PT92477A - PROCESS FOR EXPRESSING HIV PROTEINS IN DROSOPHILA CELLS - Google Patents
PROCESS FOR EXPRESSING HIV PROTEINS IN DROSOPHILA CELLS Download PDFInfo
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Description
-2- 70 291 SBC CASE 14430 MEMÓRIA DESCRITIVA Campo da invenção 0 presente invento refere-se genericamente à expressão de proteínas do HIV em células de Drosophlla e a purificação dos produtos genéticos expressos. Mals especificamente, o presente invento refere-se à produção dos produtos genéticos gpl60 e gp-120 do mutante novo por este sistema de expressão.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to the expression of HIV proteins in Drosophila cells and the purification of expressed gene products. More specifically, the present invention relates to the production of the gp160 and gp-120 gene products of the novel mutant by this expression system.
Antecedentes da invenção 0 vírus da imunodeficiência humana do tipo 1 (HIV-1) é o agente etiológico do sindroma da imuno-deficiência adquirida, também conhecido por SIDA· Este retrovírus tem uma organização genética complexa, incluindo repetições terminais longas (LTRs), os genes gag, pol, e env, e outros genes. Este retrovírus compreende um certo número de antigénios virais que são candidatos potenciais, quer sozinhos quer em combinação, como agentes de va cina capazes de induzir uma imuno-resposta protectora.BACKGROUND OF THE INVENTION Type 1 human immunodeficiency virus (HIV-1) is the etiological agent of the acquired immunodeficiency syndrome, also known as AIDS. This retrovirus has a complex genetic organization, including long terminal replicates (LTRs), the gag, pol, and env genes, and other genes. This retrovirus comprises a number of viral antigens which are potential candidates, either alone or in combination, as agents capable of inducing a protective immuno-response.
De entre os antigénios do HIV-1 mais prometedores destacam--se a glicoproteína do envelope virai (gpl6o) ou os seus fragmen tos específicos. 0 gene env codifica a glicoproteína precursora de 160 kilodalton (kd) do envelope virai. A gpl60 é clivada, após a tradução, numa glicoproteína de 120 kd (gpl20) e numa gli coproteína de 41 kd (gp41), que estão presentes na superfície do vírus. A gpl20, uma glicoproteína de 5H aminoácidos, está localizada nos dois terços da glicoproteína gpl60 na direcção do terminal amino, e está exposta no exterior do vírus. A gpl2o é cru ciai para a interacção do vírus com o seu receptor celular, a proteína CD4 presente na superfície dos linfocitos auxiliares, de macrofagos, e de outras células do sistema imunolégico. A gp-120 determina assim a selectividade do tecido da infecção virai e contribui para a citopatogenicidade do HIV pelo seu envolvimento na formação de sincício. A gp41, uma proteína de 345 aminoácidos derivada do terminal carboxilo da gpl60 é uma proteína de membrana integral do HIV-1, A gp4l contém uma série de aminoácidos hidrofébicos que fixam a proteína na bicamada de lípido da membrana de plasma celular. Crê-se que 0 terminal carboxilo da gp4l se salienta na partícula -3- 70 291 SBC CAS1 14430 viral. Crê-se que a gp41 ou uma sua porção, é responsável pela fusão entre as glicoproteínas de HIV, que se exprimem na superfície da célula, com as células apresentando receptores de superfície T^. A porção da gp4l que se crê ser responsável por esta fusão está localizada no terminal amino. Grê-se que esta fusão desempenha um papel na replicação virai. Ver p.e., M. Kowalski et al, Science, 237: 1351~55 (1987¾ D.M» Knight et al, Science, 236: 837-36 (1987).Among the most promising HIV-1 antigens are the viral envelope glycoprotein (gp110) or their specific fragments. The env gene encodes the 160 kilodalton precursor glycoprotein (kd) from the viral envelope. Gp160 is cleaved, after translation, into a 120 kD glycoprotein (gp120) and a 41 kD glycoprotein (gp41), which are present on the surface of the virus. Gpl20, a 5H amino acid glycoprotein, is located in two-thirds of the gp160 glycoprotein towards the amino-terminal, and is exposed outside the virus. Gp220 is cross-linked to the interaction of the virus with its cell receptor, the CD4 protein present on the surface of the helper lymphocytes, macrophages, and other cells of the immune system. Gp-120 thus determines the tissue selectivity of the viral infection and contributes to the cytopathogenicity of HIV by its involvement in the formation of the syncytium. Gp41, a 345 amino acid protein derived from the carboxyl terminus of gp160 is an integral membrane protein of HIV-1, gp4l contains a series of hydrophobic amino acids that attach to the protein in the lipid bilayer of the cell plasma membrane. The carboxyl terminus of gp41 is believed to be stressed on the viral particle -3- 70 291 SBC CAS1 14430. Gp41 or a portion thereof is believed to be responsible for the fusion between the HIV glycoproteins, which are expressed on the surface of the cell, with the cells having Tâ,, surface receptors. The portion of gp 41 believed to be responsible for this fusion is located at the amino terminus. It is believed that this fusion plays a role in viral replication. See e.g., M. Kowalski et al., Science, 237: 1351-55 (1987) D.M. Knight et al., Science, 236: 837-36 (1987).
Estas glicoproteínas virais assumem uma estrutura terciária como espigões virais projectando-se para o exterior da superfície da partícula virai. Crê-se que a cada partícula virai nova, sintetizada, estão associados cerca de 70 a 8o espigões. Â medida que a partícula virai envelhece, os espigões desaparecem, aparentemente devido ao facto de a associação entre a gpl20 e a gp4l ser fraca. Assim, para partículas virais sintetizadas novas, crê-se que este espigão de glicoproteína virai é o alvo mais imediatamente acessível para o imuno-sistema após a infec-ção. Têm sido descritos anticorpos neutralizantes do vírus, dirigidos contra os epítopos gpl20 e gp4l. Tem sido especifica-mente notado que um sítio alvo para anticorpos neutralizantes específicos do tipo, está localizado na metade 3' da molécula de glicoproteína gpl20. 0 gene env do HIV-1 tem sido assim o alvo de numerosas investigações recentes, obteve-se anteriormente a expressão da gpl60 glicosilada em células de mamífero e em certas células de insecto de baculovirus por grupos que descreveram também a indu ção das imuno-respostas humoral e celular a estes antigénios. Exprimiu-se recombinantemente a gpl20 utilizando promotores he-terólogos em vários sistemas. Ver, p.e., S. Chakrabarti et al, Nature (London), 320: 535 (1986); S.I. Hu et al, Wature (London), 320? 537 (1986); e M.P. Kieny et al, Biotechnology, 4: 790 (1986). L.A. Laski et al, Science, 233: 209-212 (1986) construíram um certo número de plasmídeos contendo genes env mutantes para transfecção em células de mamífero, especificamente, em células de ovário de "hamster" chinês (CHO)· Estes investigadores segregaram um produto genético, codificado num plasmídeo contendo -4- 70 291 SBC CASE 14430 os primeiros 50 aminoácidos da glicoproteína D (gD) ligada em fase a uma sequência de aminoácidos (#61-^531) da proteína env, a um sinal poliA do HBsAg , a um gene DHFR e à origem de repli-cação SV40· Produziu-se um antigénio de envelope recombinante contendo 25 aminoácidos da gD no seu terminal amino e sem 30 re síduos do antigénio maduro processado a partir da gpl20, e também com uma eliminação da sequência da gp41 (cerca de 20 aminoácidos do terminal carboxilo para o sítio de processamento precursor de 160 kd). 0 gene resultante tinha 520 aminoácidos de comprimento. Quando transfectado em células CH0» os sobrena-dantes condicionados pelas células continham uma proteína de 130 kd» designada por gpl30·These viral glycoproteins assume a tertiary structure as viral spikes projecting outwardly from the surface of the viral particle. It is believed that about 70 to 80 spikes are associated with each new, synthesized viral particle. As the viral particle ages, the spikes disappear, apparently due to the fact that the association between gp120 and gp4l is weak. Thus, for novel synthesized viral particles, it is believed that this viral glycoprotein spike is the most readily accessible target for the immuno system after infection. Virus neutralizing antibodies directed against the gp120 and gp41 epitopes have been described. It has been specifically noted that a target site for type-specific neutralizing antibodies is located on the 3 'half of the gp120 glycoprotein molecule. The HIV-1 env gene has thus been the target of numerous recent investigations, the expression of the glycosylated gp160 has previously been obtained in mammalian cells and in certain baculovirus insect cells by clusters which also described the induction of the immunoregulators humoral and cellular effects to these antigens. Gp120 was recombinantly expressed using heterologous promoters in various systems. See, e.g., S. Chakrabarti et al, Nature (London), 320: 535 (1986); S.I. Hu et al, Wature (London), 320? 537 (1986); and M.P. Kieny et al., Biotechnology, 4: 790 (1986). L.A. Laski et al., Science, 233: 209-212 (1986) constructed a number of plasmids containing mutant env genes for transfection into mammalian cells, specifically, in " hamster " ovary cells " Chinese (CHO). These researchers secreted a gene product encoded in a plasmid containing the first 50 amino acids of glycoprotein D (gD) bound in an amino acid sequence (# 61-531) of the env protein, a HBsAg polyA signal, a DHFR gene and the SV40 origin of replication. A recombinant envelope antigen containing 25 amino acids of gD was produced at its amino terminus and without residues of the mature antigen processed to from gp120, and also with a deletion of the gp41 sequence (about 20 amino acids from the carboxy terminus to the 160 kd precursor processing site). The resulting gene was 520 amino acids in length. When transfected into CHO cells, the cell-conditioned supernatants contained a 130 kd protein, called gpl30.
Uma última publicação, L-A. Laski et al, Gell, 50: 975-986 (1987), discutiu a interacção entre a glicoproteína gpl20 e o seu receptor celular, CD4. Eliminando 12 aminoácidos contidos entre os aminoácidos 4410-421 da gpl20, resultou uma perda total da ligação. Similarmente, uma simples substituição de and noacido na posição 417 resultou numa diminuição da ligação.One last publication, L-A. Laski et al., Gell, 50: 975-986 (1987), discussed the interaction between gp120 glycoprotein and its cellular receptor, CD4. Removing 12 amino acids contained between amino acids 4410-421 of gp120 resulted in complete loss of binding. Similarly, simple substitution of the acid at position 417 resulted in a decrease in binding.
Kowalski et al, anteriormente citado, introduziu mutações de elimibação e inserção num plasmídeo que codifica a glicopro teína de envelope derivada da estirpe HTLV-IIIg do HIV-1. 0 plasmídeo continha também o gene art. Usaram-se as linhagens de células de mamífero CD4+ e CD4- exprimindo o produto de gene tat como recipientes de transfecção para estudar a capacida de das células transfectadas em se fundirem.Kowalski et al., Supra, introduced deletion and insertion mutations in a plasmid encoding envelope glycoprotein derived from HIV-1 HTLV-IIIg strain. The plasmid also contained the gene art. The CD4 + and CD4 mammalian cell lines were expressed by expressing the tat gene product as transfection vessels to study the ability of the transfected cells to fuse.
Knight et al, anteriormente citado, descreve a expressão da proteína transactivadora art/trs do HIV em células de mamífero. A linhagem de células de mamífero usada para a expressão destas proteínas do HIV foi a linhagem de células de macaco C0S-7 · Estes plasmídeos utilizaram o LTK de HIV como promo tor e sinais de processamento de ARN do SV4o para exprimir o ADN inserido como um ABU mensageiro funcional · Para exprimir a gpl20, desenvolveu-se um plasmídeo pEIVl60 que contém toda a região de codificação do gene env fundida com o ITR de HIV- S.W. Py 1 e, Aids Research and Human Retrovlruses , 3(4): 387 (1987) descreve a purificação da glicoproteína gpl20> a partir de fluidos de cultura de células H9 infectadas com HIV, por cromatografia de imunoafinidade. -5“ 70 291 SBC CASE 14430 A Patente dos E.U.A· n5. 4 725 669 descreve também glicopro teínas com aproximadamente 16o kd e 120 kd obtidas a partir da linhagem de células H9/HTLV-III humanas, cada uma com um grupo não glicosllado com aproximadamente 90 kd.Knight et al, supra, describes the expression of HIV art / trs transactivating protein in mammalian cells. The mammalian cell line used for the expression of these HIV proteins was the C0S-7 monkey cell line. These plasmids used HIV LTK as promoter and SV4o RNA processing signals to express the inserted DNA as a ABU functional messenger · To express gp120, a plasmid pEIV160 containing the entire env gene coding region fused to the HIV-SW ITR ITR was developed and Aids Research and Human Retroviruses, 3 (4): 387 ( 1987) describes the purification of glycoprotein gp120 > from H9 cell culture fluids infected with HIV, by immunoaffinity chromatography. -5 "70 291 SBC CASE 14430 U.S. Pat. 4,725,669 also describes glycoprotein with approximately 16o kd and 120kd obtained from the human H9 / HTLV-III cell line, each with a non-glycosylated group of approximately 90 kd.
Fox, Bioteohnology, 6: 116 (1988) descreve a vacina do HIV--1, VAXSYN desenvolvida pela MicroGeneSys. Esta publicação não descreve quaisquer pormenores sobre esta vacina. D.L. Lynn, et al, em "Mechanisms of Gontrol of Gene Sxpres-sion", Eds. Allan R. Lisa Ine. pags. 359-368 (1988) descrevem a clonação de todo o gene da gpl60 por detrás do promotor de poli-édro do baculovirus Autographacalifornica. Estas células de in-secto infectadas com o vírus recombinante exprimem uma proteína que é libertada da célula após lise. Esta proteína co-migra com a gpl60» não é clivada em gpl20 e gp41, e está glicosilada e associada à membrana celular. Quando desglicosilada com a N-glica nase, a proteína tinha um peso molecular de aproximadamente 96 kd. A proteína recombinante era imuno-reactiva com proteínas de células H9 infectadas com HIV, com anti-soros em relação a uma fracção recombinante da gpl20> com a própria gpl20> com um fragmento de peptídeo da gp4l e com soros de SIDA humano- R. L·. Willey, et al, Proc. Hat'1 Acad. Sei., USA, 83: 5038 (1986) discute regiões hipervariáveis de aminoácidos na proteína gpl20· Uma publicação posterior R.L. Willey et al, J. Viro!., 62(1): 139 (1988), estudou uma região no gene env necessária para a infecção. Descrevem-se aqui especificamente substituições de aminoácido nos codoes Asp de quatro sítios de glicosilação, ligados a N, no gene da gpl20. W.R. Gallagher, Gell, 50^ 327 (1987) discute uma sequência de peptídeo de fusão da proteína de transmembrana gp4l do HIV. S. D. Putney et al, Science, 234: 1392 (1986) descreve a pro dução de anticorpos neutralizantes para um fragmento produzido por E. coli do gene env do HIV. B.J. Bond et al, Mol. Cell. Blol·., .6(6): 2080 (1986) descre ve a estrutura do gene 50 da actina da Drosophlla melanogaster. Esta publicação discute os dois sítios de início de transcrição do gene 5C áa actina e fusões entre as sequências de promotor e o gene da cloramfenicolaeetiltransferase bacteriana inserido -6- 70 291 SBC CASE 14430 nas células hospedeiras da p. melanogaster. P.J. Barr et al, Vaccine, 5: 90 (1987) descreve a expressão de proteínas HIV na levedura Sacoharomyces cerevislae. H. Johansen et al, 28th Annual Drosophila Gonference, p. 41 (1987) é um resumo publicado pelos inventores do presente pedido de patente que resumidamente descreve que se exprimiram genes gal K de E. coli, regulados por um promotor metalotioneína de Drosophila, em linhagens de células de Drosophila. A. Vanderatraten et al, Proceedings of the 7th International Gonference on Invertebrate and Fish Tissue Gulture, Abstract, University of Tokyo Press, Japan, (1987) e A· Vanderatraten et al, em "invertebrate and Fish Tissue Gulture", Eds. Y. Iíuroda et al, Japan Scientific Societies Press, Tokyo» pags. 131-134, (1988) são também publicações dos presentes inventores que discu tem um sistema de selecção da higromicina B para utilização na expressão de genes estranhos em células de D. melanogaster em cultura. 0 resumo refere que se usou o sistema para co-introdu-zlr e sobre-exprimir o gene gal K de 1. coli e outros genes de origem mamífera.Fox, Biotechnology, 6: 116 (1988) describes the HIV-1 vaccine, VAXSYN developed by MicroGeneSys. This publication does not describe any details about this vaccine. D. L. Lynn, et al., &Quot; Mechanisms of Gontrol of Gene Expression ", Eds. Allan R. Lisa Ine. pp. 359-368 (1988) describe the cloning of the entire gp160 gene behind the baculovirus polyaddition promoter Autographacalifornica. These in-sect cells infected with the recombinant virus express a protein that is released from the cell after lysis. This protein co-migrates with gp160 'is not cleaved into gp120 and gp41, and is glycosylated and associated with the cell membrane. When deglycosylated with N-glycine nase, the protein had a molecular weight of approximately 96 kd. The recombinant protein was immunoreactive with HIV-infected H9 cell proteins, with antisera against a recombinant gp120 fraction > with gpl20 itself > with a peptide fragment of gp4I and with human AIDS sera - R.L. Willey, et al., Proc. Hat'1 Acad. Sci., USA, 83: 5038 (1986) discusses hypervariable amino acid regions in the gp120 protein. A later publication RL Willey et al., J. Virol., 62 (1): 139 (1988), studied a region in the env gene required for infection. Specifically described herein are amino acid substitutions in the Asp codes of four N-linked glycosylation sites in the gp120 gene. W.R. Gallagher, Gell, 50, 327 (1987) discusses a fusion peptide sequence of the HIV transmembrane gp4I protein. S. Putney et al., Science, 234: 1392 (1986) describes the production of neutralizing antibodies to a fragment produced by E. coli of the HIV env gene. B.J. Bond et al, Mol. Cell. Blol., 6 (6): 2080 (1986) describes the structure of the Drosophila melanogaster actin gene 50. This publication discusses the two transcription initiation sites of the 5C actin gene and fusions between the promoter sequences and the bacterial chloramphenicolae ethyltransferase gene inserted -6- 70 291 SBC CASE 14430 in the host cells of p. melanogaster. P.J. Barr et al., Vaccine, 5: 90 (1987) describes the expression of HIV proteins in yeast Sacoharomyces cerevislae. H. Johansen et al, 28th Annual Drosophila Gonference, p. 41 (1987) is a summary published by the inventors of the present application which briefly describes the expression of E. coli gal K genes regulated by a Drosophila metallothionein promoter in Drosophila cell lines. A. Vanderatraten et al., Proceedings of the 7th International Conference on Invertebrate and Fish Tissue Gulture, Abstract, University of Tokyo Press, Japan, (1987) and A · Vanderatraten et al., &Quot; invertebrate and Fish Tissue Gulture ", Eds. Y. Iuroda et al., Japan Scientific Societies Press, Tokyo. 131-134, (1988) are also publications of the present inventors which discusses a hygromycin B selection system for use in expression of foreign genes in cultured D. melanogaster cells. The summary reports that the system was used to co-introduce and over-express the gal K gene of 1. coli and other genes of mammalian origin.
Mantém-se assioyíía arte a necessidade de produzir proteínas do HIV com níveis de produção elevados para utilização como agen tes de vacinas e de diagnóstico.The need to produce HIV proteins with high levels of production for use as vaccine and diagnostic agents is maintained.
Sumário da invençãoSUMMARY OF THE INVENTION
Num seu aspecto, o presente invento refere-se a uma unidade de expressão do gene env do HIV que inclui uma sequência de codificação de ADN para a proteína desejada e as sequências reguladoras necessárias para a transcrição da sequência de codificação da proteína e tradução subsequente numa célula de Drosophila. umIn one aspect, the present invention relates to an HIV env gene expression unit which includes a DNA coding sequence for the desired protein and the regulatory sequences necessary for the transcription of the protein coding sequence and subsequent translation into one Drosophila cell. one
Em aspectos relacionados, o presente invento descreve/rector de ADN que compreende a unidade de expressão de gene do presente invento.In related aspects, the present invention describes a DNA construct comprising the gene expression unit of the present invention.
Ainda num outro aspecto relacionado, o presente invento refere-se a uma célula de Drosophila transfectada com o vector de ADN da invenção·In yet another related aspect, the present invention relates to a Drosophila cell transfected with the DNA vector of the invention
Em outros aspectos relacionados, o presente invento descreve uma proteína env do HIV, ou um seu derivado, produzida pelas célu las de insecto transfectadas do presente invento. 0 derivado -7- 70 291 SBG GASE 14430 compreende qualquer proteína env do HIV tais como as resultantes de eliminações, adições, substituições ou rearranjos de aminoáci dos ou de suas modificações químicas, que mantenham a sua capaci dade para serem reconhecidas por anticorpos criados contra a pro teína env do HIV do tipo selvagem.In other related aspects, the present invention describes an HIV env protein, or a derivative thereof, produced by the transfected insect cells of the present invention. The GASE 14430 derivative comprises any HIV env protein such as those resulting from deletions, additions, substitutions or rearrangements of amino acids or of their chemical modifications, which retain their ability to be recognized by antibodies raised against the wild type HIV env protein.
Num outro aspecto, o presente invento refere-se a uma vacina para estimular a protecçao contra a infecção por HIV, que com preende uma quantidade imuno-protectora não tóxica da proteína env do HIV produzida de acordo com o presente invento· 0 presente invento fornece também um agente de diagnóstico útil para detectar a presença de infecção pelo HIV numa amostra de fluido biológico que contém uma proteína de HIV produzida por uma célula de Drosophila do presente invento· Adieionalmen te, pode usar-se a proteína env do presente invento para identi. ficar ou isolar proteínas ou substâncias proteicas que se ligam ao HIV, tais como o GD4 ou seus derivados. 0 presente invento refere-se também a um processo de prepa ração de uma proteína env do HIV ou de um seu derivado imunogé-nico· 0 processo compreende a cultura de células de Drosophila transfectadas com uma unidade de expressão do gene env do HIV num meio adequado para o crescimento das células. As células transfectadas, cultivadas no referido meio adequado, são capazes de exprimir a referida proteína de interesse. A proteína pode depois ser recolhida a partir das células ou a partir do meio de cultura das células. 0 presente invento descreve também um método de purificação das proteínas de HIV ou dos seus fragmentos que se ligam a um anticorpo monoclonal reactivo, com um epítopo presente na gpl20 madura e também na proteína intracelular, não processada, gplõO· Entre os anticorpos desta classe encontra-se o anticorpo monoclonal de ratinho designado por 178.1.In another aspect, the present invention relates to a vaccine for stimulating protection against HIV infection, which comprises a non-toxic immuno-protective amount of the HIV env protein produced in accordance with the present invention. The present invention provides also a diagnostic agent useful for detecting the presence of HIV infection in a sample of biological fluid containing an HIV protein produced by a Drosophila cell of the present invention. In addition, the env protein of the present invention may be used to identify . or isolate proteins or protein substances that bind to HIV, such as GD4 or derivatives thereof. The present invention also relates to a method of preparing an HIV env protein or an immunogenic derivative thereof. The method comprises culturing Drosophila cells transfected with an HIV env gene expression unit in a medium suitable for cell growth. The transfected cells, cultured in said suitable medium, are capable of expressing said protein of interest. The protein can then be harvested from the cells or from the culture medium of the cells. The present invention also describes a method of purifying HIV proteins or fragments thereof which bind to a reactive monoclonal antibody with an epitope present on the mature gp120 and also on the unprocessed intracellular protein gp110. Among the antibodies of this class The mouse monoclonal antibody designated 178.1.
Na descrição seguinte descrevem-se outros aspectos e pormenores do presente invento·Further aspects and details of the present invention are described in the following description.
Descrição detalhada da invenção 0 processo e o sistema de expressão do presente invento fa cilita a produção das proteínas do HIV com níveis elevados, -8- 70 291 SBC CASE 14430 particularmente da gpl20, gpl6o e dos seus derivados» numa estru ra de células de Drosophila. As células de Drosophlla são tran£ fectadas usando técnicas de clonação convencionais que permitem a introdução do ADN estranho numa célula de hospedeiro sem afec-tar adversamente o ADN estranho ou a célula do hospedeiro. As células de Drosophila recombinantes assim construídas produzem proteínas HIV.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The process and expression system of the present invention facilitates the production of HIV proteins with high levels of SBC CASE 14430 particularly of gp2020, gp120 and its derivatives in a cell structure of Drosophila. Drosophila cells are transfected using standard cloning techniques that allow introduction of the foreign DNA into a host cell without adversely affecting the foreign DNA or host cell. Recombinant Drosophila cells thus constructed produce HIV proteins.
Por contraste com o sistema de Baculovirus da arte anterior» onde apenas se obtém a proteína do HIV por lise das células de insecto infectadas, o processo do presente invento proporciona um sistema de expressão celular contínuo para as proteínas do HIV. Após a secreção, a proteína é obtida por purificação a par tir do meio de cultura usando técnicas convencionais. AlternaW vamente, a proteína pode ser produzida intracelularmente ou liga da a membrana. A proteína pode ser extraída das células usando técnicas convencionais. Alternativamente, pode utilizar-se a proteína ligada a membrana numa variedade de ensaios associados a células.In contrast to the prior art Baculovirus system, where only HIV protein is obtained by lysis of infected insect cells, the process of the present invention provides a continuous cellular expression system for HIV proteins. Upon secretion, the protein is obtained by purification from the culture medium using standard techniques. Alternatively, the protein may be produced intracellularly or ligated to the membrane. Protein can be extracted from the cells using standard techniques. Alternatively, membrane bound protein can be used in a variety of cell-associated assays.
Uma linhagem preferida de células de Drosophila para uso na prática do presente invento é a linhagem de células D. melanogas-ter S^. As células Sg /fSchneider, J. Eknbryol. Exp. Morph. 27 · 353 (1972)_J7são culturas de células estáveis de células de Droso-phila embrionária poliploide. A introdução da sequência de codificação de ADNc para a gpl6o, ou das suas subunidades gpl20 ou gp4l ou dos seus derivados, em células de Drosophila 82» Por técnicas de transfecção de ADN, produz quantidades inesperadamente elevadas de glicoproteína. A utilização das células de Drosophila S2 tem muitas vantagens que incluem, mas não estão limitadas a, a sua capacidade para crescerem até uma densidade elevada à temperatura ambiente. A integração estável do sistema de selec-ção produziu até 1000 cópias da unidade de expressão de gene transfectada nos cromossomas da célula.A preferred lineage of Drosophila cells for use in the practice of the present invention is the D. melanogas ter strain. Sg / fSchneider cells, J. Eknbryol. Exp. Morph. 27, 353 (1972) are stable cell cultures of polyploid embryonic Droso-phila cells. The introduction of the cDNA coding sequence to the gp120, or its gp120 or gp41 subunits or derivatives thereof, into Drosophila cells 82. By DNA transfection techniques, it produces unexpectedly high amounts of glycoprotein. The use of the Drosophila S2 cells has many advantages which include, but are not limited to, its ability to grow to a high density at room temperature. The stable integration of the selection system produced up to 1000 copies of the gene expression unit transfected into the chromosomes of the cell.
Podem também utilizar-se no presente invento sistemas de cultura de outras células de Drosophila. Algumas celuías possivelmente úteis incluem, por exemplo, a linhagem de células de Drosophila melanogaster KC-0 que é uma linhagem de células isenta de soro /Schulz et al, Pr 00. Nat Ί Acad. Sei. TJSA, 83: 9428 -9- 70 291 SBC CASE 14430 (1986 )_J7. Estudos preliminares usando a linhagem KC-0 têm suge rido que a transfecção é mais difícil do que com as células S£·Culture systems from other Drosophila cells may also be used in the present invention. Some useful cell lines may include, for example, the cell line of Drosophila melanogaster KC-0 which is a serum free cell line / Schulz et al., Pr. Nat. Acad. Know. TJSA, 83: 9428-9701, SBC CASE 14430 (1986)]. Preliminary studies using the KC-0 strain have suggested that transfection is more difficult than with S £ · cells
Outra linhagem de células que pode ser útil é a linhagem de células da Drosophila hydei. Pode obter-se a expressão da proteí_ na usando a linhagem de células hydei; contudo, a transfecção nesta linhagem de células pode resultar na expressão do ADN transfectado com uma eficiência muito pequena /"Sinclair et al,Another cell line that may be useful is the Drosophila hydei cell line. Expression of the protein can be obtained using the hydei cell line; however, transfection in this cell line can result in the expression of the transfected DNA with very little efficiency / Sinot et al,
Mol. Cell. Biol♦, 5: 3208 (1985)_/· Outras linhagens de células de Drosophila disponíveis que podem ser usadas no presente inven to incluem as linhagens e S^·Mol. Cell. Biol., 5: 3208 (1985). Other available Drosophila cell lines that can be used in the present invention include the strains and S ^
As células de Drosophila seleccionadas para utilização no presente invento podem ser cultivadas numa variedade de meios de cultura adequados, incluindo, p.e., o meio . 0 meio consis_ te numa formulação de sais equilibrados e de aminoácidos essenciais, a um pH de 6,6. 0 meio é preparado essencialmente como se descreve em Lindquist, DIS, 58:163 (1982). Podem também usar--se outros meios convencionais para 0 crescimento de células de Drosophila.Drosophila cells selected for use in the present invention may be cultured in a variety of suitable culture media, including, e.g., the medium. The medium comprises a formulation of balanced salts and essential amino acids at a pH of 6.6. The medium is prepared essentially as described in Lindquist, DIS, 58: 163 (1982). Other conventional means for the growth of Drosophila cells may also be used.
Pode usar-se uma molécula ou um vector de ADN recombinante contendo a unidade de expressão do gene da proteína do HIV para transfectar as células de Drosophila seleccionadas de acordo com a invenção. A unidade de expressão de gene contém uma sequência de codificação de ADN para uma proteína HIV selecciona-da ou para um seu derivado. Estes derivados podem ser obtidos por manipulação da sequência do gene usando técnicas tradicionais de engenharia genetética, p.e., mutagénese, tratamento com endonu clease de restrição, ligação de outras sequências de gene incluijn do sequências sintéticas e outras. Ver, p.e., T. Maniatis el al, Molecular Gloning, A Laboratory Manual., Cold gpring Harbor Labo ratory, Cold Spring Harbor. NY (1982).A recombinant DNA molecule or vector containing the HIV protein gene expression unit may be used to transfect the Drosophila cells selected according to the invention. The gene expression unit contains a DNA coding sequence for a selected HIV protein or a derivative thereof. These derivatives can be obtained by manipulating the gene sequence using traditional genetic engineering techniques, e.g., mutagenesis, restriction endonuclease treatment, binding of other gene sequences including the synthetic sequences, and the like. See, e.g., T. Maniatis et al., Molecular Gloning, A Laboratory Manual., Cold Gpring Harbor Lab., Cold Spring Harbor. NY (1982).
Poi publicada recentemente a sequência de codificação de ADN do HIV. Ver Katner et al, Nature 313:277-284 (1985) ou Wain--Hobson et al, Cell 40:9-17 (1985). A sequência de nucleétidos esta também disponível no GenBank (clone BH10, Ratner et al, supra).The HIV coding sequence has recently been published. See Katner et al, Nature 313: 277-284 (1985) or Wain-Hobson et al, Cell 40: 9-17 (1985). The nucleotide sequence is also available from GenBank (clone BH10, Ratner et al, supra).
As moléculas de ADN compreendendo a sequência de codificação do presente invento podem ser obtidas a partir de células infectadas com HTLVt-III usando técnicas conhecidas (ver, Hann et al, -10- 70 291 SBG CASE 14430DNA molecules comprising the coding sequence of the present invention can be obtained from HTLVt-III infected cells using known techniques (see, Hann et al, 10 10 70 291 SBG CASE 14430
Nature 312-166-169 (1984)» ou» em alternativa, podem ser sintetizadas por técnicas de oligonucleótidos convencionais. Além disso, existem numerosas células hospedeiras recombinantes contendo as sequências de codificação de ADI clonado, que estão nor malmente disponíveis.Nature 312-166-169 (1984), or alternatively, may be synthesized by conventional oligonucleotide techniques. In addition, there are numerous recombinant host cells containing the cloned ADI coding sequences, which are usually available.
Os derivados podem ser preparados por técnicas convencionais» incluindo a síntese de ADI* Istes derivados podem incluir, p.e.» as moléculas gpl2o ou gp!60 onde foram substituídos, adicio nados ou eliminados um ou mais aminoácidos sem afectar significativamente, de um modo adverso a capacidade de ligação ou as cara-cterísticas biológicas da proteína. Os derivados destas proteínas podem também ser preparados por técnicas de modificação quími ca convencionais, p.e., acilação, metilação.The derivatives may be prepared by conventional techniques including ADI synthesis. Such derivatives may include, for example, gp120 or gp160 molecules where one or more amino acids have been substituted, added or eliminated without significantly adversely affecting binding ability or biological characteristics of the protein. Derivatives of these proteins may also be prepared by conventional chemical modification techniques, e.g., acylation, methylation.
Na unidade de expressão de gene incluem-se também as regiões reguladoras necessárias ou desejáveis para a transcrição da sequência de codificação da proteína HIV e sua subsequente tradução e expressão na célula de hospedeiro· A região reguladora contém tipicamente uma região promotora que funciona na ligação da polimerase de ARI e no início da transcrição do ARI· A região promotora encontra-se, tipicamente, a montante da sequência de codificação da proteína do HIV.Also included in the gene expression unit are the necessary or desirable regulatory regions for the transcription of the HIV protein coding sequence and their subsequent translation and expression in the host cell. The regulatory region typically contains a promoter region that functions at the binding of ARI polymerase and at the start of ARI transcription. The promoter region is typically upstream of the HIV protein coding sequence.
Os promotores preferidos são originários da Drosophila, p.e., o promotor de metalotioneína de Drosophila /ΓLastowski-Perry et al, J. Biol. Chem., 260: 1527 (1985 )J7. Este promotor induzível dirige a transcrição de alto nível do gene na presença de metais, p.e., CuSO^· A utilização do promotor de metalotioneína de Dro-sophila resulta no sistema de expressão da invenção mantendo uma regulação total mesmo para um número de cópias muito elevado.Preferred promoters are from Drosophila, e.g., the Drosophila / ΓLastowski-Perry metallothionein promoter et al, J. Biol. Chem., 260: 1527 (1985) J7. This inducible promoter directs the high level transcription of the gene in the presence of metals, eg, CuSO4. The use of the Dro-sophila metallothionein promoter results in the expression system of the invention maintaining a complete regulation even for very high copy number .
Este facto está em contraste directo com a utilização do promotor de metalotioneína de mamífero em células de mamífero, caso este, em que o efeito regulador do metal diminui à medida que o número de cópias aumenta. Io sistema de expressão de Drosophila, este efeito de indução que é mantido, aumenta a expressão do produto do gene na célula de Drosophila para um numero elevado de copias. 0 promotor do gene 50 da actina de ^Drosophila B.J. Bond et al, Mol. Cell. Biol., 6: 2080 (1986).7 constitui também uma -11- 70 291 SBG CASE 14430 sequência de promotor desejável. 0 promotor $G da actina é um promotor constitutivo e não requer a adição de metal. Deste modo é mais adequado para utilização num sistema de produção em grande escala, tal como um sistema de perfusao, do que o promotor de metalotioneína de Drosophila. Uma vantagem adicional consiste no facto de a ausência de uma concentração elevada de cobre no meio manter as células num estado mais saudável por pe ríodos de tempo mais prolongados.This is in direct contrast to the use of the mammalian metallothionein promoter in mammalian cells, in which case the regulatory effect of the metal decreases as the number of copies increases. The Drosophila expression system, this induction effect which is maintained, increases the expression of the gene product in the Drosophila cell for a large number of copies. The Drosophila B.J. Bond et al., Mol. Cell. Biol., 6: 2080 (1986) .7 also constitutes a desirable promoter sequence. The actin promoter G is a constitutive promoter and does not require the addition of metal. It is therefore more suitable for use in a large-scale production system, such as a perfusion system, than the Drosophila metallothionein promoter. A further advantage is that the absence of a high concentration of copper in the medium maintains the cells in a healthier state for longer periods of time.
Exemplos de outros promotores de Drosophila conhecidos incluem, p.e., o promotor induzível por choque térmico (Hsp70) e o promotor COPIA LTR. Oom o promotor prematuro SV40 obtêm-se níveis de expressão mais baixos do que com o promotor de metalo tioneína de Drosophila. Os promotores que são normalmente usados nos vectores de expressão de células, incluindo, p.e., o LTR de sarcoma vírus de Rous de ave e o vírus de símio (promotor prematuro SV4o) demonstram um funcionamento e uma expressão pobre no sistema Drosophila.Examples of other known Drosophila promoters include, e.g., the heat shock inducible promoter (Hsp70) and the COPIA LTR promoter. The SV40 preterm promoter yields lower expression levels than with the Drosophila metallotoxin promoter. Promoters that are commonly used in cell expression vectors, including, e.g., avian Rous sarcoma LTR and simian virus (SV4o preterm promoter) demonstrate poor functioning and expression in the Drosophila system.
Uma unidade de expressão ou um vector de expressão de gene desejável para a proteína HIV pode ser construída fundindo a s^ quência de codificação da proteína HIV com uma sequência de sinal desejável. A sequência de sinal actua no sentido de dirigir a secreção da proteína a partir da célula de hospedeiro. Esta sequência de sinal pode ser obtida a partir da sequência de acti. vador de plasminogeneo de tecido (tPA). Outras sequências de s^L nal disponíveis incluem, p.e., as derivadas do gene HSV-I gD do vírus Herpes Simplex /~Lasky et al, Science, supraJ7. A sequência de codificação de ADN do HIV pode também ser seguida de uma região de poliadenilação (poli A), tal como, por exemplo, uma região poli A prematura SV40· A região poli A que funciona na poliadenilação dos transcritos de ARH parece desempenhar um papel na estabilização da transcrição· Pode obter-se uma região poli A, similar, a partir de uma variedade de genes nos quais está naturalmente presente. Esta região pode ser também modificada para alterar a sua sequência desde que as funções de poliadenilação e de estabilização da transcrição não sejam, significativamente, afectadas de um modo adverso· -12- 70 291 SBC CASE 14450 A molécula de ADN recombinante pode também compreender um marcador de selecção genética» bem como as funções do gene da proteína HIV. 0 marcador de selecção pode ser qualquer gene ou genes que provoquem uma mudança fenotípica facilmente detete tável numa célula de hospedeiro transfectada. Esta mudança fe notípica pode ser, por exemplo, resistência às drogas, por exem pio, o gene da resistência à higromicina B.An expression unit or a gene expression vector desirable for the HIV protein can be constructed by fusing the coding sequence of the HIV protein with a desirable signal sequence. The signal sequence acts in order to direct the secretion of the protein from the host cell. This signal sequence can be obtained from the actin sequence. of tissue plasminogen (tPA). Other available sequences include, e.g., Those derived from the HSV-I gene of Herpes Simplex virus, Lasky et al., Science, supra. The HIV-DNA coding sequence may also be followed by a polyadenylation region (poly A), such as, for example, a SV40 premature poly A region. The poly A region that functions in the polyadenylation of the ARH transcripts appears to play a role in the stabilization of transcription A similar poly A region can be obtained from a variety of genes in which it is naturally present. This region may also be modified to alter its sequence provided that the polyadenylation and transcription stabilization functions are not significantly adversely affected. The recombinant DNA molecule may also comprise a genetic selection marker "as well as the functions of the HIV protein gene. The selection marker may be any gene or genes that cause easily detectable phenotypic change in a transfected host cell. This non-typical change may be, for example, resistance to drugs, for example, the hygromycin B resistance gene.
Alternativamente, pode usar-se com as células de Brosophl-la um sistema de selecção utilizando o gene da droga metotrexato , e o gene da di-hidrofolato-redutase (BHFR) procariético· 0 DHPR eucariético endogeno das células é inibido pelo metotre-xato · Beste modo, transf ectando as células comum plasmídeo contendo o DHPR procariético, que é insensível ao metotrexato, e seleccionando com metotrexato, apenas as células transfecta-das com, e exprimindo, o DHPR procariético sobreviverão. Ao contrário do que acontece com o metotrexato na selecção de célu las transformadas de mamíferos e de bactérias, no sistema Droso-phlla pode uear-se o metotrexato para transfectantes com um núme ro de cépias inicialmente elevado. Apenas sobreviverão as células que incorporaram o gene DHPR procariético protector. Concomitantemente, estas células têm uma unidade de expressão de gene de interesse.Alternatively, a selection system using the drug gene methotrexate, and the prokaryotic dihydrofolate reductase (BHFR) gene, can be used with Brosophil cells. The endogenous eukaryotic DHPR of the cells is inhibited by methotrexate In this way, by transfecting the common plasmid cells containing prokaryotic DHPR, which is insensitive to methotrexate, and selecting with methotrexate, only the cells transfected with, and expressing, the prokaryotic DHPR will survive. In contrast to methotrexate in the selection of mammalian and bacterial cells, in the Drosophila system, methotrexate can be used for transfectants with an initially high number of cells. Only cells that incorporate the protective prokaryotic DHPR gene will survive. Concomitantly, these cells have a gene expression unit of interest.
Um plasmídeo ilustrativo, produzido de acordo com o presente invento, é o pgpl6oA32, que contém um derivado da gpl6o subjs tituindo a sequência de 52 aminoácidos N-terminal da gpl6o pelo primeiro aminoácido do tPA, a serina. Ho Exemplo 1 descreve-se este plasmídeo mais pormenorizadamente.An exemplary plasmid produced in accordance with the present invention is pGPL6AA32, which contains a gp110 derivative subtitling the N-terminal amino acid sequence of gp110 by the first amino acid of tPA, the serine. Example 1 describes this plasmid in more detail.
Um outro destes vectores plasmídeos é o pgpl20FA32 que co.n tém a sequência da gpl60 com os primeiros 52 aminoácidos substituídos por serina e contendo uma eliminação, a partir do terminal carboxilo» de 216 aminoácidos. Ho Exemplo 1 descreve-se tam bém este plasmídeo.Another of these plasmid vectors is pgpl20FA32 which has the sequence of gp160 with the first 52 amino acids serine substituted and containing a carboxyl terminus of 216 amino acids. Example 1 also describes this plasmid.
Ainda um outro plasmídeo que ilustra as proteínas derivadas do presente invento» é o plasmídeo pgp!2oA32, que contem toda a sequência de codificação da gp!20 menos a dos 52 primeiros amino ácidos no terminal H que estão substituídos por serina. Adicionalmente, o plasmídeo Pgpl2oA2?4 contém uma sequência da proteí na gP120 cujos primeiros 274 aminoácidos do terminal amino estão -15- 70 291 SBO CASE 14430 substituídos pelo primeiro aminoácido do tPA, a serina, e que con_ tem os restantes amihoácidos da gpl20 até ao sítio de processamen to da gpl60 ♦ No Exemplo 1 descrevem-se estas construções de vec-tores com mais pormenor.Yet another plasmid illustrating the proteins derived from the present invention is the plasmid pgp2AA32, which contains the entire coding sequence of gp120 less than the first 52 amino acids at the H-terminus which are replaced by serine. In addition, the plasmid Pgpl2oA2-4 contains a sequence of the gP120 protein whose first 274 amino acids of the amino terminus are replaced by the first amino acid of tPA, the serine, and containing the remaining amino acids of gp120 to to the gp160 processing site. In these examples vectors are described in more detail.
Após se ter construído uma molécula de ADN recombinante ou um vector de expressão contendo a unidade de expressão de gene da proteína HIV, pode ser transfectada em células de Drosophila sele ceio nada usando técnicas de transfecção convencionais. Estas técnicas são conhecidas dos peritos na arte e incluem, por exemplo, co-precipitação com fosfato de cálcio, fusão celular, elec-troporação, microinjecção e transfecção virai.After a recombinant DNA molecule or an expression vector containing the HIV protein gene expression unit has been constructed, it can be transfected into Drosophila cells by selecting nothing using standard transfection techniques. Such techniques are known to those skilled in the art and include, for example, calcium phosphate co-precipitation, cell fusion, electroporation, microinjection and viral transfection.
No presente invento pode usar-se um sistema de dois vecto-res para co-transfectar, na célula de Drosophlla, uma unidade de expressão de gene para a proteína de HIV ou derivado desejado, e a região de codificação para o sistema de selecção a utilizar·In the present invention a two-vector system can be used to co-transfect, in the Drosophila cell, a gene expression unit for the desired HIV protein or derivative, and the coding region for the selection system a use·
Uma concretização preferida, ilustrativa do presente invento,com preende a produção de uma proteína HIV utilizando um vector contendo uma unidade de expressão de proteína de HIV, p.e., o Pgp-12θ/\32, e um vector contendo uma unidade de expressão do gene de resistência à higromicina B, p.e., o pCOHVGRO· 0 pgpl'2oA32 contém uma unidade de expressão compreendendo o promotor de me-talotioneína de Drosophila, um derivado do gene gpl2o, e o sítio poli A do SV40. Esta unidade de expressão da gpl20 em combinação com o sistema do vector pCOHTGRO produzirá um derivado de gpl20 em células de Drosophila maximizando a vantagem da resistência à higromicina para a selecção· Com este sistema o antibiótico higromicina B pode ser usado para seleccionar as cé lulas contendo os vectores transfectados. No Exemplo 2 apresen ta-se uma descrição mais completa desta concretização·A preferred exemplary embodiment of the present invention is the production of an HIV protein using a vector containing an HIV protein expression unit, eg, Pgp-12β / 32, and a vector containing a gene expression unit resistance to hygromycin B, e.g., pCOHVGRO · pgpl'2oA32 contains an expression unit comprising the Drosophila methionothionein promoter, a derivative of the gp120 gene, and the SV40 poly A site. This gp120 expression unit in combination with the pCOHTGRO vector system will produce a gp120 derivative on Drosophila cells maximizing the advantage of hygromycin resistance for selection. With this system the antibiotic hygromycin B can be used to select the cells containing the transfected vectors. A more complete description of this embodiment is given in Example 2
Gomo outro exemplo, pode usar-se um sistema de expressão utilizando o sistema de selecção gene DHFR/metotrexato» compreendendo os vectores pgpl2o/\32 e pHGCO, para seleccionar as células resistentes ao metotrexato exprimindo a gpl20 ou um seu derivado. 0 vector pgpl2oA32 compreende uma unidade de expressão do gene da gpl20onde o promotor é o promotor de metalotioneí^ na de Drosophila. 0 vector pHGCO compreende uma unidade de ex pressão do gene DHFR e é co-transfectado com o vector pgpl2oA32» -14- 70 291 SBC CASE 14430 fornecendo deste modo o gene DHF! necessário para a selecção. Estes marcadores seleccionáveis conjuntamente com a co-transfec^ ção de células de Drosophila são descritos com mais pormenor por Johansen et al., no pedido de patente dos E.U.A. n~. de serie 07/047736, depositado em 8 de Maio de 1987, que é aqui incorporado como referência.As another example, an expression system can be used using the DHFR / methotrexate gene selection system comprising the pgp120 /? And pHGCO vectors to select the methotrexate resistant cells expressing the gp120 or a derivative thereof. The vector pgpl2oA32 comprises a gp120 gene expression unit where the promoter is the Drosophila metallothionein promoter. The pHGCO vector comprises an expression unit of the DHFR gene and is co-transfected with the vector pgpl2oA32 -14-70 291 SBC CASE 14430 thereby providing the DHF! required for selection. These selectable markers in conjunction with the co-transfection of Drosophila cells are described in more detail by Johansen et al., In U.S. patent application Ser. Serial No. 07/047736, filed May 8, 1987, which is hereby incorporated by reference.
De acordo com a invenção, os dois vectores são co-transfec tados na célula de Brosophila Sg usando o método descrito por Wigler et al, Cell, 16: 777 (1979)· Os vectores são co-trans-fectados em várias proporções dependendo do número de cópias particular desejado* Seleccionam— se depois as células transfec^ tadas, por exemplo em meio 1^ contendo soro e o agente de sele.c ção apropriado, p*e·, higromicina B ou metotrexato·According to the invention, the two vectors are co-transfected into the Brosophila Sg cell using the method described by Wigler et al, Cell, 16: 777 (1979). Vectors are co-transfected in various proportions depending on The selected cells are then selected, for example, in serum containing medium and the appropriate selection agent, p * e, hygromycin B or methotrexate.
Uma vez construído um vector apropriado e apos este ser transfectado na linhagem de células de Drosophila seleccíonada, induz-se a expressão da gpl20 pela adição de um agente indutor apropriado para o promotor induzível. Por exemplo, o cádmio e o cobre são agentes indutores para o promotor de metalotioneína· 0 calor é um agente indutor para o promotor Hsp70· Para promotores constitutivos tais como o promotor 5C de actina, não e n£ cessário qualquer agente indutor para a expressão.Once an appropriate vector is constructed and after it is transfected into the selected Drosophila cell line, the expression of gp120 is induced by the addition of a suitable inducing agent to the inducible promoter. For example, cadmium and copper are inducing agents for the metallothionein promoter. Heat is an inducing agent for the Hsp70 promoter. For constitutive promoters such as the actin 5 C promoter, no inducing agent is required for expression.
Pode seguir-se a evolução da transcrição e da expressão da sequência de codificação da proteína de HIV nos sistemas anteri-ormente referidos. Por exemplo, pode usar-se análise de mancha Southern para determinar o número de cópia do gene da gpl20. A análise de mancha Northrn fornece informação relativa à dimensão da sequência genética transcrita /"ver, p»e. Maniatis et al, an-teriormente citado/7. Pode também quantificar-se o nível de transcrição· A expressão da proteína de HIV seleccionada nas células recombinantes pode ainda ser verificada por análise de mancha Western e por testes de actividade na glicoproteína resultante /""ver o Exemplo 5_7*The evolution of transcription and expression of the HIV protein coding sequence in the above-referenced systems can be followed. For example, Southern blot analysis can be used to determine the copy number of the gp120 gene. Northrn spot analysis provides information regarding the size of the transcribed genetic sequence / " see, p, e. Maniatis et al., Supra, cited above. The level of transcription can also be quantified. Expression of the selected HIV protein in the recombinant cells can further be verified by Western blot analysis and activity tests on the resulting glycoprotein / quot; see Example 5_7 *
As células de Brosophila são especialmente adequadas para a produção da proteína com um rendimento elevado de acordo com o método do presente invento. As células podem ser mantidas em culturas de suspensão à temperatura ambiente (24+1eC)· 0 meio de cultura é o meio suplementado com entre 5 e 10$ (v/v) -15- 70 291 SBC CASE 14430 de soro de bovino fetal (PBS) desaotivado por calor. Na concretização preferida da invenção» o meio de cultura contém 5$ de PBS. Após a indução cultivam-se as células em meio isento de so ro· Quando se usa o sistema do vector pGOHYGRO, o meio é também suplementado com 300yg/ml de higromicina B. Neste meio podem cultivar-se as células Sg como culturas em suspensão» por exemplo, em balões agitados de 250 a 2000 ml, com agitação a 50-60 rpm. A densidade de células é mantida tipicamente entre 10^ e lo' células por ml. Numa concretização do presente invento, cul, tivam-se as células, antes da indução» em balões agitados de 1500ml em meio contendo 5$ de soro.Brosophila cells are especially suitable for the production of the protein in a high yield according to the method of the present invention. The cells can be maintained in suspension cultures at room temperature (24 + 1eC). The culture medium is medium supplemented with between 5 and 10% (v / v) 70 291 SBC CASE 14430 fetal bovine serum (PBS). In the preferred embodiment of the invention, the culture medium contains 5% PBS. Following induction the cells are cultured in free-standing media. When the pGOHYGRO vector system is used, the medium is also supplemented with 300æg / ml hygromycin B. Sg cells can be cultured as suspension cultures For example in stirred flasks of 250 to 2000 ml with stirring at 50-60 rpm. The cell density is typically maintained between 10 Âμ and 10 cells per ml. In one embodiment of the present invention, the cells were culled prior to induction into shaken flasks of 1500ml in medium containing 5% serum.
Após a cultura das células, pode isolar-se a proteína de HIV a partir do meio consumido» p.e., utilizando uma coluna de afinida de de anticorpo monoclonal. Para purificar a proteína HIV a partir do meio de cultura, podem usar-se outros passos de purificação de proteínas conhecidos, p.e., quelatos metálicos, vários passos de cromatografia de afinidade ou cromatografia de absorção. A utjL lização da linhagem de células S£» que segrega o produto do gene directamente para o meio, é um aspecto importante do presentq/ínverj to. A secreção directa para o meio permite a utilização de um sis tema eficaz de purificação num só passo. Usando uma coluna de anticorpo monoclonal dirigida contra a proteína HIV, pode adicionar--se, o meio de cultura consumido, directamente à coluna e elui-se a proteína usando 1,5 M de KSCN em solução salina tamponizada com fosfato (PBS).After culturing the cells, the HIV protein can be isolated from the medium consumed, e.g., using a monoclonal antibody affinity column. To purify the HIV protein from the culture medium, other known protein purification steps, e.g., metal chelates, various affinity chromatography steps or absorption chromatography may be used. The use of the cell line S0 which secretes the gene product directly into the medium is an important aspect of the present invention. Direct secretion into the medium allows the use of an effective purification system in one step. Using a monoclonal antibody column directed against HIV protein, the culture medium consumed can be directly added to the column and the protein eluted using 1.5 M KSCN in phosphate buffered saline (PBS).
Uma técnica de purificação preferida que permite a produção eficiente, em grande escala, de proteínas de HIV do presente inven to utiliza uma coluna de imunoafinidade contendo um anticorpo mono clonal dirigido contra um epftopo presente na gpl6o e presente nas proteínas gpl2Q segregadas maduras. Este sistema monoclonal é van tajoso devido à sua capacidade em reconhecer a sequência da proteí. na, em mais do que uma configuração. Um anticorpo com estas cara-cterístieas e útil em colunas de imunoafinidade para várias proteí^ nas HIV, seus derivados ou fragmentos, é designado por 178.1. No Exemplo 3 descreve-se com maior detalhe este anticorpo monoclonal* Esta coluna da invenção pode ser preparada acoplando um anticorpo -16- 70 291 SBC CASE 14450 com as características do 178.1 a um transportador absorvente convencional, tal como o Sephadex, sob condições de pH, temperatura e outras, convencionais e apropriadas. Esta coluna de puri ficação e este procedimento podem ser utilizados para separar as proteínas de HIV e os seus fragmentos, preparados de acordo com o presente invento.A preferred purification technique allowing the large-scale efficient production of HIV proteins of the present invention utilizes an immunoaffinity column containing a monoclonal antibody directed against an epitope present in the gland and present in the mature secreted gp120 proteins. This monoclonal system is vanish due to its ability to recognize the protein sequence. in more than one configuration. An antibody with these faces and useful in immunoaffinity columns for various HIV proteins, their derivatives or fragments, is designated 178.1. In Example 3 this monoclonal antibody is described in more detail. This column of the invention can be prepared by coupling a CAS-14450 antibody with the characteristics of 178.1 to a conventional absorbent carrier such as Sephadex under conditions of pH, temperature, and others, conventional and appropriate. This purification column and this procedure can be used to separate the HIV proteins and fragments thereof prepared in accordance with the present invention.
Neste procedimento de purificação podem usar-se outros anti corpos monoclonais. Tem-se descrito na arte, e estão disponíveis, outros anticorpos monoclonais que são capazes de se ligar às proteínas do HIV, particularmente às proteínas gplôO ou gpl20· Podem desenvolver-se por técnicas agora convencionais outros novos anticorpos monoclonais úteis no presente invento·In this purification procedure other monoclonal antibodies may be used. Other monoclonal antibodies that are capable of binding to HIV proteins, particularly to gp010 or gp20 proteins, have been described in the art and are available. Other novel monoclonal antibodies useful in the present invention may be developed by conventional techniques.
As glicoproteínas produzidas pelas células de Brosophila, de acordo com o presente invento, estão completamente isentas de materiais contaminantes, p.e·, células de mamífero, de leveduras, de bactérias, e, o mais importante, de outros materiais virais de HIV. Demonstrou-se também que as proteínas de HIV produzidas em Drosophila possuem padrões de glicosilação diferentes dos evidenciados em outros sistemas, p.e., sistemas de mamífero.The glycoproteins produced by the Brosophila cells according to the present invention are completely free of contaminating materials, e.g., mammalian cells, yeast, bacteria, and, most importantly, other viral HIV materials. It has also been shown that the Drosophila-produced HIV proteins have glycosylation patterns different from those evidenced in other systems, e.g., mammalian systems.
As proteínas HIV e os seus derivados, preparados de acordo com o presente invento, podem ser úteis na preparação de uma variedade de produtos. Por exemplo, podem usar-se estas proteínas recombinantes em composições farmacêuticas para o tratamento de sujeitos infectados com HIV. Uma tal composição farmacêutica, de acordo com o presente invento, compreende uma quantidade te-rapeuticamente eficaz de uma proteína de HIV ou de um seu derivado, da invenção, misturada com um transportador farmaceutica-mente aceitável. A composição pode ser administrada sistemica-mente, parenteralmente, intravenosamente ou subcutaneamente. Quando administrada sistemicamente, a composição farmacêutica está na forma de uma solução aquosa, parenteralmente aceitável, isenta de pirogénio . ϋ conhecida dos peritos na arte a preparação de uma tal solução de proteína parenteralmente aceitável, no que respeita ao pH, isotonicidade, estabilidade e outros parâmetros . -17- 70 291 SBC CASE 14430 0 regime de dosagem será determinado pelo médico assistente, considerando vários factores que modificam a acção das drogas, p.e., a condição, o peso, o sexo e a dieta do paciente, a gravidade de qualquer infecção, o tempo de administração e outros factores clínicos. 0 transportador farmacêutico e outros componentes de uma formulação farmacêutica serão seleccionados por um perito na arte.The HIV proteins and their derivatives, prepared in accordance with the present invention, may be useful in the preparation of a variety of products. For example, these recombinant proteins can be used in pharmaceutical compositions for the treatment of HIV-infected subjects. Such a pharmaceutical composition according to the present invention comprises a therapeutically effective amount of an HIV protein or derivative thereof of the invention blended with a pharmaceutically acceptable carrier. The composition may be administered systemically, parenterally, intravenously or subcutaneously. When administered systemically, the pharmaceutical composition is in the form of an aqueous, parenterally acceptable, pyrogen-free solution. It is known to those skilled in the art to prepare such a parenterally acceptable protein solution with respect to pH, isotonicity, stability and other parameters. The dosing regimen will be determined by the attending physician, considering various factors that modify the action of drugs, eg, condition, weight, sex and diet of the patient, severity of any infection, the time of administration and other clinical factors. The pharmaceutical carrier and other components of a pharmaceutical formulation will be selected by one skilled in the art.
Adicionalmente, podem usar-se as proteínas recombinantes do presente invento como componentes de vacinas para inocular sujeitos mamíferos contra a infecção por HIV. Estas proteínas podem ser usadas sozinhas ou com outras proteínas recombinantes ou agentes de vacina terapêutica* Os componentes desta vacina serão determinados por um perito na arte.Additionally, the recombinant proteins of the present invention can be used as components of vaccines to inoculate mammalian subjects against HIV infection. These proteins may be used alone or with other recombinant proteins or therapeutic vaccine agents. The components of this vaccine will be determined by one skilled in the art.
Finalmente, as proteínas do presente invento podem ser úteis como agentes de diagnóstico para a detecção da presença da infecção por HIV ou da presença de anticorpos para um agente HIV não eficaz em fluidos biológicos tais como o sangue, soro, saliva e similares. Estas proteínas da invenção podem também ser usadas em métodos para identificar e/ou isolar proteínas que se ligam ao HIV ou outras substâncias que se ligam ao HIV em fluidos biológicos e tecidos, p.e. o SCD4 ou os seus derivados. Estas substâncias podem assim ser componentes de conjuntos de diagnóstico para realizar estes métodos. Para identificar uma substância que se liga ao HIV utiliza-se uma proteína, de acordo com a invenção, para o contacto com a substância ou uma mistura impura contendo a substância sob condições que promovam a ligação entre a proteína e a substância que se liga ao HIV. Um ensaio convencional para detectar a ocorrência da ligação, p-e., detecção de rótulos radioactivos ou similar, faz também parte do método. A presença da ligação entre a proteína e a substância de ligação é deste modo indicativa de ligação ao HIV.Finally, the proteins of the present invention may be useful as diagnostic agents for detecting the presence of HIV infection or the presence of antibodies to a non-effective HIV agent in biological fluids such as blood, serum, saliva and the like. These proteins of the invention may also be used in methods for identifying and / or isolating proteins that bind to HIV or other substances that bind to HIV in biological fluids and tissues, e.g. SCD4 or derivatives thereof. These substances may thus be components of diagnostic kits for carrying out these methods. To identify a substance which binds to HIV a protein according to the invention is used for contact with the substance or an impure mixture containing the substance under conditions which promote the connection between the protein and the substance which binds to the HIV. A conventional assay for detecting the occurrence of binding, p-e., Detection of radioactive labels or the like, is also part of the method. The presence of the binding between the protein and the binding substance is thus indicative of HIV binding.
Similarmente, num método para isolar uma substância que se liga ao HIV a partir da mistura, o passo de ligação pode ser seguido de um procedimento convencional para purificar a entidade ligada formada pela proteína do presente invento e pela substância que se liga ao HIV da mistura. Outros componentes destes sistemas e conjuntos de diagnóstico podem ser componentes con- -18- 70 291 SBC GASE 14430 vencionais de conjuntos de diagnóstico e podem ser seleccionados pelos peritos na arte.Similarly, in a method for isolating a HIV binding substance from the blend, the binding step may be followed by a conventional procedure to purify the bound entity formed by the protein of the present invention and the HIV binding substance of the mixture . Other components of such systems and diagnostic assemblies may be conventional diagnostic assemblies and may be selected by those skilled in the art.
Os exemplos seguintes ilustram a construção de exemplos de vectores e de transformantes da invenção, o sistema de purificação preferido e ensaios para determinação do nível de produção das proteínas gpl20 e gpl60· Estes exemplos não devem ser consi derados como limitativos do espírito do presente invento-The following examples illustrate the construction of examples of vectors and transformants of the invention, the preferred purification system and assays for determining the level of production of the gp120 and gp60 proteins. These examples are not to be construed as limiting the spirit of the present invention-
Usaram-se enzimas de restrição e outros reagentes, substancialmente de acordo com as instruções dos vendedores.Restriction enzymes and other reagents were used, substantially according to the instructions of the sellers.
EXEMPLOSEXAMPLES
Exemplo 1. Construções de vectoresExample 1. Vector Constructs
a) pMTtPAa) pMTtPA
Gomo vector básico pará a expressão do gene em Drosophila usou-se o vector de expressão de tPA, o pMTtPA (também designado por pDItPA). Este vector é um derivado do vector pMLl, um pequeno vector pBR322 contendo o gene da beta-lactamase que apa gou as sequências venenosas /"Mellon et al, Cell, 27*. 297 (1982)^7-Estas sequências são inibidoras da amplificação do vector. Digeriu-se este vector com Sal 1 e com Aat 2 que remove uma pequena parte do pBR322, e encheram-se os terminais digeridos. Substitui--se depois a porção ausente do pBR322 por uma ^cassetté’' contendo o promotor metalotioneína da Drosophila num fragmento EcoRl-Stu 1 com terminais preenchidos, seguindo-se um fragmento Hind IlJ-Sac 1 preenchido do pDSPI /“D.S. Pfarr et al, DM, 4(6): 461 (1985 )_7 contendo uma sequência de tPA contendo a sequência de sinal, o prl-peptídeo e toda a região de codificação do tPA. Neste fragmento, o gene tPA e seguido por um centro de poliadenilação pre maturo SV4o· b) pgpl6p//32As the basic vector for expression of the gene in Drosophila the tPA expression vector, pMTtPA (also called pDItPA) was used. This vector is a derivative of the pML1 vector, a small pBR322 vector containing the beta-lactamase gene which renders the venomous sequences / " Mellon et al., Cell, 271. 297 (1982). These sequences are inhibitors of vector amplification. This vector was digested with Sal 1 and Aat 2 which removed a small portion of pBR322, and the digested ends were filled. The missing portion of pBR322 is then replaced by a cassette containing the metallothionein Drosophila promoter in an EcoRl-Stu 1 fragment with filled ends, followed by a filled HindIII-Sac1 fragment from pDSPI / DS. Pfarr et al., DM, 4 (6): 461 (1985)] containing a tPA sequence containing the signal sequence, the prl-peptide and the entire coding region of tPA. In this fragment, the tPA gene is followed by a pre-mature polyadenylation center SV4o · b) pgpl6p / 32
Isolou-se um fragmento HindIII-Xba 1 contendo todo o gene env a partir de um clone BH10 isolado de HIV /"L. Ratner et al, anteriormente citado; GenBankJ7. Inseriu-se depois toda a sequência gpl60 num vector pDSPI digerido com Nco 1 - Xba 1. 0 veiç tor resultante SU2, foi digerido com Mel, seguindo-se um tratamento com nuclease de feijão tipo "m-ung” e digestão subsequente com Sac 1, isolando-se assim o gene gpl60* A digestão com Me 1 cortou a sequência gpl6o no aminoácido #32. A digestão com Sac 1 -19- 70 291 SBC CASE 14430 corta a porção 3' do gene gplôO, incluindo na sequência, parte do vector pBSPl original contendo um poli-ligador. Inseriu-se este fragmento no vector de expressão anteriormente referido, pMTtPA que tinha sido digerido com BglII, os seus terminais preenchidos, e subsequenfcemente cortado com Sao 1, o que elimina a sequência dotPA maduro· 0 sítio BglII está localizado no primeiro aminoácido do tPA. Consequentemente, o vector resultante pgpl6oA32 codifica uma proteína gplêO modificada que tem os 32 aminoácidos do terminal N da gpl60 substituídos por serina. c) pgpl2QF/\32A HindIII-Xba1 fragment containing the entire env gene was isolated from an HIV /? L isolate clone BH10. Ratner et al, supra; GenBankJ7. The entire gpl60 sequence was then inserted into an Nco 1-Xba 1 digested pDSPI vector. The resulting SU2 strain was digested with Mel followed by a " m-ung " bean nuclease treatment and subsequent digestion with Sac 1, thus isolating the gp160 gene. Digestion with Me1 cut the gp110 sequence at amino acid # 32. Digestion with Sac 1 -19- 70 291 SBC CASE 14430 cleaves the 3 'portion of the gp010 gene, including in the sequence, part of the original pBSP1 vector containing a poly-linker. This fragment was inserted into the above-mentioned expression vector, pMTtPA which had been digested with BglII, its filled ends, and subsequently cut with Sao 1, which eliminates the mature dotPA sequence. The BglII site is located in the first amino acid of tPA . Accordingly, the resulting pgp110A32 vector encodes a modified gp110 protein having the 32 N-terminal amino acids of gp160 substituted by serine. c) pgpl2QF / 32
Construiu-se outro vector contendo uma sequência genética modificada codificando a glicoproteína de superfície do HIV-1, gpl6o, digerindo o pgpl60/\32 com HindIII e com Sac 1, removendo-se deste modo o terminal carboxilo da gplôO· Removem-se por esta digestão aproximadamente dois terços da sequência codificando a gp4l. Assim, a esta sequência gpl6o faltam os primeiros 32 aminoácidos e os últimos 216 aminoácidos da sequência gpl60 natural. Substituiu-se a sequência eliminada por uma sequência de ligante sintético curto, codificando um codão de paragem, num fragmento HindiII-Sac 1. A sequência do ligante de 6 aminoácidos é a seguinte: 5'AGCTTTGACTCACTGAGCT 3’· d) PgPl20A32Another vector containing a modified gene sequence encoding the HIV-1 surface glycoprotein, gp160, was digested with HindIII and Sac I, thereby removing the carboxyl terminus from gp06. this digestion approximately two-thirds of the sequence encoding gp41. Thus, in this sequence gpl6o lack the first 32 amino acids and the last 216 amino acids of the natural gpl60 sequence. The deleted sequence was replaced by a short synthetic ligand sequence coding for a stop codon on a HindIII-Sac 1 fragment. The sequence of the 6 amino acid linker is as follows: 5'AGCTTTGACTCACTGAGCT 3 '' d) PgPl20A32
Construiu-se ainda um outro vector contendo um gene mutan-te da gpl60, digerindo o pgp!6o/\32 com Sty 1 e Xba 1, eliminan. do-se deste modo toda a sequência da proteína gp41 e cerca de 30 aminoácidos no terminal carboxilo da sequência da glicoproteí^ na gpl20. Substituiu-se este fragmento por uma sequência de ligante sintético Sty 1 - Xba 1 codificando o terminal carboxilo correcto desde o sítio Sty 1 até ao sítio de processamento da gpl20-gp41. A esta sequência seguiu-se um codão de paragem. Es ta sequência continha deste modo toda a sequência de codificação da gpl2o menos os primeiros 32 aminoácidos e nada da sequência de codificação da gp41. e) ΡβΡΐ2θΔ2?4A further vector containing a gp60 mutant gene was further constructed by digesting pgp60 / 1 with Sty 1 and Xba 1, removing. the entire sequence of the gp41 protein and about 30 amino acids at the carboxyl terminus of the gp120 glycoprotein sequence is thus obtained. This fragment was replaced with a synthetic Sty 1-Xba 1 linker sequence encoding the correct carboxyl terminus from the Sty 1 site to the gp120-gp41 processing site. A stop codon was followed in this sequence. This sequence thus contained the entire gp120 coding sequence minus the first 32 amino acids and none of the gp41 coding sequence. e) ΡβΡΐ 2θΔ 2 4 4
Ainda um outro exemplo de vector contendo um gene gpl20 mu— tante foi construído como se segue: isolou-se um fragmento do -20- 70 291Yet another example of a vector containing a mutated gp120 gene was constructed as follows: a -20-70 291 fragment was isolated
SBC CASE 14430 terminal carboxilo, de 720 pares de bases, da gpl20, por digestão parcial da pgpl2o/\32 com Bgl II seguida da digestão com Xba I. Inseriu-se então este fragmento, no lugar do gene do tPA, no vec-tor de expressão pITtPA cortado com Bgl II-Xba 1. 0 vector resultante, o pl2oA274 codifica uma proteína gpl20 que tem os primeiros 274 aminoácidos do terminal amino substituídos pelo primeiro aminoácido do tPA» a serina. f) pGOHYGRQ TJsou-se um plasmídeo comercialmente disponível, o PU018 /~BRLj/ contendo um sítio BamHI e um sítio Smal. Clonou-se o LTR 5» de um elemento COPIA integrado (357 pares de bases) no sítio BamHI do vector pUC18, resultando um vector designado por pTICOPIA. 0 COPIA é um membro representativo das sequências de repetição intermédias dispersas que se encontram espalhadas pelo genoma da jDrosophila Uubin et al, in Colde Spring Harbor Symp. Quant. Biol., 4£: 619 (198θ)__7· Cortou-se o vector pUCOPIA no sítio Sma I e cio nou-se o gene de E.coli codificando a fosfotransferase da higromi-cina B ("cassette" da higromicina B) no pUCOPIA, usando técnicas de clonação convencionais. A "cassette" da higromicina B foi isolada a partir de um fragmento Hind III-Bam Hl de 1481 pares de bases do vector BSP-higro /~Gertz et al, Gene, 25: 179 (1983)J7· A "cassette" da higromicina B contém a sequência de codificação do gene da fosfotransferase da higromicina B e a região poli A prema tura SV40· Encheram-se os sítios Ηίηά III e Bam Hl usando a poli-merase de AM T^, e ligou-se a "cassete” da higromicina B no sítio Sma I do vector pUCOPIA produzindo-se o vector pCOHTGRO·SBC CASE 14430 720 bp carboxyl terminus of the gp120 by partial digestion of pgp220 with Bgl II followed by Xba I digestion. This fragment was then inserted in place of the tPA gene in the vec- The resulting vector, pl2oA274 encodes a gp120 protein that has the first 274 amino acids of the amino terminus replaced by the first amino acid from tPA to serine. f) pGOHYGRQ A commercially available plasmid, PU018 / BRL1 / containing a BamHI site and a SmaI site was prepared. The LTR 5 'of an integrated COPIA element (357 base pairs) was cloned into the BamHI site of the pUC18 vector, resulting in a vector designated pTICOPIA. COPY is a representative member of the dispersed intermediate repeat sequences that are scattered throughout the genome of JDrosophila Uubin et al, in Colde Spring Harbor Symp. Quant. The pUCOPIA vector was cut at the Sma I site and the E. coli gene coding for hygromycin B phosphotransferase ("hygromycin B cassette") was cut out, in pUCOPIA, using standard cloning techniques. A " cassette " of the hygromycin B was isolated from a 1481 bp Hind III-Bam HI fragment of the BSP-hygro / Gertz et al., Gene, 25: 179 (1983) J7 · A " cassette " of hygromycin B contains the coding sequence of the hygromycin B phosphotransferase gene and the prepolymerized poly A region SV40. The Ηίηά III and Bam HI sites were filled using the AM T poli polymerase, and ligated to " hygromycin B cassette at the Sma I site of the pUCOPIA vector yielding the pCOHTGRO vector
Exemplo 2. Transfecção em células de BrosophilaExample 2. Transfection in Brosophila cells
Co-transfectou-se o pCOHYGRO em células de Brosophila Sg conjuntamente com um dos vectores compreendendo um gene mutante da gpl60 sob 0 controlo do promotor de metalotioneína de Brosophila tal como anteriormente se descreveu. Para propósitos deste exemplo» o vector utilizado é o pgpl2cA32. Seleccionaram-se as células transf ectadas em meio contendo 5$ âe soro e 30 yu.g/ml de higromicina B. Após 2 a 3 dias sob condições idênticas as células não transfectadas param de dividir-se e começam a morrer. 0 tempo de selecção de modo a obterem-se células estáveis, resís tentes à higromicina B em desenvolvimento, nas culturas transfec- -21- 70 291 SBO CASE 14430 tadas é de aproximadamente duas a três semanas.PCOHYGRO was cotransfected into Brosophila Sg cells in conjunction with one of the vectors comprising a gp160 mutant gene under the control of the Brosophila metallothionein promoter as previously described. For purposes of this example, the vector used is pgpl2cA32. Transfected cells were screened in serum containing medium and 30æg / ml hygromycin B. After 2-3 days under identical conditions the untransfected cells stopped dividing and began to die. The time of selection in order to obtain stable cells resistant to the developing hygromycin B in the transfected cultures is approximately two to three weeks.
Por forma a obter culturas» com diferentes números de cópias do mutante gpl20 nos seus cromossomas, variaram-se as proporções dos dois vectores. A proporção neste exemplo foi de 20:1* Para outros vectores mutantes gpl6G do presente invento utilizaram-se proporções similares. Esta proporção é a mesma quando se usa qualquer dos vectores mutantes gpl6o.In order to obtain cultures with different copy numbers of the gp120 mutant on their chromosomes, the proportions of the two vectors were varied. The ratio in this example was 20: 1. Similar proportions were used for other gpl6G mutant vectors of the present invention. This ratio is the same when any of the gp160 mutant vectors are used.
Verificou-se a expressão do produto do gene pgpl2p/\32 apos indução do promotor de metalotioneína com 500 de CuSO^· A ana lise de mancha Western do sobrenadante consumido das culturas de células induzidas revelou uma unica banda com aproximadamente 100 kd.Expression of the pgpl2β gene product was observed after induction of the metallothionein promoter with 500 Âμg of CuSO4. Western blot analysis of the supernatant consumed from the induced cell cultures revealed a single band with approximately 100 kd.
Mediu-se o teor do produto do gene gpl60 mutante nos sobrena dantes das culturas de células usando o ensaio ELISA da gpl2C, que se descreve nò Exemplo 4» e usando como padrões, gp!20 virai purificada. Semearam-se 5 x 10^ células/bxl em meio sem soro e induziram-se durante 5 a 4 dias. 0 nível de gpl20 medido no sobrenadante é de» aproximadamente, 1-2 mg/l.The content of the mutant gp160 gene product was measured in the supernatants prior to cell cultures using the gp120 ELISA assay, which is described in Example 4 and using as standard, purified viral gp120. 5 x 10 células cells / bxl were seeded in serum-free medium and induced for 5 to 4 days. The level of gp120 measured in the supernatant is approximately 1-2 mg / l.
Mantiveram-se as células em culturas em suspensão em balões agitados de 250 ml a 2000 ml. 0 meio de cultura foi o suplemen tado com 300 /g/ml de Mgramicina B. Incubaram-se as células a 24+ +120 e agitaram-se a 50-60 rpm. Mantiveram-se as densidades de cé lulas tipicamente entre 10° e 10' células por ml em meio suplementado com hlgronòclna B. Adicionou-se CuSO^ até uma concentração final de 500 e deixaram-se as culturas a crescer durante 3 a 4 dias em meio isento de soro, antes da colheita da glicoproteína gpl.20 modificada.Cells were maintained in suspension cultures in shaken flasks of 250 ml to 2000 ml. The culture medium was supplemented with 300 μg / ml of Mgramicin B. Cells were incubated at 24+ +120 and shaken at 50-60 rpm. The cell densities were typically maintained between 10 ° and 10 'cells per ml in medium supplemented with hexagon B. CuSO4 was added to a final concentration of 500 and the cultures were allowed to grow for 3 to 4 days in serum-free medium, prior to harvesting the modified glycoprotein gp120.
As proteínas preparadas de acordo com este método tinham» aproximadamente, ura peso molecular de 100, e 0 nível de expressão foi mais elevado do que em qualquer outro sistema de expressão gpl20/gpl60 conhecido em qualquer sistema de células eucariótica. Em ensaios padrão de actividade biológica, a gpl20 modificada expressa, purificada, tal como anteriormente se descreveu, é capaz de inibir a infecção pelo vírus em cultura de tecido, liga-se ao e reage êom anticorpos em relação à gp!20·Proteins prepared according to this method had approximately a molecular weight of 100 and the level of expression was higher than in any other gp120 / gp160 expression system known in any eukaryotic cell system. In standard assays for biological activity, the purified, expressed modified gp120 as described above is capable of inhibiting virus infection in tissue culture, binds to and reacts with antibodies against gp120 ·
Será de esperar que um perito na arte consiga exprimir as ou tras proteínas gpl60 e gpl20 e seus fragmentos, que se descrevem -22- 70 291 SBC CASE 14430 no presente Invento, usando substancialmente os mesmos sistemas e procedimentos que anteriormente se exemplificaram para o fragmento de proteína codificado pelo pgpl2p/\32.It will be expected that one skilled in the art will be able to express the gp160 and gp120 proteins and their fragments, which are described in the present invention, using substantially the same systems and procedures as exemplified above for the fragment of the protein encoded by pgp12 / 32.
Exemplo 3· Anticorpo lonoclonal 178.1Example 3 · Lonoclonal antibody 178.1
Usou-se uma coluna de purificação por afinidade, utilizando um novo anticorpo monoclonal, no esquema de purificação aplicado às proteínas mutantes gpl6o/gpl20 anteriormente referidas. Este anticorpo monoclonal pode ser caracterizado pelo facto de ser ca paz de reagir com produtos de glicoproteína de HIV não desnatura da, presentes no lisado de células, e com a gpl2o madura tal como é segregada para o sobrenadante de uma cultura de levedura. Este anticorpo monoclonal, específico para o epítopo que está contido, tanto na molécula recombinante gploO não processada como na proteína gpl20 processada completa, é um anticorpo monoclo nal de ratinho, o 178.1.An affinity purification column using a novel monoclonal antibody was used in the purification scheme applied to the aforementioned gpl6o / gp120 mutant proteins. This monoclonal antibody can be characterized in that it is capable of reacting with non-denatured HIV glycoprotein products present in the cell lysate and with the mature gp120 as it is secreted into the supernatant of a yeast culture. This monoclonal antibody, specific for the epitope which is contained in both the unprocessed gploO recombinant molecule and the complete processed gp120 protein, is a mouse monoclonal antibody, 178.1.
Utilizou-se um sistema de expressão, utilizando o promotor de glucoamilase e o peptídeo de sinal da G. albicans, para produ zir a gpl6o recombinante de levedura, parcialmente purificada, para a produção de 178.1. No pedido de patente dos E.U.A. NS. 07/236699, co-propriedade, copendente, depositado em 25 de Agosto de 1988, descreve-se a produção desta gpl60 derivada de levedura. Este pedido de patente é aqui incorporado como referência.An expression system, using the glucoamylase promoter and the signal peptide of G. albicans, was used to produce the partially purified recombinant yeast gland for the production of 178.1. In U.S. patent application Ser. 07/236699, co-owned, copending, filed August 25, 1988, describes the production of this yeast-derived gp160. This patent application is hereby incorporated by reference.
Injectaram-se ratinhos Balb/c, com oito semanas de idade, três vezes, subcutânea e intraperitonealmente, com a gpl6o recom binante de levedura, parcialmente purificada (1>5~3^ de pureza), em adjuvante de Freund com intervalos de 4 semanas. Após um período de repouso de 3 meses, sacrificou-se um ratinho, e fundiram--se as suas células de baço com células mieloma (ver, p.e., R.P. Siraganian et al, Meth. Snz., 92: 17 (1983)? E1B0 Course on Eybri-doma Production, Basel Inst. for Immunol. (1980)^7* As células mieloma usadas são um subclone da linhagem SPg/O-Ag^, previamen-te seleccionada para um crescimento óptimo em meio de agar e para uma eficiência de fusão elevada Pranssen et al, Proc. XXIXBalb / c mice, eight weeks old, were injected three times subcutaneously and intraperitoneally with the partially purified yeast recombination gland (1> 5% purity) in Freund's adjuvant at 4 g intervals. weeks. After a resting period of 3 months, a mouse was sacrificed, and its spleen cells were fused with myeloma cells (see, eg, RP Siraganian et al, Meth. Snz., 92: 17 (1983)). The myeloma cells used are a subclone of the SPg / O-Ag2 lineage, previously selected for optimal growth on agar medium and for a high melt efficiency Pranssen et al., Proc.
Golloq. Protids Biol. Fluids, 29: 645-649 (I981)_j7· Gerca de dez dias depois, retiraram-se os sobrenadantes para análise num ELISA de captura, usando um reagente anti-gp!2Q monoespecífico comercial -23- 70 291 SBC CASE 14430 /"Biochorm, Seromed Ref. D7324J como anticorpo de captura.Golloq. Protids Biol. Fluids, 29: 645-649 (1981)]. After ten days, the supernatants were removed for analysis in a capture ELISA using a commercial monospecific anti-gp 2 2-reagent-23-70 291 SBC CASE 14430 / ; Biochorm, Seromed Ref. D7324J as capture antibody.
Resumidamente, revestiram.-se dmunoplacas Nunc I {n2« 4-39454), de um dia para o outro a 4-C, com 50 f l de uma solução com 5 )%/ /ml de IgCs de ovelha antí-gpl20 em BBS. Lavaram-se as placas com tampão de lavagem (PBS, Tween 20, 0,1$) e saturaram-se com 100 ji 1 de tampão de saturação /"PBS, 4$ de soro de vitelo recém--nascido, 1$ de albumina de soro bovino (BSA), 0,1$ de Tween 20_J7 durante 1 hora a 37eC. Como antigénio, usaram-se 50/l/cavidade de lisado de células Kolt^/HTLV-IIIg ou Molt^, em bruto (1θ' célu las/ml em PBS, 1$ de Triton X-100) ou da fraeção de sobrenadante (S2-30) da gpl60 recombinante de levedura (ou um controlo negativo tratado similarmente), e incubaram-se nas placas durante 3 a 5 horas à temperatura ambiente· Lavaram-se extensivamente as pia cas e adicionaram-se, a cada cavidade, 50 yl de sobrenadantes de hibridoma, e incubaram-se de um dia para o outro a 42C. Após um passo de lavagem, incubaram-se as placas, durante 1 hora a 37eC» com 50 yMl/cavidade de uma diluição 1/500 de imunoglobulinas (Igs) biotiniladas anti-ratinho (Amersham Ref. RPN 1021) em tampão de saturação. Lavaram-se de novo as placas, e adicionaram-se, a cada cavidade, 50yfcl/cavidade de uma diluição l/lOOO de complexo estreptavidinabiotinilada- peroxidase de rábano (Amersham Ref. RPN I05I) em tampão de saturação.Briefly, Nunc I (n2,4-4,454) plates were coated overnight at 4Â ° C with 50 Âμl of a solution with 5% / ml of IgG of sheep anti-gp120 in BBS . The plates were washed with wash buffer (PBS, Tween 20, 0.1%) and saturated with 100æl saturation buffer /> PBS, 4% newborn calf serum, 1% bovine serum albumin (BSA), 0.1% Tween 20-7 for 1 hour at 37 ° C. As antigen, 50 ul of lysate of crude Kolt2 / HTLV-IIIg or Molt2 cells (1θ 'cells / ml in PBS, 1% Triton X-100) or the supernatant fraction (S2-30) from recombinant yeast gp160 (or a similarly treated negative control), and incubated on the plates for 3 to 5 hours at room temperature. The washers were washed extensively and added to each well, 50 μl of hybridoma supernatants, and incubated overnight at 4 ° C. After a washing step, the plates were incubated for 1 hour at 37Â ° C with 50 Âμl / well of a 1/500 dilution of biotinylated anti-mouse immunoglobulins (Amersham Ref. RPN 1021) in saturation buffer. The plates were reslurried, and 50 Âμg / well of a 1: 100 dilution of streptavidin-hinitinylated horseradish peroxidase complex (Amersham Ref. RPN 105 I) in saturation buffer was added to each well.
Após um passo de lavagem adicional, adicionaram-se a cada cavidade, 50 /1 de uma solução de 0,4 mg/ml de di-hidrocloreto de ortofenilenodiamina (0PD, Sigma PI526) e de 1 de H2O2 (30$ em ácido cítrico/citrato de sódio 0,1 M pH 5) suplementada com 0,1$ de Tween 20· Incubaram-se depois as placas durante 20 minutos â temperatura ambiente, no escuro, e parou-se a reacção por adição de 50 /1 cie H^SO^ 2M por cavidade. Determinou-se a densidade óptica para um comprimento de onda de 492 nm e selec-cionaram-se 50 clones positivos para subclonação adicional em agarose mole,de acordo com P. Herion et al, Proc. XXIX Golloq. Protids Blol♦ Pluids, 29· 627 (1981)· Cultivaram-se depois os hibridomas clonados, in vivo, injectando 2 a 5 x 1Q6 células de hibridoma na cavidade peritoneal de ratinhos Balb/c, pré-tra-tados por injecção intraperitoneal de pristano (2, 6, 10, 14- -24- -tetrametllpentadecano.After a further washing step, 50/1 of a solution of 0.4 mg / ml orthophenylenediamine dihydrochloride (0PD, Sigma PI526) and 1 of H2O2 (30% in citric acid / 0.1 M sodium citrate pH 5) supplemented with 0.1% Tween 20. The plates were then incubated for 20 minutes at room temperature in the dark and quenched by the addition of 50/1 H 2 SO 4 M per well. The optical density was determined at a wavelength of 492 nm and 50 positive clones were selected for further subcloning into soft agarose, according to P. Herion et al., Proc. XXIX Golloq. Protids Blol λ Pluids, 29, 627 (1981) The cloned hybridomas were then cultured in vivo by injecting 2 to 5 x 10 6 hybridoma cells into the peritoneal cavity of Balb / c mice pretreated by intraperitoneal injection of pristane (2,6,10,14-tetramethyl) pentadecane.
Os anticorpos monoclonais, seleccionados de acordo com o pro cedimento anterior, foram caracterizados por análise de mancha Western (WB), ensaio de radioimuno-precipitação (RIPA), purificação, e ensaios de marcação com biotina e competição. Os anticorpos monoclonais resultantes foram ainda caracterizados por análise da sua reactividade em relação a vários antigénios, recombinani tes e nativos.Monoclonal antibodies selected according to the above procedure were characterized by Western blot analysis (WB), radioimmunoassay (RIPA) assay, purification, and biotin labeling and competition assays. The resulting monoclonal antibodies were further characterized by analyzing their reactivity to various antigens, recombinant and native.
Por este procedimento, obteve-se um elevado rendimento de hi bridomas. lios ensaios de determinação, mais do que 200 cavidades eram positivas. Porém, de entre as positivas, apenas 50 cavidades foram seleccionadas e, após clonação, as células foram expandidas em ácido ascítico. Testaram-se todos os fluidos ascíticos por WB e RIPA. Entre os 39 anticorpos monoclonais testados, 37 apresentaram uma banda gpl6o em RIPA» No mesmo ensaio, nenhum reagiu com a forma gpl20» Os anticorpos monoclonais que apresen taram apenas um reconhecimento da gpl6o em RIPA, sendo no entanto claramente reactivos à gpl20 em WB, foram analisados para determinar a subclasse. Três monoclonais que eram IgC-2A foram purificados numa coluna de proteína A-Sepharose e marcados com bi() tina. Realizaram-se ensaios de competição usando gpl6o de vacina como antigénio, e o resultado obtido definiu, pelo menos, citi co grupos diferentes de reconhecimento de epítopo com a proteína gpl6o« 0 178.1 monoclonal foi seleccionado para um epítopo presente na gpl20 madura e na gpl6o intracelular não processada.By this procedure, a high yield of hi-bridomas was obtained. In more than 200 wells, more than 200 wells were positive. However, among the positive, only 50 wells were selected and, after cloning, the cells were expanded in ascitic acid. All ascites fluids were tested for WB and RIPA. Among the 39 monoclonal antibodies tested, 37 showed a gp120 band in RIPA. In the same assay, none reacted in the gp120 form. Monoclonal antibodies which showed only gp110 recognition in RIPA, yet were clearly reactive to gp120 in WB, were analyzed to determine the subclass. Three monoclonals that were IgC-2A were purified on a B-labeled protein A-Sepharose column. Competition assays were performed using vaccine formulation as antigen, and the result obtained defined at least different groups of epitope recognition with the monoclonal gp110.1 protein was selected for an epitope present on mature gp120 and gp120 unprocessed intracellular.
Realizou-se uma análise de mancha Western (WB), de acordo com as técnicas convencionais, para demonstrar que o 178.1 é capaz de se ligar ao vírus HIV, isolado a partir de células humanas Infectadas com HTLV-IIIg /lloltj/lITLV-III^J7·Western blot analysis (WB) was performed according to standard techniques to demonstrate that 178.1 is capable of binding to the HIV virus, isolated from human cells infected with HTLV-IIIg / llolt / lITLV-III ^ J7
Realizaram-se ensaios de radioimuno-precipitação (RIPA), tal como se descreve em P.J. Iíanki et al, Science, 228? 1199 (1985) para demonstrar que o 178.1 podia imuno-preeipitar as células humanas infectadas com as estirpes de vírus HTLV-III.Radioimmuno-precipitation (RIPA) assays were performed, as described in P.J. Ianki et al., Science, 228, 1199 (1985) to demonstrate that 178.1 could immunoprecipitate human cells infected with the HTLV-III virus strains.
Beterminou-se a reactividade dos anticorpos monoclonais, re conhecendo epítopos não sobrepostos, em relação a um grande painel de antigénios, usando um ELISA de sanduíche envolvendo anti- -25- 70 291 SBC GASI 14430 -gpl20 de ovelha como reagente de captura» 0 anticorpo moftoclo-nal 178.1 foi negativo em ELISA com isolados de HIV divergentes» átoltj/mv-IIIg, H9/ETLV-IIIRF1 e Hut78/ARV2» sendo no entanto claramente positivo quando testado com o HTLV-IILg em RIPA» WB, ou ELISA usando antigénios reoombinantes· Este anticorpo monoclç) nal reconhece um epítopo que está aparentemente conservado entre a gpl60 e a gpl2Q e assim, quando é usado na técnica de purificação que se descreve no Exemplo 4 seguinte, constitui uma vantagem adicional para a produção das glicoproteínas gpl6o/gpl20 em várias construções.The reactivity of the monoclonal antibodies, recognizing non-overlapping epitopes, against a large panel of antigens was investigated using a sandwich ELISA involving anti-25-70 291 SBC GASI 14430-sheep epsilon as capture reagent. monoclonal antibody 178.1 was negative in ELISA with divergent HIV isolates attolt / mv-IIIg, H9 / ETLV-IIIRF1 and Hut78 / ARV2, but was clearly positive when tested with HTLV-IILg in RIPA, WB, or ELISA using recombinant antigens. This monoclonal antibody recognizes an epitope that is apparently conserved between gp160 and gp120 and thus, when used in the purification technique described in Example 4 below, constitutes an additional advantage for the production of gp160 glycoproteins / gpl20 in various constructs.
Exemplo 4. Purificação da gpl2o/\32 a partir de meio_condiciona~ do de cultura de células de Brosophila A proteína gpl20 recomhinante do Exemplo 2 foi purificada co mo se segue: prepararam-se 30 litros de meio condicionado de Dro-phila (CM) contendo a gpl2oA52, com 1 mM de fluoreto de fenilme-tilsulfonilo (PMSP), 10 m£I de ácido etilenodíaminotetraacético (EDTA) e 70 unidades de inibidor "Kalllkrein". Filtrou-se o CM através de uma membrana Durapore de 0,45y<m usando um dispositivo Pellicon (Millipore). Aplicou-se o CM filtrado a 3-Sepharose de fluxo rápido {Pharmacia) (5 litros; 25,2 cm x 11 cm) com um cau- p dal de fluxo linear (LFR) de 37 ml/eni h, equilibrada em tampão A, contendo 20 ml de ácido 2-/~"I-morfolino^/etanossulfénico (MES) pH 6,0· Apés a aplicação de todo o CM, eluiu-se a coluna, num so passo, com tampão B, contendo 20 mM de MES, pH 6,0, 0,4! em IaCl· Aplicou-se a gp!2o/\32, eluída a partir de S-Sepharoae, a uma coluna (60 ml; 3,2 cm x 6,5 cm) de Sepharose 4B-anfcicorpo mo-noclonal anti-gplôo de ratinho» com um LFR de 10 ml/cm h. Esta coluna foi equilibrada em tampão B. Apos aplicação de metade do eluído de S-Sepharose, lavou-se a coluna com 1 volume de coluna de tampão B, 2 volumes de coluna de 2o mM de MES» pH 6,0, 1,0M em Ia Cl (Tampão C) e 2 volumes de coluna de tampão A· lluiu-se a gpl2pA32 com ácido acético 0,11, pH 2,8, e neutralizaram-se imediatamente as fracções pela adição de 0,1 volumes de tris--(hidroximetil)aminometano (Tris), pH 10,4. 0 anticorpo raonoelonal de hibridoma, 178.1, anti-gpl20» de ratinho, foi produzido de acordo com o Exemplo 3 anterior. -26- 70 291 SBC CASE 14430Example 4. Purification of gp120 from Brosophila cell culture medium The recombinant gp120 protein from Example 2 was purified as follows: 30 liters of Dro-phila (CM) conditioned medium was prepared, containing gpl2oA52, 1 mM phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSP), 10 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), and 70 units of Kallikrein inhibitor. CM was filtered through a 0.45æm Durapore membrane using a Pellicon device (Millipore). The filtered CM was applied to fast-flow 3-Sepharose (Pharmacia) (5 liters; 25.2 cm x 11 cm) with a linear flow rate (LFR) of 37 ml / hr, equilibrated in buffer A, containing 20 ml of 2- [1-morpholino [ethanesulfonic acid (MES)] pH 6.0 After the application of all CM, the column was eluted in one step with buffer B containing 20 mM MES, pH 6.0, 0.4! was added to a column (60 ml, 3.2 cm x 6.5 cm) of Sepharose 4B-anti-gonad monoclonal antibody mouse with an RFI of 10 ml / cm3. This column was equilibrated in buffer B. After application of half the S-Sepharose eluate, the column was washed with 1 volume of buffer B column, 2 column volumes of 20 mM MES, pH 6.0, 0M in IaCl (Buffer C) and 2 column volumes of buffer A · gpl2pA32 was charged with 0.11 acetic acid, pH 2.8, and the fractions were immediately neutralized by the addition of 0.1 volumes of tris - (hydroxymethyl) aminomethane (Tris), pH 10.4. The mouse anti-mouse gp2020 mouse hybridomorphonuclear antibody 178.1 was produced according to Example 3 above. -26- 70 291 SBC CASE 14430
Semeou-se este hibridoma, com 2 x 10^ células/ml e cultivou-se durante quatro dias em Meio de Eagle com a Modificação de Eulbecco /""Hazelton Research Products_J7suplementado com 4,5 gramas/litro de glucose, 2 /41 de glutamina e 1 Q$ de soro· Pil_ trou-se ο OM contendo o anticorpo 178.1 (membrana de 0»2 jm) e aplicou-se a uma coluna de proteína A-Spharose (Pharmacia) (17 ml} 1,5 cm x 10 cm) equilibrada em Tris 0,11, pH 8,2. ELuiu--se o anticorpo com citrato de sódio 0,1M, pH 3,5» e neutralizou--se imediatamente com Tris.This hybridoma was seeded at 2 x 10 células cells / ml and cultured for four days in Eagle's Medium with Eulbecco's Modification " Hazelton Research Products " supplemented with 4.5 grams / liter glucose, 41 of glutamine and 1% of serum. The OM containing antibody 178.1 (membrane 0.2 μm) was loaded and applied to a protein A-Spharose (Pharmacia) column (17 ml) 1.5 cm × 10 cm) equilibrated in Tris 0.11, pH 8.2. The antibody was eluted with 0.1 M sodium citrate, pH 3.5, and neutralized immediately with Tris.
Acoplou-se o anticorpo monoelonal anti-gp!20 purificado a Sepharose 4B (Pharmacia), activada com CNBr, de acordo com as instruções do fabricante, com uma densidade de 2 mg de anticor-ρο/ml de resina e com uma eficiência de acoplamento de 98$, resultando uma resina de afinidade de anti-gpl2o-Sepharose. Esta resina de afinidade ligará especificamente a proteína gpl2o pela inter-acção do anticorpo com um epítopo estrutural único na gpl20· Δ pureza do produto final de proteína gpl20, de acordo com esta técnica de purificação, é de 80-90$, com um rendimento estimado de 8,5 mg/30 litros de meio condicionado. A recuperação estima-se estar entre 25-50$.The purified anti-gp? 20 monoclonal antibody to CNBr activated Sepharose 4B (Pharmacia) was coupled according to the manufacturer's instructions at a density of 2 mg of resin-Âμg / ml of resin and with an efficiency of coupling of 98%, resulting in an anti-gp120-Sepharose affinity resin. This affinity resin will specifically bind the gp120 protein by the interaction of the antibody with a unique structural epitope on the gp120 · Δ purity of the gp120 protein end product, according to this purification technique, is 80-90%, in a yield estimated from 8.5 mg / 30 liters of conditioned medium. Recovery is estimated to be between $ 25- $ 50.
Grê-se também que esta técnica de purificação, e esta resi na de afinidade, é eficaz com outras proteínas HIV, ou seus fra gmentos, com este epítopo.It is also appreciated that this purification technique, and this affinity residue, is effective with other HIV proteins, or their fragments, with this epitope.
Exemplo 5» Ensaio 0 ensaio que a seguir se descreve é um ensaio não isotópi-co, utilizando uma enzima e um substrato, para a detecção da gpl2o ou dos seus fragmentos, que foi utilizado na detecção de proteínas gp!2o produzidas pelos processos e pelas composições do presente invento·EXAMPLE 5 Assay The assay described below is a non-isotopic assay using an enzyme and a substrate for the detection of gp120 or fragments thereof which has been used in the detection of gp120 proteins produced by the methods and by the compositions of the present invention
No ensaio, os critérios para detecção da gpl20 são dependentes da especificidade do anticorpo· Para capturar a proteí na gpl20 usa-se um anticorpo monoelonal anti-gp!20 /"iSupont, ne# de Cat 9284J7, diluído em tampão carbonato de sódio 0,1M (pH 9,5) ate 2 yíg/ml· Adicionam-se 100 /A desta diluição de anticorpo a cada cavidade, em duplicado, numa placa de ensaio, excepto para as cavidades designadas como controlos. Incuba- -27- 70 291 SBC CASE 144-30 baram-se as placas a 42C de ura dia para o outro. No dia seguin te removeu-se, por lavagem, o anticorpo, e bloqueou-se a placa adicionando 300 jà. de tampão de bloqueamento, consistindo de 1$ de BSA em PBS, a cada cavidade, durante 1 hora à temperatura am biente.In the assay, the criteria for detecting gp120 are dependent on antibody specificity. To capture the protein in gp120 a single anti-gp? 20 /? -Supont, ne of Cat 9284J7 antibody is used, diluted in sodium carbonate buffer 0.1M (pH 9.5) to 2 Âμg / ml · 100 Âμl of this antibody dilution is added to each well in duplicate on an assay plate, except for wells designated as controls. Incubate the plates at 42 ° C overnight. The next day the antibody was removed by washing, and the plate was blocked by adding 300æ. of blocking buffer, consisting of 1% BSA in PBS, each well, for 1 hour at room temperature.
Diluíram-se os padrões de gpl2o virai a 1 ^g/ml, 0,5 /g/ml, 0,25 ^.g/ml, 0,1 yMg/rul e 0,2 /tg/ml num tampão de lavagem consistindo de PBS e 0,05$ T®een 20· Adicionam-se 100 /1 dos padrões diluídos a cada cavidade, em duplicado. Incubaram-se as placas numa placa de agitação durante 2 horas à temperatura ambiente, e depois, lavou-se cada placa, quatro vezes, com tampão de lavagem. A cada cavidade, adicionaram-se 100 /*1 de anticorpo anti--gpl20 de coelho (descrito por BeBouck et al, pedido de patente dos E.U.A. ne. 07/056553f depositado em 29 de Eaio de 19B7), di luido l/lOOO em tampão de lavagem, e incubou-se cada placa numa placa de agitação durante 1 hora. Este segundo anticorpo faz com que a gpl2o fique entre os dois anticorpos. Lavaram-se depois as placas, quatro vezes, com tampão de lavagem. Para de-tectar este complexo, adiciona-se, a cada cavidade, um terceiro anticorpo 10Q pl de anticorpo de cabra anti-coelho marcado com peroxidase (P0B) (sobretudo anticorpo IgG e Igl) diluído em tam pão de lavagem sem azida. Incubam—se depois as placas durante 2 horas num agitador à temperatura ambiente.Viral gp120 standards were diluted at 1 μg / ml, 0.5 μg / ml, 0.25 μg / ml, 0.1 μg / rul and 0.2 μg / ml in a wash buffer consisting of PBS and 0.05% Tween 20. 100/1 of the standard dilutions are added to each well in duplicate. The plates were incubated on a stirring plate for 2 hours at room temperature, and then, each dish was washed four times with wash buffer. To each well, 100 .mu.l of rabbit anti-gp120 antibody (described by BeBouck et al, U.S. Patent Application No. 07 / 056553f deposited at 29 ° C) was added, diluted 1/1000 in wash buffer, and each plate was incubated on a shaking plate for 1 hour. This second antibody causes gp120 to be between the two antibodies. The plates were then washed four times with wash buffer. To de-tect this complex, a third 10 μl goat anti-rabbit peroxidase-labeled goat antibody (P0B) (mostly IgG and IgI antibody) diluted in azide-free wash buffer is added to each well. The plates are then incubated for 2 hours on an agitator at room temperature.
Após se terem lavado as placas quatro vezes, adicíonaram--se 100 ^>1 de um substrato incolor (1 mg/ml de 0PD em tampão cí trato com 4 jA. de peróxido de hidrogénio a 35$ por 10 ml de tam pão). 0 peróxido de hidrogénio foi adicionado apenas antes da adição do substrato às cavidades. Incubaram-se estas cavidades durante 8 minutos num agitador e parou-se a reacção pela adição de 100 μ 1 de fluoreto de sódio 0,11 a cada cavidade. Na presen. ça de anticorpos conjugados com peroxidase, o substrato adquire a cor amarela. Leu-se a densidade óptiea, ou a intensidade da cor, que é proporcional à quantidade de gp!2o capturada, num lei tor de placas a 450 manómetros, e construiu-se uma curva padrão sendo as concentrações de desconhecidos calculadas. Determinou- 70 291 SBC CASE 14430 -28- -se a quantidade de gpl20 no sobrenadante da cultura por comparação com esta curva padrão· A descrição anterior e os exemplos descrevem exaustivamente a invenção, incluindo as suas concretizações preferidas. Pressupõe-se que modificações dos métodos que anteriormente se descreveram, por exemplo utilizando outras sequências truncadas de gpl6o/gpl20> que são óbvias para um perito na arte da genética molecular e de ciências relacionadas, são abrangidas pelo campo das reivindicações seguintes.After washing the plates four times, 100æg of a colorless substrate (1 mg / ml of 0PD) was added in 4% aqueous buffer with 4æg of 35% hydrogen peroxide per 10 ml of buffer ). The hydrogen peroxide was added just prior to the addition of the substrate to the wells. These wells were incubated for 8 minutes on a shaker and the reaction was quenched by the addition of 100 μl of 0.11 sodium fluoride in each well. In the presence. peroxidase conjugated antibodies, the substrate becomes yellow in color. The optical density, or color intensity, was read out which is proportional to the amount of gp-2 captured in a plateau at 450 manometers, and a standard curve was constructed with the concentrations of unknowns being calculated. The amount of gp120 in the culture supernatant was determined by comparison with this standard curve. The foregoing description and examples exhaustively describe the invention, including preferred embodiments thereof. Modifications of the methods described above, for example using other truncated gp120 / gp120 sequences are assumed to be > which are obvious to one skilled in the art of molecular genetics and related sciences, are encompassed by the field of the following claims.
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