmidu (pEGFP-N1; Clontech Laboratories, Inc., Palo Alto, CA) w 75 μl HBS z 5,3 μg pLys (MW 20700; Sigma, St. Louis, MO) w 75 μl HBS. Roztwory inkubowano przez 30 min. w temperaturze pokojowej, rozcieńczano pożywką hodowlaną i dodawano do komórek. Komórki THS inkubowano z 20 μg/ml AlPcS2a przez 18 godzin w 37°C, przemywano i inkubowano w wolnej od czynnika fotouczulającego pożywce przez 3 godziny przed dwugodzinną inkubacją z kompleksami plazmid-pLys. Komórki THX traktowane pEGF-N1/pLys przemywano jeden raz i inkubowano przez 2 godziny w pożywce hodowlanej bez dodatków przed ekspozycją na światło. Komórki inkubowano przez 2 dni w 37°C, przeszczepiano i dalej hodowano przez dodatkowe 5 dni przed analizą pod kątem ekspresji GFP poprzez cytometrię przepływową.
Komórki HCT-116 inkubowano z 20 μg/ml AlPcS2a przez 18 godzin, przemywano i transfekowano kompleksami plazmid-pLys przez 6 godzin przed ekspozycją na światło w pożywce wolnej od plazmidu. Po 40 godz. inkubacji w 37°C ekspresje GFP badano poprzez mikroskopię.
PL 208 221 B1
Analiza poprzez cytometrię przepływową
Komórki poddano działaniu trypsyny, wirowywano, zawieszano w 400 μΐ pożywki hodowlanej i filtrowano przez filtr nylonowy o wielkości porów 50 μm. Komórki analizowano następnie w cytometrze przepływowym FACStar plus (Becton Dickinson). Białko o zielonej fluorescencji (GFP) mierzono przy zastosowaniu filtru 510-530 nm po wzbudzeniu laserem argonowym (200 mW) nastawionym na 488 nm. AlPcS2a mierzono przy zastosowaniu długiego filtra 650 nm po wzbudzeniu laserem kryptonowym (50 mW) nastawionym na 351-356 nm. Dublety komórkowe odróżniano od pojedynczych komórek poprzez zatrzymywanie sygnału fluorescencji GFP przy pulsowej szerokości. Dane analizowano przy zastosowaniu oprogramowania PC Lysis II (Becton Dickinson).
Wytwarzanie peptydu wyznakowanego fluoresceiną i traktowanie komórek
Wyznakowany fluoresceiną peptyd Val12p21ras (reszty 5-21) syntetyzowano i dostarczono przez Alan Cuthberson, Nycomed Amersham.
Komórki BL2-G-E6 inkubowano przez 18 godzin z 30 μg/ml wyznakowaną fluoresceiną pochodną peptydu p21ras, a następnie przez 18 godzin z 20 μg/ml AlPcS2a i przez godzinę w pożywce wolnej od leku przed ekspozycją na światło czerwone.
P r z y k ł a d 1
Fotochemiczna internalizacja (PCI) może być wykorzystana do wprowadzenia peptydów do cytosolu komórek
Aby ocenić przydatność PCI w dostarczaniu do cytosolu peptydów specyficznych wobec nowotworów, użyto wyznakowanego fluoresceiną peptydu p21ras obejmującego reszty 5-21 i zawierającego mutację Val12 (G12V) (Gjertsen, M.K. i wsp., Int. J. Cancer, 72: 784-790, 1997). W mysich fibroblastach BL2-6-E6 peptyd ras kolokalizuje się dobrze z AlPcS2a, wskazując na endocytowe pobieranie peptydu (Fig. 2). Stwierdzono, że po 4 min. ekspozycji na światło, wyznakowany fluoresceiną peptyd ras i AlPcS2a wykryto w cytoplazmie. Podobny efekt nie był obserwowany w komórkach wystawionych jedynie na działanie wyznakowanego fluoresceiną peptydu ras i światła (dane nie przedstawione).
P r z y k ł a d 2
Zastosowanie PCI do indukowania prezentacji antygenu i zabijania komórek za pośrednictwem limfocytów CD8+
Komórki czerniaka FM3 (2x105/studzienkę w płytkach 6-studzienkowych), hodowane w pożywce RPMI 1640 z 10% płodową surowicą cielęcą (FCS), nie wyrażające peptydu MART-1 traktowano 10 μg/ml czynnika fotouczulającego AlPcS2a przez 18 godzin. Komórki uwalniano następnie od substratu przez działanie EDTA (0,1 M) w roztworze soli Dulbecco buforowanym fosforanem (PBS) i trzymano w roztworze w czasie ładowania komórek 51Cr (60 μ^/ml Na2CrO4) przez 1 godzinę w 100% FCS, a następnie inkubowano przez 5 godzin w 5 μg/ml MART-1 w RPMI 1640 10% FCS, trzymając komórki przez cały czas w roztworze. Sekwencja peptydu MART-1 była: TAEEAAGIGILTVILG. Komórki przemywano następnie dwukrotnie pożywką RPMI 1640 zawierającą 10% FCS i wysiewano na 96-studzienkowych płytkach (2000/studzienkę w 100 μl pożywki (RPMI 1640/10% FCS)). Komórki eksponowano następnie na światło przez czas wskazany na Fig. 3 ((Philips TL 20W/09) filtrowane przez filtr Cinemoid 35 przy intensywności światła 1,35 mW/cm2 docierającej do komórek (Rodal i wsp., 1998, J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 45: 150-9)). 18 godzin po ekspozycji na światło pożywkę usuwano i dodawano pożywkę zawierającą specyficzne wobec MART-1/HLA-A2 cytotoksyczne limfocyty T (CTL - 40000/studzienkę dodawane w 100 μΓ>. Po 4 godzinach inkubacji pożywkę oddzielano od komórek FM3 i zliczano 51Cr uwalniany do pożywki (jako wskaźnik lizy komórek), a także spontaniczne i maksymalne uwalnianie jak opisano uprzednio (Fossum i wsp., 1995, Cancer Immunol. Immunother., 40: 165-172). Procent specyficznego uwalniania chromu obliczano według wzoru: (uwolnienie doświadczalne - uwolnienie spontaniczne)/(uwolnienie maksymalne - uwolnienie spontaniczne) x 100. Na podstawie wyników przedstawionych na Fig. 3 można zauważyć, że komórki FM3 po PCI peptydu MART-1, jak pokazano powyżej, wykazują zależną od światła wrażliwość na cytotoksyczność limfocytów T CD8+.
P r z y k ł a d 3
PCI indukuje uwolnienie dużej frakcji endocytowanych cząsteczek
Pokazano to poprzez indukowaną PCI internalizację/endocytozę chrzanowej peroksydazy (HRP).
Poprzez zastosowanie HRP wykazano (patrz Fig. 4), że PCI indukuje uwolnienie dużej frakcji (>60%) endocytowanej HRP do cytosolu.
W tym doświadczeniu komórki NHIK 3025 (komórki nowotworowe raka in situ ludzkiej szyjki macicy) traktowano czynnikiem fotouczulającym TPPS2a (3,2 μg/ml) i 1 mg/ml HRP przez 18 godzin.
PL 208 221 B1
Następnie przed ekspozycją na dawki światła wskazane na Fig. 4 pożywkę zastępowano pożywką bez leku. Aktywność HRP mierzono zgodnie z procedurami opisanymi w Steinman i wsp., J. Cell Biol., 68: 665-687, 1976. Cytosol oddzielano od wolnych od cytoplazmy korpusów komórkowych poprzez elektropermeabilizację i wirowanie w gradiencie gęstości (Berg i wsp., Int. J. Cancer 59: 814-822, 1994).
P r z y k ł a d 4
PCI można zastosować do wzmocnienia dostarczania funkcjonalnych genów
Aby to pokazać, komórki THX transfekowano kompleksem pLys plazmidu (pEGFP-N1) kodującego białko o zielonej fluorescencji (GFP). Ekspresję GFP analizowano poprzez cytometrię przepływową (Fig. 5, a i b) i mikroskopię fluorescencyjną (dane nie przedstawione). Jak wynika z Fig. 5a, traktowanie AlPcS2a i światłem czerwonym prowadzi do dużego wzrostu udziału procentowego komórek wrażających GFP. Frakcja komórek, która była dodatnia względem tej cząsteczki wskaźnikowej wzrosła od 1% bez traktowania światłem do 50% po 5 min. ekspozycji na światło. Ekspresja GFP nie była zwiększana przez światło w komórkach traktowanych pEGFP-pLys w nieobecności czynnika fotouczulającego. Kompleks nieznaczącego plazmidu (kodującego oksygenazę hemową) i pLys nie indukował zielonej fluorescencji w połączeniu z AlPcS2a i światłem (dane nie przedstawione). W konsekwencji, PCI zależne od światła, może zasadniczo zwiększyć skuteczność transfekcji funkcjonalnego genu do komórek THX. Podobne wyniki uzyskano stosując jako czynnik fotouczulający TPPS2a i komórki BHK-21 i HCT-16 jako komórki docelowe (dane nie przedstawione). Zasadniczo czynnik uczulający 3-THPP nie zlokalizowany w lizosomach indukował jedynie niewielki wzrost ekspresji GFP (Fig. 5b). W przypadku PCI pEGFP-N1 nie będącego w kompleksie z pLys nie następowała indukcja ekspresji GFP (dane nie przedstawione).

Claims (28)

1. Zastosowanie białka lub peptydu do wyrażania in vitro białka lub peptydu antygenowego albo jego antygenowej części na powierzchni komórki, znamienne tym, że wyrażanie jest osiągnięte przez wprowadzenie tego białka lub peptydu do cytozolu komórki poprzez internalizację fotochemiczną, przy czym białko lub peptyd albo jego antygenowa część jest następnie prezentowane na powierzchni komórki, a komórka jest komórką prezentującą antygen wybraną z grupy obejmującej limfocyty, komórki dendrytyczne, makrofagi oraz komórki nowotworowe.
2. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że białko lub peptyd antygenowy jest zdolny do stymulowania odpowiedzi immunologicznej.
3. Zastosowanie według zastrz. 2, znamienne tym, że białko lub peptyd antygenowy pochodzi z organizmu patogenicznego lub komórki nowotworowej.
4. Zastosowanie według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że białkiem lub peptydem antygenowym jest antygen szczepionki.
5. Zastosowanie według jednego z zastrz. 1-4, znamienne tym, że wyrażany jest peptyd antygenowy.
6. Zastosowanie według jednego z zastrz. 1-5, znamienne tym, że czynnik fotouczulający jest wybrany z grupy obejmującej porfiryny, ftalocyjaniny, purpuryny, chloryny, benzoporfiryny, naftalocyjaniny, barwniki kationowe, tetracykliny i słabe zasady lizosomotropowe albo ich pochodne.
7. Zastosowanie według zastrz. 6, znamienne tym, że czynnikiem fotouczulającym jest TPPS4, TPPS2a lub AlPcS2a.
8. Zastosowanie według jednego z zastrz. 1-7, znamienne tym, że białko lub peptyd antygenowy i/lub czynnik fotouczulający są związane z jednym lub większą liczbą czynników kierujących do celu albo cząsteczek nośnika.
9. Sposób wyrażania in vitro białka lub peptydu antygenowego albo jego antygenowej części na powierzchni komórki, znamienny tym, że obejmuje wprowadzenie białka lub peptydu do cytozolu komórki poprzez internalizację fotochemiczną, przy czym białko lub peptyd albo jego antygenowa część jest następnie prezentowana na powierzchni komórki, a komórka jest komórką prezentującą antygen wybraną z grupy obejmującej limfocyty, komórki dendrytyczne, makrofagi oraz komórki nowotworowe, przez doprowadzanie do kontaktu komórki z białkiem lub peptydem antygenowym i z czynnikiem fotouczulającym, przy czym białko lub peptyd oraz czynnik są pobierane do ograniczonego błoną wewnątrzkomórkowego przedziału komórki; oraz
PL 208 221 B1 napromieniowywanie komórki światłem o długości fali skutecznej do aktywowania czynnika fotouczulającego, tak że błona przedziału wewnątrzkomórkowego ulega przerwaniu uwalniając białko lub peptyd do cytozolu komórki bez zabijania komórki, a uwolnione białko lub peptyd antygenowy albo jego antygenowa część jest następnie prezentowana na powierzchni komórki.
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że białko lub peptyd antygenowy jest zdolny do stymulowania odpowiedzi immunologicznej.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że białko lub peptyd antygenowy pochodzi z organizmu patogenicznego lub komórki nowotworowej.
12. Sposób według zastrz. 10 albo 11, znamienny tym, że białkiem lub peptydem antygenowym jest antygen szczepionki.
13. Sposób według jednego z zastrz. 9-12, znamienny tym, że wyrażany jest peptyd antygenowy.
14. Sposób według jednego z zastrz. 9-13, znamienny tym, że czynnik fotouczulający jest wybrany z grupy obejmującej porfiryny, ftalocyjaniny, purpuryny, chloryny, benzoporfiryny, naftalocyjaniny, barwniki kationowe, tetracykliny i słabe zasady lizosomotropowe albo ich pochodne.
15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że czynnikiem fotouczulającym jest TPPS4, TPPS2a lubAlPcS2a.
16. Sposób według jednego z zastrz. 9-15, znamienny tym, że białko lub peptyd antygenowy i/lub czynnik fotouczulający są związane z jednym lub większą liczbą czynników kierujących do celu albo cząsteczek nośnika.
17. Kompozycja do wyrażania białka lub peptydu antygenowego albo jego antygenowej części na powierzchni komórki, znamienna tym, że zawiera białko lub peptyd antygenowy jak określono w jednym z zastrz. 1 do 5 albo zastrz. 8 albo zastrz. 9 do 13 albo zastrz. 16 i czynnik fotouczulający jak określono w jednym z zastrz. 6 do 8 albo zastrz. 9 albo zastrz. 14 do 16.
18. Kompozycja określona w zastrz. 17 do zastosowania jako lek.
19. Komórka wyrażająca na powierzchni antygenowe białko lub peptyd albo jego antygenową część lub populacja komórek, które można otrzymać sposobem określonym w jednym z zastrz. 9 do 16.
20. Populacja komórek jak określone w zastrz. 19 do zastosowania jako lek.
21. Zastosowanie antygenowego białka lub peptydu i czynnika fotouczulającego do wytwarzania leku do stymulowania odpowiedzi immunologicznej albo stymulowania CTL przez wyrażanie białka lub peptydu antygenowego albo jego antygenowej części na powierzchni komórki, przy czym komórką jest komórka prezentująca antygen wybrana z grupy obejmującej limfocyty, komórki dendrytyczne, makrofagi oraz komórki nowotworowe.
22. Zastosowanie według zastrz. 21, znamienne tym, że komórki są doprowadzane do kontaktu z antygenowym białkiem lub peptydem i z czynnikiem fotouczulającym, przy czym białko lub peptyd antygenowy i czynnik są pobierane do ograniczonego błoną wewnątrzkomórkowego przedziału komórki; oraz komórki są napromieniowywane światłem o długości fali skutecznej do aktywowania czynnika fotouczulającego, tak że błona przedziału wewnątrzkomórkowego ulega przerwaniu, uwalniając białko lub peptyd do cytozolu komórki bez zabijania komórki, przy czym uwolnione białko lub peptyd antygenowy albo jego antygenowa część jest następnie prezentowana na powierzchni takiej komórki.
23. Zastosowanie według zastrz. 22, znamienne tym, że białko lub peptyd antygenowy, czynniki fotouczulające oraz komórki są określone w jednym z zastrz. 2 do 8 albo 10 do 16.
24. Zastosowanie według jednego z zastrz. 21 - 23, znamienne tym, że lek jest stosowany do szczepienia.
25. Zastosowanie według jednego z zastrz. 21 - 23, znamienne tym, że lek jest stosowany do leczenia chorób wirusowych, nowotworu albo stwardnienia rozsianego.
26. Zastosowanie populacji komórek jak określono w zastrz. 19 do wytwarzania leku do stymulowania odpowiedzi immunologicznej albo stymulowania CTL.
27. Zastosowanie według zastrz. 26, znamienne tym, że lek jest stosowany do szczepienia.
28. Zastosowanie według zastrz. 26, znamienne tym, że lek jest stosowany do leczenia chorób wirusowych, nowotworu albo stwardnienia rozsianego.
PL355015A 1999-03-15 2000-03-10 Zastosowanie białka lub peptydu do wyrażania in vitro białka lub peptydu antygenowego albo jego antygenowej części na powierzchni komórki, oraz odpowiednie sposoby, kompozycje, komórki i zastosowanie medyczne PL208221B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9905911.5A GB9905911D0 (en) 1999-03-15 1999-03-15 Method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL355015A1 PL355015A1 (pl) 2004-03-22
PL208221B1 true PL208221B1 (pl) 2011-03-31

Family

ID=10849643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL355015A PL208221B1 (pl) 1999-03-15 2000-03-10 Zastosowanie białka lub peptydu do wyrażania in vitro białka lub peptydu antygenowego albo jego antygenowej części na powierzchni komórki, oraz odpowiednie sposoby, kompozycje, komórki i zastosowanie medyczne

Country Status (19)

Country Link
US (2) US8216587B1 (pl)
EP (1) EP1223973B1 (pl)
JP (1) JP4922490B2 (pl)
KR (1) KR100769113B1 (pl)
CN (1) CN100379450C (pl)
AT (1) ATE419866T1 (pl)
AU (1) AU771990B2 (pl)
CA (1) CA2367357C (pl)
CZ (1) CZ299370B6 (pl)
DE (1) DE60041347D1 (pl)
DK (1) DK1223973T3 (pl)
ES (1) ES2319255T3 (pl)
GB (1) GB9905911D0 (pl)
HU (1) HU227604B1 (pl)
MX (1) MXPA01009316A (pl)
NO (1) NO331101B1 (pl)
NZ (1) NZ514228A (pl)
PL (1) PL208221B1 (pl)
WO (1) WO2000054802A2 (pl)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK1339862T3 (en) * 2000-11-29 2014-02-17 Pci Biotech As PHOTO CHEMICAL INTERNALISATION VIRUS-MEDIATED MOLECULAR-DELIVERY INTO cytosol
CZ301427B6 (cs) * 2000-11-29 2010-02-24 Pci Biotech As Zpusob zavedení molekuly do cytosolu bunky
US20030031655A1 (en) * 2001-02-08 2003-02-13 Sequitur, Inc. Methods of light activated release of ligands from endosomes
GB0121023D0 (en) 2001-08-30 2001-10-24 Norwegian Radium Hospital Res Compound
CA2475003A1 (en) 2002-02-01 2003-08-07 Sequitur, Inc. Double-stranded oligonucleotides
US20060009409A1 (en) 2002-02-01 2006-01-12 Woolf Tod M Double-stranded oligonucleotides
GB0613753D0 (en) 2006-07-11 2006-08-23 Norwegian Radium Hospital Res Method
AU2007307206B2 (en) * 2006-10-04 2016-02-11 Janssen Pharmaceutica, N.V. Preparation of inactivated artificial antigen presenting cells and their use in cell therapies
GB0811955D0 (en) * 2008-06-30 2008-07-30 Pci Biotech As Method
GB0914287D0 (en) 2009-08-14 2009-09-30 Pci Biotech As Compositions
GB0914286D0 (en) * 2009-08-14 2009-09-30 Pci Biotech As Method
GB201208548D0 (en) 2012-05-15 2012-06-27 Pci Biotech As Compound and method
US20160040128A1 (en) * 2013-03-15 2016-02-11 Pci Biotech As Method
WO2015028575A1 (en) * 2013-08-28 2015-03-05 Pci Biotech As Immunisation method by photochemical internalisation
CN105873585A (zh) * 2013-08-28 2016-08-17 Pci生物技术公司 用于疫苗接种或免疫的化合物和方法
GB2517707B (en) * 2013-08-28 2020-09-02 Pci Biotech As A device for light-induced rupture of endocytic vesicles to effect the delivery of an antigen
US10973896B2 (en) * 2014-04-11 2021-04-13 Pci Biotech As Treatment or prevention of melanoma using photochemical internalization of a melanoma antigen
NZ729408A (en) 2014-08-28 2021-12-24 Pci Biotech As A method of photochemical internalization (pci) utilizing a antigenic molecule, a photosensitizing agent, and a cytokine
GB201415250D0 (en) * 2014-08-28 2014-10-15 Pci Biotech As Compound and method
GB201503776D0 (en) 2015-03-05 2015-04-22 Pci Biotech As Compound and method
DK3525783T3 (da) 2016-10-14 2021-01-18 Pci Biotech As Behandling af cholangiocarcinom med tpcs-2a-induceret fotokemisk internalisering af gemcitabin
CN107029236B (zh) * 2017-04-18 2020-04-10 中国医学科学院生物医学工程研究所 一种吲哚菁绿自组装纳米疫苗及制备方法
CN107217041B (zh) * 2017-07-11 2020-05-15 深圳华云生物技术有限公司 具有高抗原呈递的dc细胞和抗原特异性t细胞及其制备方法和应用
GB201718631D0 (en) 2017-11-10 2017-12-27 Pci Biotech As Method
JP2021531345A (ja) 2018-07-16 2021-11-18 ディーシープライム・ベスローテン・フェンノートシャップDcprime B.V. 腫瘍ワクチン接種に用いるための組合せ製品
WO2020217226A1 (en) 2019-04-25 2020-10-29 Dcprime B.V. Methods of tumor vaccination
WO2021191871A1 (en) 2020-03-27 2021-09-30 Dcprime B.V. In vivo use of modified cells of leukemic origin for enhancing the efficacy of adoptive cell therapy
CN115916963A (zh) 2020-03-27 2023-04-04 门德斯有限公司 白血病来源的经修饰细胞用于增强过继性细胞治疗的效力的离体用途
GB202101726D0 (en) 2021-02-08 2021-03-24 Pci Biotech As Method
GB202115451D0 (en) 2021-10-27 2021-12-08 Pci Biotech As Method
GB202301312D0 (en) 2023-01-30 2023-03-15 Pci Biotech As Method and product

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5258453A (en) 1992-01-21 1993-11-02 University Of Utah Drug delivery system for the simultaneous delivery of drugs activatable by enzymes and light
US20020168374A1 (en) 1992-08-07 2002-11-14 Ralph T. Kubo Hla binding peptides and their uses
US5651993A (en) 1992-11-18 1997-07-29 Yale University Specific immune system modulation
US5820872A (en) * 1992-11-18 1998-10-13 Yale University Methods and compositions for improving the effectiveness of X-irradiation therapy for the treatment of an internal solid tumor
NO180167C (no) * 1994-09-08 1997-02-26 Photocure As Fotokjemisk fremgangsmåte til å innföre molekyler i cellers cytosol
US6008211A (en) * 1995-07-27 1999-12-28 Pdt Pharmaceuticals, Inc. Photoactivatable compounds comprising benzochlorin and furocoumarin
JP3378889B2 (ja) * 1997-05-07 2003-02-17 キューエルティー インコーポレイテッド 光活性薬剤としてのモノヒドロベンゾポルフィリン誘導体のエチレングリコールエステル
CZ301427B6 (cs) 2000-11-29 2010-02-24 Pci Biotech As Zpusob zavedení molekuly do cytosolu bunky
GB201208548D0 (en) 2012-05-15 2012-06-27 Pci Biotech As Compound and method
CN105873585A (zh) 2013-08-28 2016-08-17 Pci生物技术公司 用于疫苗接种或免疫的化合物和方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002541072A (ja) 2002-12-03
US9737594B2 (en) 2017-08-22
WO2000054802A3 (en) 2002-05-10
NO20014491L (no) 2001-11-14
NZ514228A (en) 2004-01-30
CN100379450C (zh) 2008-04-09
DK1223973T3 (da) 2009-05-04
MXPA01009316A (es) 2003-07-14
AU771990B2 (en) 2004-04-08
ES2319255T3 (es) 2009-05-06
EP1223973B1 (en) 2009-01-07
PL355015A1 (pl) 2004-03-22
KR20010110664A (ko) 2001-12-13
HU227604B1 (en) 2011-09-28
KR100769113B1 (ko) 2007-10-22
NO20014491D0 (no) 2001-09-14
HUP0202441A3 (en) 2004-07-28
US8216587B1 (en) 2012-07-10
NO331101B1 (no) 2011-10-03
ATE419866T1 (de) 2009-01-15
HUP0202441A2 (en) 2002-10-28
WO2000054802A2 (en) 2000-09-21
JP4922490B2 (ja) 2012-04-25
CA2367357C (en) 2015-01-06
CZ20013328A3 (cs) 2002-03-13
CZ299370B6 (cs) 2008-07-09
AU3177100A (en) 2000-10-04
CN1376073A (zh) 2002-10-23
CA2367357A1 (en) 2000-09-21
GB9905911D0 (en) 1999-05-05
DE60041347D1 (de) 2009-02-26
EP1223973A2 (en) 2002-07-24
US20130330363A1 (en) 2013-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9737594B2 (en) Method of stimulating an immune response
US6680301B2 (en) Transfer of molecules into the cytosol of cells
US8008077B2 (en) Photochemical internalization for delivery of molecules into the cytosol
Li et al. Sono/photodynamic nanomedicine‐elicited cancer immunotherapy
Liu et al. ER-targeting PDT converts tumors into in situ therapeutic tumor vaccines
AU2002220853A1 (en) Photochemical internalization for delivery of molecules into the cytosol
RU2333246C2 (ru) Фотохимическая интернализация для доставки молекул в цитозоль
CZ9727U1 (cs) Prostředek pro modifikaci buněčných zejména nádorových procesů