RU2801230C2 - Self-assembly synthetic proteins - Google Patents

Self-assembly synthetic proteins Download PDF

Info

Publication number
RU2801230C2
RU2801230C2 RU2019109120A RU2019109120A RU2801230C2 RU 2801230 C2 RU2801230 C2 RU 2801230C2 RU 2019109120 A RU2019109120 A RU 2019109120A RU 2019109120 A RU2019109120 A RU 2019109120A RU 2801230 C2 RU2801230 C2 RU 2801230C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protein
recombinant protein
vegf
polypeptide
growth factor
Prior art date
Application number
RU2019109120A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019109120A (en
RU2801230C9 (en
Inventor
Кит Алан ЧАРЛЬТОН
Эрик Д'ОНДТ
Дэниэл Т. ВЕРХАММЕ
Original Assignee
Ин3Био Лтд.
Кит Алан ЧАРЛЬТОН
Эрик Д'ОНДТ
Дэниэл Т. ВЕРХАММЕ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ин3Био Лтд., Кит Алан ЧАРЛЬТОН, Эрик Д'ОНДТ, Дэниэл Т. ВЕРХАММЕ filed Critical Ин3Био Лтд.
Publication of RU2019109120A publication Critical patent/RU2019109120A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2801230C2 publication Critical patent/RU2801230C2/en
Publication of RU2801230C9 publication Critical patent/RU2801230C9/en

Links

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to new recombinant fusion proteins, and can be used in medicine as a therapeutic agent in the treatment of various malignant neoplasms (cancer). The invention discloses a synthetic protein based on a mutant B-subunit of the A1B5 group of bacterial holotoxins, obtained from the B-subunit of cholera toxin (CBT), in which the specified subunit is connected through a peptide linker with a polypeptide comprising a tumor antigen or growth factor, the increased expression of which is observed in cells tumors.
EFFECT: such a fusion protein has immunogenic properties and may be useful as an immunomodulatory agent to enhance immune responses in mammals.
15 cl, 5 ex, 6 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к созданию синтетического белкового каркаса, который проявляет определенные функциональные и биофизические характеристики, полезные при использовании синтетического белка для доставки и презентации антигенов иммунной системе хозяина даже тогда, когда указанные антигены слабо иммуногенны или неиммуногенны в организме хозяина, вследствие чего у хозяина индуцируется выработка специфического гуморального иммунного ответа на антигены. Описывается синтетический белок, который является иммуногенным для иммунных систем млекопитающих и который может собираться в стабильные определённые мультимеры. Кроме того, описывается способ применения указанного белка для обеспечения иммуногенности и индуцирования образования специфических антител против слабо иммуногенных или неиммуногенных пептидов.The present invention relates to the creation of a synthetic protein scaffold that exhibits certain functional and biophysical characteristics that are useful in using the synthetic protein to deliver and present antigens to the host's immune system, even when said antigens are weakly immunogenic or non-immunogenic in the host, thereby inducing the host to produce specific humoral immune response to antigens. Describes a synthetic protein that is immunogenic to mammalian immune systems and that can assemble into stable defined multimers. In addition, a method is described for using said protein to provide immunogenicity and induce the formation of specific antibodies against weakly immunogenic or non-immunogenic peptides.

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИCROSS REFERENCES TO RELATED APPLICATIONS

Настоящая заявка заявляет приоритет заявки на патент США № 61/791268, поданной 15 марта 2013 года, под названием «Синтетические самособирающиеся иммуногенные белки», которая включена в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте.This application claims priority to US Patent Application No. 61/791,268, filed March 15, 2013, entitled "Synthetic Self-Assembling Immunogenic Proteins", which is incorporated herein by reference in its entirety.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИPRIOR ART

Введение чужеродного (не своего) вещества, то есть антигена, в иммунную систему позвоночного животного обычно приводит к индукции иммунного ответа хозяина, направленного против этого антигена. Обычно это вызывает стимуляцию B- и/или Т-лимфоцитов и продукцию молекул иммуноглобулинов (антител), которые узнают и связывают этот антиген. Существует очень много факторов, которые влияют на степень индуцирования веществом иммунного ответа в организме хозяина. Степень чужеродности важна, поскольку иммунная система возникла в процессе эволюции и развилась с целью быть нечувствительной к «своему». Размер также является важным фактором, так как молекулы большего размера обычно являются более иммуногенными, чем молекулы меньшего размера. Молекулы, имеющие молекулярную массу менее ~ 1000 Да (относятся к категории гаптенов), слишком малы, чтобы быть замеченными иммунной системой в изолированном виде, и поэтому они являются неиммуногенными, хотя они всё ещё могут быть антигенными. The introduction of a foreign (non-self) substance, i.e. an antigen, into the immune system of a vertebrate animal usually leads to the induction of the host's immune response directed against this antigen. This usually causes stimulation of B- and/or T-lymphocytes and the production of immunoglobulin molecules (antibodies) that recognize and bind this antigen. There are many factors that affect the extent to which a substance induces an immune response in the host. The degree of foreignness is important because the immune system evolved and evolved to be insensitive to self. Size is also an important factor, since larger molecules are usually more immunogenic than smaller molecules. Molecules that have a molecular weight of less than ~1000 Da (belong to the category of haptens) are too small to be seen by the immune system in isolation and are therefore non-immunogenic, although they may still be antigenic.

Молекулы большего размера будут более сложноорганизованными и поэтому более вероятно, что они будут содержать многочисленные иммуногенные эпитопы, а также легче будут поглощаться и перерабатываться антигенпрезентирующими клетками (АPC). Состав вещества также является важным, причем белки, бесспорно, являются наиболее иммуногенными. Полисахариды гораздо менее иммуногенны (в изолированном виде), а нуклеиновые кислоты и липиды в основном неиммуногенны. Аналогично, корпускулярные или денатурированные антигены являются более иммуногенными, чем растворимые и природные молекулы. Путь поступления и биологические активности чужеродных веществ могут также значительно влиять на природу и степень любого иммунного ответа хозяина. Например, парентеральная инъекция вещества, которое взаимодействует с компонентами или клетками иммунной системы, будет приводить к намного более сильному ответу на относительно инертное или неактивное вещество, чем поступление через слизистую оболочку (прием внутрь/ингаляция). Larger molecules will be more complex and therefore more likely to contain numerous immunogenic epitopes and will also be more readily taken up and processed by antigen presenting cells (APCs). The composition of the substance is also important, with proteins being by far the most immunogenic. Polysaccharides are much less immunogenic (in isolated form), while nucleic acids and lipids are mostly non-immunogenic. Similarly, particulate or denatured antigens are more immunogenic than soluble and natural molecules. The route of entry and biological activities of foreign substances can also significantly influence the nature and extent of any host immune response. For example, a parenteral injection of a substance that interacts with components or cells of the immune system will result in a much stronger response to a relatively inert or inactive substance than a mucosal (oral/inhaled) route.

T-клетки и B-клетки узнают чужеродные антигены и реагируют на них по-разному. Специализированные антигенпрезентирующие клетки или АРС (макрофаги, дендритные клетки и B-клетки) непрерывно исследуют свою среду, захватывая молекулы из внеклеточного пространства, в том числе макромолекулы и целые микроорганизмы, и перерабатывая их белковый состав. Экзогенные белки перевариваются группой протеолитических ферментов в эндосомах, и результирующие пептиды презентируются на поверхности клеток в канавке молекул главного комплекса гистосовместимости (MHC) класса II. Они, в свою очередь, узнаются специализированными рецепторами на поверхности T-клеток (TCR). Процесс развития T-клеток обеспечивает, что T-клетки, несущие рецепторы, которые реагируют на MHC II, содержащий аутологичные пептиды, удаляются, и только те клетки, которые распознают чужеродные последовательности, созревают успешно. Пептиды, которые узнаются T-клетками (T-клеточные эпитопы), являются без исключения линейными, но они не всегда экспонированы или доступны на нативном свернутом белке, из которого они были получены. T cells and B cells recognize foreign antigens and respond differently to them. Specialized antigen presenting cells or APCs (macrophages, dendritic cells, and B cells) continuously explore their environment by taking molecules from the extracellular space, including macromolecules and whole microorganisms, and processing their protein composition. Exogenous proteins are digested by a group of proteolytic enzymes in endosomes, and the resulting peptides are presented on the cell surface in the groove of major histocompatibility complex (MHC) class II molecules. These, in turn, are recognized by specialized T cell surface receptors (TCRs). The T cell development process ensures that T cells bearing receptors that respond to MHC II containing autologous peptides are eliminated and only those cells that recognize foreign sequences mature successfully. The peptides that are recognized by T cells (T cell epitopes) are without exception linear, but they are not always exposed or accessible on the native fold from which they were derived.

Напротив, поверхностные рецепторы B-клеток или иммуноглобулины (BCR) узнают и взаимодействуют в основном с растворимыми белками (включая конформационные и денатурированные эпитопы), гаптенами, полисахаридами и в меньшей степени некоторыми липидами и нуклеиновыми кислотами. Специфичность BCR идентична тому антителу, которое B-клетка может секретировать. После связывания с когнатным антигеном BCR интернализуется, и связанный с ним антиген процессируется. Только когда антиген является белком или когда он связан с белковым компонентом, антиген будет презентироваться на клеточной поверхности как часть комплекса MHC II. При этих условиях B-клетка может быть доступна для активации при помощи клетки T-хелпера, которая содержит TCR, распознающий презентированный пептид. В случае большого или сложного белка B-клетка может быть активирована многими различными T-клетками, ни одна из которых не должна обязательно узнавать такой же антигенный эпитоп, как BCR, но все из которых будут узнавать пептидный компонент того же самого белка. Именно эта способность иммунных систем позвоночных позволяет им вырабатывать антитела против антигенных детерминант, которые не иммуногенны сами по себе.In contrast, B cell surface receptors or immunoglobulins (BCRs) recognize and interact primarily with soluble proteins (including conformational and denatured epitopes), haptens, polysaccharides, and to a lesser extent some lipids and nucleic acids. The specificity of BCR is identical to that of an antibody that a B cell can secrete. After binding to the cognate antigen, the BCR is internalized and the associated antigen is processed. Only when the antigen is a protein, or when it is associated with a protein component, will the antigen be presented on the cell surface as part of the MHC II complex. Under these conditions, a B cell can be made available for activation by a T helper cell that contains a TCR that recognizes the presented peptide. In the case of a large or complex protein, the B cell may be activated by many different T cells, none of which will necessarily recognize the same antigenic epitope as the BCR, but all of which will recognize the peptide component of the same protein. It is this ability of the immune systems of vertebrates that allows them to produce antibodies against antigenic determinants that are not immunogenic in themselves.

Чтобы разработать эффективные вакцины, необходимо презентовать антигенные эпитопы иммунной системе хозяина таким способом, чтобы стимулировать сильный иммунный ответ, вовлекающий T- и B-лимфоциты. Иммунные ответы, которые не включают активацию эффекторных (хелперных) T-клеток и последующую стимуляцию ими В-клеток, являются обычно непродолжительными и не приводят к антигенной памяти, т.е. не приводят к более агрессивному и более быстрому гуморальному иммунному ответу, когда хозяин подвергается этому иммуногену во второй раз.To develop effective vaccines, it is necessary to present antigenic epitopes to the host's immune system in such a way as to stimulate a strong immune response involving T and B lymphocytes. Immune responses that do not involve the activation of effector (helper) T cells and their subsequent stimulation of B cells are usually short-lived and do not lead to antigenic memory, i. do not result in a more aggressive and faster humoral immune response when the host is exposed to that immunogen a second time.

Также часто требуется, чтобы вакцины активировали антитела, способные ингибировать, блокировать или иным способом нейтрализовать функциональную активность мишени, и тем самым обеспечивали защиту хозяина. Это может представлять сложную задачу по многим причинам. Часто те эпитопы, которые должны выбираться в качестве мишени для гуморального иммунного ответа, не были идентифицированы из-за нехватки структурно-функциональных данных, касающихся этой мишени. Даже когда детальная информация о мишени и её взаимодействиях установлена, идентифицированный(е) эпитоп(ы) может(могут) не быть иммунно-доминантным(и) и поэтому может(могут) не вызывать ответы, искомые для большинства пациентов. В других случаях ключевые защитные антигенные детерминанты могут быть не белком, а, например, полисахаридами в патогенных гликопротеинах, которые обычно неиммунногенны (Т-зависимые) в изолированном виде.Vaccines are also often required to activate antibodies capable of inhibiting, blocking, or otherwise neutralizing the functional activity of the target, and thereby provide protection to the host. This can be a difficult task for many reasons. Often, those epitopes that should be selected as a target for the humoral immune response have not been identified due to the lack of structural and functional data regarding this target. Even when detailed information about the target and its interactions is established, the identified epitope(s) may not be immunodominant(s) and therefore may not elicit the responses sought for by most patients. In other cases, key protective antigenic determinants may not be a protein, but, for example, polysaccharides in pathogenic glycoproteins, which are usually non-immunogenic (T-dependent) in isolation.

Преобладающее большинство вакцин вводят парентеральными путями; однако, есть много преимуществ для доставки через слизистую оболочку, таких как соблюдение пациентом режима, самостоятельное введение, сниженный риск инфекции и возможность стимулирования как иммунных свойств слизистых оболочек, так и системного иммунитета. Существует также много препятствий, которые нужно преодолеть, таких как разбавление вакцины, присутствие микрофлоры, потребность противостоять низкому pH при пероральном введении, мембранная проницаемость и потребность в сильных адъювантах (Vajdy et al. 2004). Кроме того, введение через слизистую оболочку может привести к толерантности B-клеток, а не к иммунному ответу. Дозировка также может оказывать большой эффект на иммунные ответы. Если иммуноген практически не воспринимается иммунной системой или если система загружена слишком высокой дозой, то может индуцироваться толерантность. Наоборот, слишком маленькая доза может также привести к толерантности или может быть просто не способной стимулировать иммунные клетки в достаточной мере.The vast majority of vaccines are administered by parenteral routes; however, there are many advantages to mucosal delivery such as patient compliance, self-administration, reduced risk of infection, and the potential to stimulate both mucosal and systemic immunity. There are also many hurdles to overcome such as dilution of the vaccine, the presence of microflora, the need to withstand low oral pH, membrane permeability and the need for strong adjuvants (Vajdy et al. 2004). In addition, mucosal administration may result in B-cell tolerance rather than an immune response. Dosage can also have a large effect on immune responses. If the immunogen is practically not accepted by the immune system, or if the system is loaded with too high a dose, then tolerance can be induced. Conversely, too low a dose may also lead to tolerance or may simply not be able to stimulate immune cells sufficiently.

Были разработаны многочисленные подходы, чтобы способствовать преодолению этих трудностей. В большинстве случаев вакцины вводят вместе с некоторой формой адъюванта. По существу адъювантами является любой состав, который при совместном введении с иммуногеном вызывает одно или несколько из следующих явлений: стойкость иммунногена в месте инъекции, усиление костимулирующих сигналов, неспецифическая стимуляция пролиферации лимфоцитов или формирование гранулемы. Существует множество форм адъювантов, например, полный адъювант Фрейнда содержит инактивированные Mycobacterium, тогда как другие содержат эмульсию масла (например, сквалена) в воде. Такие адъюванты обычно используются для животных, поскольку они могут вызвать неблагоприятные реакции в месте инъекции. Некоторые органические адъюванты используются в вакцинах для человека, таких как Montanide (основана на минеральном масле с добавкой растительных компонентов), хотя в большинстве случаев они являются неорганическими, как, например, соли алюминия.Numerous approaches have been developed to help overcome these difficulties. In most cases, vaccines are administered along with some form of adjuvant. Essentially, adjuvants are any formulation that, when co-administered with an immunogen, causes one or more of the following: persistence of the immunogen at the injection site, enhancement of co-stimulatory signals, non-specific stimulation of lymphocyte proliferation, or granuloma formation. There are many forms of adjuvants, for example Freund's complete adjuvant contains inactivated Mycobacterium, while others contain an emulsion of oil (eg squalene) in water. Such adjuvants are commonly used in animals because they can cause adverse reactions at the injection site. Some organic adjuvants are used in human vaccines, such as Montanide (based on mineral oil with added plant ingredients), although in most cases they are inorganic, such as aluminum salts.

Среди самых распространённых и широко используемых методов для преодоления низкой иммуногенности может применяться объединение известного или желаемого антигена или антигенной детерминанты с высоко иммуногенным носителем. Таким является белок или полипептид, полученный из различных организмов, например бычий сывороточный альбумин (BSA) и гемоцианин фиссуреллы (KLH), которые часто используются в качестве носителей для химически конъюгированных гаптенов и небольших пептидов для того, чтобы индуцировать антитела у животных (Berzofsky and Berzofsky, 1993). Носитель презентует гаптены на достаточно большой молекуле для узнавания и процессирования иммунной системой хозяина, а также стимулирует иммунный ответ хозяина, будучи по своей сути иммунногенным.Among the most common and widely used methods to overcome low immunogenicity may be the association of a known or desired antigen or antigenic determinant with a highly immunogenic carrier. This is a protein or polypeptide derived from various organisms, such as bovine serum albumin (BSA) and fissure limpet hemocyanin (KLH), which are often used as carriers for chemically conjugated haptens and small peptides to induce antibodies in animals (Berzofsky and Berzofsky , 1993). The carrier presents the haptens on a molecule large enough to be recognized and processed by the host's immune system, and also stimulates the host's immune response, being inherently immunogenic.

В общем, чем дальше филогенетически отдалены источники белков-носителей от реципиента, тем лучше. Тогда, вероятно, носитель будет сильно отличаться от белков хозяина, и, следовательно, будет более чужеродным. Ещё одной важной особенностью при выборе белка-носителя является возможность того, что если этот белок является гомологом белка хозяина и, следовательно, имеет значительную гомологию, то вызванный иммунный ответ может также реагировать на белки хозяина и приводить к неблагоприятным побочным эффектам. Небелковые антигены могут быть соединены только химически, что может ограничить контроль над тем, где на носителе они прикреплены и как они презентуются. Небольшие пептиды могут быть соединены химически или на генетическом уровне. В других отраслях научных исследований современные разработки в биоинформатике привели к развитию рационального дизайна иммуногенов, и, в частности, пептидов.In general, the farther phylogenetically distant sources of carrier proteins are from the recipient, the better. It is then likely that the carrier will be very different from the host proteins, and therefore more foreign. Another important consideration when choosing a carrier protein is the possibility that if the protein is a homologue of the host protein and therefore has significant homology, then the elicited immune response may also react against the host proteins and lead to adverse side effects. Non-protein antigens can only be linked chemically, which can limit control over where on the carrier they are attached and how they are presented. Small peptides can be linked chemically or genetically. In other branches of scientific research, recent developments in bioinformatics have led to the development of rational design of immunogens, and in particular peptides.

Концепция пептидных вакцин основана на идентификации и химическом синтезе эпитопов B-клеток и T-клеток, которые являются иммунно-доминантными и могут индуцировать специфические иммунные ответы, например, связывание B-клеточного эпитопа целевой молекулы с хорошо известным T-клеточным эпитопом для обеспечения его иммуногенности (Naz R.K. and Dabir P. 2007). Считается, что пептиды относительно легко производить по сравнению с большими и более сложными белковыми антигенами. Они также могут обладать необходимой химической стабильностью и отсутствием онкогенного или инфекционного потенциала, что делает их привлекательными вакцинными кандидатами. Однако несколько препятствий ограничивают широкое распространение использования пептидных вакцин, включая их часто слабую собственную иммуногенность и потребность в сильных адъювантах и носителях. Другие исследования предложили, что можно получать более иммуногенные рекомбинантные химерные белки, если эпитопы T-хелперов соединять в виде тандемных повторов (Kjerrulf М., et al. 1997).The concept of peptide vaccines is based on the identification and chemical synthesis of B-cell and T-cell epitopes that are immunodominant and can induce specific immune responses, such as binding the B-cell epitope of the target molecule to a well-known T-cell epitope to ensure its immunogenicity. (Naz R.K. and Dabir P. 2007). Peptides are considered to be relatively easy to manufacture compared to larger and more complex protein antigens. They may also have the necessary chemical stability and lack of oncogenic or infectious potential, making them attractive vaccine candidates. However, several barriers limit the widespread use of peptide vaccines, including their often poor intrinsic immunogenicity and the need for strong adjuvants and carriers. Other studies have suggested that more immunogenic recombinant chimeric proteins can be produced if T helper epitopes are linked in tandem repeats (Kjerrulf M., et al. 1997).

Другим популярным классом белка-носителя являются бактериальные токсоиды. В случае вакцин против бактериальной инфекции, когда симптомы инфекции вызваны действием токсинов, тогда эти токсины могут использоваться в качестве вакцин. Конечно, необходимо сделать их неактивными или химически, или при помощи нетоксичного компонента. Такие аттенуированые токсины, например, вакцины против дифтерии и столбняка, которые были разработаны в ХХ столетии, называются токсоидами. Полисахаридно-белковые конъюгированные вакцины, которые используются или находятся на заключительной стадии разработки компаниями, такими как Wyeth (Pfizer), Aventis Pasteur, GSK, Merck и другими, используют столбнячный, дифтерийный или другие токсоиды.Another popular class of carrier protein are bacterial toxoids. In the case of vaccines against bacterial infection, when the symptoms of the infection are caused by the action of toxins, then these toxins can be used as vaccines. Of course, it is necessary to make them inactive, either chemically or with a non-toxic component. Such attenuated toxins, such as the diphtheria and tetanus vaccines that were developed in the 20th century, are called toxoids. Polysaccharide-protein conjugate vaccines, which are being used or are in the final stages of development by companies such as Wyeth (Pfizer), Aventis Pasteur, GSK, Merck and others, use tetanus, diphtheria or other toxoids.

Субъединица В холерного токсина или теплоустойчивый энтеротоксин (LT) E. coli были предложены многими как полезные белковые носители для различных применений вакцин (Nemchinov, L.G et al. 2000, George-Chandy, A. et al. 2001, патент США № 6153203). Они высоко иммуногенны, а в отсутствии CT-A субъединицы являются нетоксичными. При формировании основы широкого использования противохолерной вакцины она характеризуется подтвержденным профилем безопасности при систематическом применении. Относительно небольшая (~12 кДа), она может собираться в стабильные пентамеры, которые придают ей намного более высокую молекулярная массу.The cholera toxin subunit B or heat-resistant enterotoxin (LT) of E. coli has been proposed by many as useful protein carriers for various vaccine applications (Nemchinov, L. G et al. 2000, George-Chandy, A. et al. 2001, US Pat. No. 6,153,203). They are highly immunogenic and, in the absence of CT-A, the subunits are non-toxic. While forming the basis for the widespread use of cholera vaccine, it has a proven safety profile when administered systematically. Relatively small (~12 kDa), it can assemble into stable pentamers which give it a much higher molecular weight.

Для многих исследователей особый интерес представляет использование аффинности CTB и пентамеров энтеротоксина к GMI-ганглиозиду, разветвленному пента-сахариду, который был обнаружен на поверхности ядросодержащих клеток. Во время инфекции холеры именно это связывание облегчает перенос голотоксина через кишечный эпителий. В научной литературе было много сообщений о том, что вакцины, основанные на CTB-соединениях, химически или генетически, могут быть эффективными при стимулировании иммунных свойств слизистых оболочек (George-Chandy, A. et al. 2001, Flouhui Song et al. 2003, Shenghua Li et al. 2009, Harakuni, A. et al. 2005), если они применяются перорально или интраназально. Для сохранения способности взаимодействовать с GMI-ганглиозидами, которые присоединяются в полости, сформированной между смежными субъединицами CTB, важно, чтобы целевой антиген не блокировал доступ к сайту связывания GMI и не предотвращал сборку CTB-мультимеров.Of particular interest to many researchers is the use of the affinity of CTB and enterotoxin pentamers for G MI -ganglioside, a branched penta-saccharide that has been found on the surface of nucleated cells. During cholera infection, it is this binding that facilitates the transport of the holotoxin through the intestinal epithelium. There have been many reports in the scientific literature that vaccines based on CTB compounds, either chemically or genetically, can be effective in stimulating mucosal immune properties (George-Chandy, A. et al. 2001, Flouhui Song et al. 2003, Shenghua Li et al. 2009, Harakuni, A. et al. 2005) if administered orally or intranasally. To retain the ability to interact with G MI -gangliosides that attach in the cavity formed between adjacent CTB subunits, it is important that the target antigen does not block access to the G MI binding site and does not prevent the assembly of CTB multimers.

Было продемонстрировано, что слияния на генетическом уровне могут осуществляться с CTB, которая успешно сохраняет GMI-связывание, хотя есть также и ограничения. Liljeqvist, S. и др. (1997) показали, что связывающий домен сывороточного альбумина стрептококкового белка G может быть слит на генетическом уровне или с N-, или с C-концом CTB, или с обеими концами одновременно при сохранении GMI -связывания. Тем не менее, было отмечено, что N-концевой слитый белок и двойной слитый белок были значительно менее эффективными при формировании устойчивых пентамеров и менее эффективными при связывании с GMI. Подобным образом было продемонстрировано, что большие слияния на генетическом уровне не способны формировать пентамеры, если гетерогенная смесь CTB и химерного, и дикого типа не присутствует (Harakuni, A. et al. 2005).It has been demonstrated that fusions at the genetic level can be carried out with CTB, which successfully retains the G MI binding, although there are also limitations. Liljeqvist, S. et al. (1997) showed that the binding domain of the serum albumin of the streptococcal G protein can be genetically fused to either the N-terminus or the C-terminus of CTB, or to both ends simultaneously while maintaining the G MI binding. However, it was noted that the N-terminal fusion protein and the double fusion protein were significantly less efficient in forming stable pentamers and less efficient in binding to G MI . Similarly, it has been demonstrated that large fusions at the genetic level are unable to form pentamers unless a heterogeneous mixture of both chimeric and wild-type CTB is present (Harakuni, A. et al. 2005).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Согласно настоящему раскрытию высоко иммуногенная природа синтетического носителя способна увеличивать иммунный ответ хозяина на включенные вариабельные последовательности благодаря его изначально иммуностимуляторным и адъювант-подобным свойствам. Дополнительно раскрывается синтетический носитель, который согласно изобретению будет вызывать у хозяина выработку гуморального иммунного ответа на «свои» антигенные детерминанты, которые кодируются, по меньшей мере от части, вариабельными последовательностями.According to the present disclosure, the highly immunogenic nature of the synthetic carrier is capable of increasing the host's immune response to incorporated variable sequences due to its intrinsic immunostimulatory and adjuvant-like properties. Additionally, a synthetic carrier is disclosed which, according to the invention, will elicit a humoral immune response in the host against "self" antigenic determinants that are encoded, at least in part, by variable sequences.

В иллюстративном варианте осуществления рекомбинантный синтетический белок может собираться в стабильные гомопентамеры, где каждый мономер включает одну или несколько антигенных детерминант, полученных из целевых белков. In an exemplary embodiment, the recombinant synthetic protein may assemble into stable homopentamers, where each monomer includes one or more antigenic determinants derived from the target proteins.

В другом иллюстративном варианте осуществления рекомбинантный синтетический белок может собираться в стабильные гетеропентамеры, где мономеры, которые экспрессируют различные антигенные детерминанты, собраны вместе.In another illustrative embodiment, the recombinant synthetic protein can be assembled into stable heteropentamers, where monomers that express different antigenic determinants are assembled together.

В дополнительном иллюстративном варианте осуществления изобретения рекомбинантный синтетический белок в значительной степени сходен со следующей последовательностью: In a further illustrative embodiment of the invention, the recombinant synthetic protein is substantially similar to the following sequence:

FTDHTDICGEYHNTQIHTLNDKILSYTESLVGKREIILVNFKGGATFQVEVP GSQFIIDSQKKAIERMKDTLRIAYLSNSKIEKLCVWNNKTPFISIAAISMVR (SEQUENCE ID: 1).FTDHTDICGEYHNTQIHTLNDKILSYTESLVGKREIILVNFKGGATFQVEVP GSQFIIDSQKKAIERMKDTLRIAYLSNSKIEKLCVWNNKTPFISIAAISMVR (SEQUENCE ID: 1).

И в ещё одном дополнительном иллюстративном варианте осуществления рекомбинантный синтетический белок включает линкерную или спейсерную последовательности, посредством которых вариабельные последовательности, размещенные на одном или обоих концах синтетического носителя, отделяются от синтетического носителя таким способом, чтобы дать возможность связаться синтетическим элементам носителя из нескольких рекомбинантных белков. В одном иллюстративном варианте осуществления рекомбинантный синтетический белок, содержащий линкерную последовательность, которая присоединяется к фактору роста, в значительной степени сходен со следующей последовательностью: And in yet another further exemplary embodiment, the recombinant synthetic protein includes linker or spacer sequences whereby the variable sequences located at one or both ends of the synthetic carrier are separated from the synthetic carrier in such a manner as to allow the synthetic carrier elements of multiple recombinant proteins to be contacted. In one illustrative embodiment, a recombinant synthetic protein containing a linker sequence that attaches to a growth factor is substantially similar to the following sequence:

ALDTNYCFSSTEKNCCVRQLYIDFRKDLGWKWIHEPKGYHANFCL GPCPYIWSLDTQYSKVLALYNQHNPGASAAPCCVPQALEPLPIVYYVGRK PKVEQLSNMIVRSCKCSGGSGGTSGGGGGSGFTDIITDICGEYHNTQIHTL NDKILSYTESLYGKREIILVNFKGGATFQVEVPGSQHIDSQKKAIERMKDT LRIAYLSNSKIEKLCVWNNKTPHSIAAISMVR (SEQUENCE ID: 2).ALDTNYCFSSTEKNCCVRQLYIDFRKDLGWKWIHEPKGYHANFCL GPCPYIWSLDTQYSKVLALYNQHNPGASAAPCCVPQALEPLPIVYYVGRK PKVEQLSNMIVRSCKCSGGSGGTSGGGGGSGFTDIITDICGEYHNTQIHTL NDKILSYTESLYGKREIILVNFKGGATFQVEVPQHIDSQ KKAIERMKDT LRIAYLSNSKIEKLCVWNNKTPHSIAAISMVR (SEQUENCE ID: 2).

В другом иллюстративном варианте осуществления рекомбинантный синтетический белок будет собираться в стабильные пентамеры в форме кольца. Другие мультимерные сборки, например, без ограничения димеры, тримеры, тетрамеры и большие мультимеры, также предусмотрены в пределах объема настоящего раскрытия. Линкерные последовательности могут быть различными, но, как минимум, они должны иметь достаточную длину, чтобы предотвращать стерическое ингибирование сборки мультимеров различных последовательностей антигенных детерминант при связывании доменов синтетического носителя. В пределах объема настоящего раскрытия предусмотрено, что линкеры или спейсеры могут быть гибкими, позволяя формировать стабильные пентамеры. In another exemplary embodiment, the recombinant synthetic protein will assemble into stable ring-shaped pentamers. Other multimeric assemblies, such as but not limited to dimers, trimers, tetramers, and large multimers, are also contemplated within the scope of this disclosure. The linker sequences may vary, but at a minimum they should be of sufficient length to prevent steric inhibition of multimer assembly of different antigenic determinant sequences upon linking the synthetic carrier domains. It is contemplated within the scope of this disclosure that the linkers or spacers may be flexible, allowing the formation of stable pentamers.

В другом варианте осуществления пентамерная структура мультимера стабилизируется введением по меньшей мере одной стабилизирующей молекулы. Стабилизирующая молекула может быть коэкспрессированна в тех же самых клетках, что и синтетическая молекула, или альтернативно может быть добавлена экзогенно.In another embodiment, the pentameric structure of the multimer is stabilized by the introduction of at least one stabilizing molecule. The stabilizing molecule may be co-expressed in the same cells as the synthetic molecule, or alternatively may be added exogenously.

В одном варианте осуществления изобретения стабилизирующая молекула включает последовательности в значительной степени схожие с доменом CT-A2 холерного токсина. In one embodiment, the stabilizing molecule comprises sequences substantially similar to the cholera toxin CT-A2 domain.

В другом варианте осуществления изобретения стабилизирующая молекула содержит последовательности, которые взаимодействуют с синтетическим белком для того, чтобы стабилизировать мультимеры. Дополнительно предусматривается, что эта стабилизация может приводить к большей пропорции пентамерных форм с использованием общепризнанных методик производства, известных в данной области техники. In another embodiment of the invention, the stabilizing molecule contains sequences that interact with the synthetic protein in order to stabilize the multimers. It is further contemplated that this stabilization may result in a greater proportion of pentameric forms using conventional manufacturing techniques known in the art.

В дополнительном иллюстративном варианте осуществления стабилизирующая молекула может служить для прикрепления антигенного домена к мультимерной форме синтетического белка.In a further exemplary embodiment, the stabilizing molecule may serve to attach the antigenic domain to the multimeric form of the synthetic protein.

В ещё одном дополнительном варианте осуществления прерывающиеся повторы стабилизирующей молекулы могут служить для связывания двух или нескольких мультимерных форм синтетического белка.In yet another further embodiment, the interrupted repeats of the stabilizing molecule may serve to link two or more multimeric forms of the synthetic protein.

В иллюстративном варианте осуществления линкерные или спейсерные последовательности будут в основном гидрофильными и будут гибкими, таким образом, они не будут включать определенной вторичной структуры. В другом иллюстративном варианте осуществления изобретения линкерные последовательности будут такими, которые прямо или косвенно не влияют на сворачивание домена синтетического носителя или различных доменов антигенных детерминант.In an exemplary embodiment, the linker or spacer sequences will be generally hydrophilic and will be flexible, thus they will not include a defined secondary structure. In another illustrative embodiment of the invention, the linker sequences will be those that do not directly or indirectly affect the folding of the synthetic carrier domain or the various antigenic determinant domains.

В дополнительном иллюстративном варианте осуществления изобретения линкерные последовательности будут устойчивыми к протеолизу внеклеточными протеазами.In a further illustrative embodiment of the invention, the linker sequences will be proteolysis-resistant extracellular proteases.

В другом иллюстративном варианте осуществления изобретения линкерные или спейсерные последовательности включают без ограничения следующие:In another illustrative embodiment of the invention, the linker or spacer sequences include, without limitation, the following:

SSG, SSGGG, SGG, GGSGG, GGGGS, SSGGGSGGSSG, GGSGGTSGGGSG, SGGTSGGGGSGG, GGSGGTSGGGGSGG, SSGGGSGGSSG, SSGGGGSGGGSSG, SSGGGSGGSSGGG и SSGGGGSGGGSSGGG.SSG, SSGGG, SGG, GGSGG, GGGGS, SSGGGSGGSSG, GGSGGTSGGGSG, SGGTSGGGGSGG, GGSGGTSGGGGSGG, SSGGGSGGSSG, SSGGGGSGGGSSG, SSGGGSGGSSGGG and SSGGGGSGGGSSGGG.

В одном иллюстративном варианте осуществления линкерные последовательности будут включать последовательности, которые или отдельно, или совместно с фланкирующими последовательностями из различных антигенных детерминант или синтетического носителя будут формировать T-клеточные эпитопы. Предпочтительно T-клеточные эпитопы будут T-клеточными эпитопами, которые распознаются Т-хелперами человека, когда они связаны с белками MHC (главного комплекса гистосовместимости) класса II. Предпочтительно Т-клеточные эпитопы будут связаны с молекулами МНС II HLA (лейкоцитарного антигена человека) подкласса DR.In one illustrative embodiment, the linker sequences will include sequences that, either alone or together with flanking sequences from various antigenic determinants or a synthetic carrier, will form T-cell epitopes. Preferably, the T cell epitopes will be T cell epitopes that are recognized by human T helpers when they are associated with MHC (major histocompatibility complex) class II proteins. Preferably, the T cell epitopes will be associated with MHC II HLA (human leukocyte antigen) subclass DR molecules.

В другом иллюстративном варианте осуществления изобретения синтетический рекомбинантный белок является структурно гомологичным B-субъединице группы A1B5 бактериальных голотоксинов.In another illustrative embodiment of the invention, the synthetic recombinant protein is structurally homologous to the B subunit of the A1B5 group of bacterial holotoxins.

В дополнительном иллюстративном варианте осуществления мультимеры рекомбинантного синтетического белка способны связываться с GMI-ганглиозидом.In a further exemplary embodiment, the recombinant synthetic protein multimers are capable of binding to a G MI -ganglioside.

В иллюстративном варианте осуществления изобретения синтетический рекомбинантный белок является иммуногенным белком, который индуцирует иммунный ответ в организмах хозяев млекопитающих.In an exemplary embodiment of the invention, the synthetic recombinant protein is an immunogenic protein that induces an immune response in mammalian hosts.

В другом иллюстративном варианте осуществления изобретения синтетический рекомбинантный белок является иммуногенным белком, включающим одну или несколько вариабельных последовательностей, которые презентуют антигенные детерминанты, на которые желательно вызвать иммунный ответ у пациентов. Вариабельные последовательности могут быть расположены на N- и/или C- конце последовательности, кодирующей синтетический носитель, или могут быть включены в последовательность, кодирующую синтетический носитель, таким образом, что они презентуются надлежащим образом клеткам иммунной системы. В предпочтительном варианте осуществления изобретения вариабельные последовательности представлены таким образом, чтобы воспроизводить конформацию, которую эти последовательности проявляют в природных молекулах, из которых они получены, и быть доступными для иммуноглобулиновых поверхностных рецепторов В-клеток.In another exemplary embodiment of the invention, the synthetic recombinant protein is an immunogenic protein comprising one or more variable sequences that present antigenic determinants to which it is desired to elicit an immune response in patients. The variable sequences may be located at the N- and/or C-terminus of the synthetic carrier coding sequence, or may be included in the synthetic carrier coding sequence such that they are properly presented to cells of the immune system. In a preferred embodiment of the invention, the variable sequences are presented in such a way as to reproduce the conformation that these sequences exhibit in the natural molecules from which they are derived and be accessible to immunoglobulin surface receptors on B cells.

В другом иллюстративном варианте осуществления изобретения различные антигенные детерминанты получают из сигнальных молекул, включая без ограничения факторы роста, такие как адреномедуллин (AM), ангиопоэтин (Ang), костные морфогенетические белки, эпидермальный фактор роста (EGF), фактор роста фибробластов (FGF), фактор роста гепатоцитов (HGF), инсулиноподобный фактор роста (IGF), фактор роста нервов (NGF) и другие нейротрофины, фактор роста тромбоцитов (PDGF), трансформирующий фактор роста альфа (TGF-α), трансформирующий фактор роста бета (TGF-β), фактор некроза опухоли альфа (TNF-α) и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF).In another illustrative embodiment of the invention, various antigenic determinants are derived from signaling molecules, including, without limitation, growth factors such as adrenomedullin (AM), angiopoietin (Ang), bone morphogenetic proteins, epidermal growth factor (EGF), fibroblast growth factor (FGF), hepatocyte growth factor (HGF), insulin-like growth factor (IGF), nerve growth factor (NGF) and other neurotrophins, platelet growth factor (PDGF), transforming growth factor alpha (TGF-α), transforming growth factor beta (TGF-β) , tumor necrosis factor alpha (TNF-α) and vascular endothelial growth factor (VEGF).

В другом варианте осуществления вариабельные антигенные детерминанты получают из других молекул лигандов, которые вовлечены в развитие или прогрессирование болезни, таких как без ограничения PDL1.In another embodiment, the variable antigenic determinants are derived from other ligand molecules that are involved in the development or progression of the disease, such as, but not limited to, PDL1.

В другом варианте осуществления изобретения различные антигенные детерминанты получают из рецепторов, найденных на поверхности клеток и вовлеченных в сигнальные события, которые регулируют рост клеток, таких как природные рецепторы факторов роста.In another embodiment of the invention, various antigenic determinants are derived from receptors found on the surface of cells and involved in signaling events that regulate cell growth, such as natural growth factor receptors.

В дополнительном варианте осуществления вариабельные антигенные детерминанты получают из опухолевых антигенов.In a further embodiment, the variable antigenic determinants are derived from tumor antigens.

В еще одном варианте осуществления различные антигенные детерминанты получают из бактериальных, вирусных, грибковых или других патогенов.In yet another embodiment, the various antigenic determinants are derived from bacterial, viral, fungal, or other pathogens.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHICS

Варианты осуществления, описанные в настоящем раскрытии, проиллюстрированы на фигурах прилагаемых графических материалов, которые предназначены для иллюстративных целей, а не для ограничения, в которых аналогичные ссылки предназначены для обозначения аналогичных или соответствующих частей, в которых: The embodiments described in this disclosure are illustrated in the accompanying drawings, which are for illustrative purposes and not limitation, in which like references are intended to refer to like or corresponding parts, in which:

на фигуре 1 показаны сигналы ELISA, произведенные группой растворимых мутантных клонов, связывающихся с иммобилизованной молекулой, содержащей галактозу (GM1), после 3-х циклов отбора;Figure 1 shows ELISA signals produced by a group of soluble mutant clones binding to an immobilized galactose containing molecule (GM1) after 3 rounds of selection;

на фигуре 2 показан Вестерн-блоттинг растворимых мутантных белков одной из мутантных библиотек, которые подвергали электрофорезу в геле с SDS (додецилсульфатом натрия), некоторые из которых сохраняют способность формировать пентамеры, и других, которые не сохраняют эту способность;Figure 2 shows a Western blot of soluble mutant proteins from one of the mutant libraries that were subjected to SDS (sodium dodecyl sulfate) gel electrophoresis, some of which retain the ability to form pentamers and others that do not;

на фигуре 3 показан отбор мутаций, которые были идентифицированы после отбора и скрининга нескольких мутантных библиотек последовательностей при отборе мутантов на фигуре 3(a), каждая из которых выделена из одной из 7 отдельных библиотек мутантов и иллюстрирует распределения мутантных остатков, и последовательностей синтетических белков на фигуре 3(b), которые были получены из отобранных мутаций, полученных из нескольких различных мутантных клонов;figure 3 shows the selection of mutations that were identified after selection and screening of several mutant sequence libraries in the selection of mutants in figure 3(a), each of which is isolated from one of 7 separate mutant libraries and illustrates the distribution of mutant residues, and synthetic protein sequences on figure 3(b), which were obtained from selected mutations obtained from several different mutant clones;

на фигуре 4 показаны результаты анализа ELISA GM1-связывания, полученные от четырех отобранных мутантов, демонстрирующие, что два клона сохраняли галактозо-связывающую активность и два не сохраняли; Figure 4 shows GM1 binding ELISA results obtained from four selected mutants showing that two clones retained galactose binding activity and two did not;

на фигуре 5 показана структура целой молекулы холерного голотоксина иfigure 5 shows the structure of the whole molecule of cholera holotoxin and

на фигуре 6 показаны последовательности синтетического белка согласно настоящему раскрытию (Sequence ID: 1) и дополнительные последовательности синтетического белка согласно настоящему раскрытию включающие последовательности, кодирующие человеческий TGF-бета 1 (жирный шрифт), гибкий линкер (выделено курсивом) и синтетический белок носитель (Sequence ID: 2).Figure 6 shows the synthetic protein sequences of the present disclosure (Sequence ID: 1) and additional synthetic protein sequences of the present disclosure, including sequences encoding human TGF-beta 1 (bold), flexible linker (in italics), and synthetic carrier protein (Sequence ID: 2).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

В данном документе раскрыты подробные варианты осуществления данных рекомбинантных белков или вакцин, однако, нужно понимать, что раскрытые варианты осуществления изобретения являются только иллюстративными и могут быть осуществлены в различных формах. Поэтому, специфические функциональные детали, раскрытые в данном документе, не должны интерпретироваться как ограничивающие, а исключительно как основа для формулы и как примерная основа для обучения специалистов в данной области в целях различного применения рекомбинантного белка, раскрытого в данном документе.Detailed embodiments of these recombinant proteins or vaccines are disclosed herein, however, it should be understood that the disclosed embodiments of the invention are illustrative only and may be embodied in various forms. Therefore, the specific functional details disclosed herein should not be interpreted as limiting, but solely as the basis for formulas and as an exemplary basis for the education of those skilled in the art for the various uses of the recombinant protein disclosed herein.

Настоящее раскрытие предлагает синтетический рекомбинантный белок для улучшения презентирования максимального количества эпитопов фактора роста, эпитопов опухолевых антигенов и/или рецептор-связывающих участков как элементов иммуногенного рекомбинантного белка.The present disclosure provides a synthetic recombinant protein to improve the presentation of the maximum number of growth factor epitopes, tumor antigen epitopes and/or receptor binding sites as elements of an immunogenic recombinant protein.

В одном иллюстративном варианте осуществления описан синтетический рекомбинантный белок, показанный в Sequence ID: 2, содержащий по меньшей мере один фактор роста, включая без ограничения трансформирующий фактор роста человека (TGF), опухолевый антиген и/или рецептор. В альтернативных иллюстративных вариантах осуществления белок может представлять собой другие иммуногенные рекомбинантные белки, которые моделируют, основываясь на известных иммуногенных белках. В пределах объема настоящего раскрытия предполагается, что такие рекомбинантные белки будут представлять собой полипептиды, которые являются высоко иммуногенными для человеческой иммунной системы. Предпочтительно рекомбинантные белки придадут дополнительные свойства химерному белку, например, высокий экспрессионный выход и простоту изготовления, стабильность при оральном применении и способность проникать из пищеварительного тракта в кровоток и/или существующее безопасное применение у человека.In one exemplary embodiment, a synthetic recombinant protein shown in Sequence ID: 2 is described, containing at least one growth factor, including, without limitation, transforming human growth factor (TGF), a tumor antigen, and/or receptor. In alternative exemplary embodiments, the protein may be other immunogenic recombinant proteins that are modeled based on known immunogenic proteins. It is contemplated within the scope of this disclosure that such recombinant proteins will be polypeptides that are highly immunogenic to the human immune system. Preferably, the recombinant proteins will confer additional properties to the chimeric protein, such as high expression yield and ease of manufacture, oral stability and ability to pass from the digestive tract into the bloodstream, and/or current safe use in humans.

Определенные проиллюстрированные варианты осуществления изобретения, представленные в данном документе, включают рекомбинантные белки согласно настоящему раскрытию в композициях вакцин и в композициях иммунологических адъювантов, включая фармацевтические составы, которые содержат, в дополнение к рекомбинантным белкам, по меньшей мере один адъювант, который относится к компоненту таких композиций, которые имеют адъювантную активность.Certain illustrative embodiments of the invention provided herein include the recombinant proteins of the present disclosure in vaccine compositions and in immunological adjuvant compositions, including pharmaceutical formulations that contain, in addition to the recombinant proteins, at least one adjuvant that refers to a component of such compositions that have adjuvant activity.

Адъювант, обладающий такой адъювантной активностью, включает композицию, которая, при введении субъекту, такому как человек (например, больной человек), примат за исключением человека, млекопитающее или другие высшие эукариотические организмы, который имеет изученную иммунную систему, способен к изменению (то есть, увеличению или уменьшению статистически значимым образом и в определённых предпочтительных вариантах осуществления к усилению или увеличению) силы и/или длительности иммунного ответа. В определенных проиллюстрированных вариантах осуществления, раскрытых в данном документе, желаемый антиген и/или антигены содержатся в белке-носителе, и необязательно один или несколько адъювантов могут таким образом изменять, например, вызывать или увеличить, иммунный ответ, который направлен против желаемого антигена и/или антигенов, которые можно вводить одновременно или которые могут быть разделены во времени и/или пространстве (например, в разных частях тела) при их введении, но определенные проиллюстрированные варианты осуществления изобретения не предназначены для ограничения таким образом, и поэтому также предусматривают введение рекомбинантного белка в композиции, которая не включает указанный антиген, но которая может также включать без ограничения один или несколько коадъювантов, имидазохинолиновый иммуномодулятор.An adjuvant having such adjuvant activity includes a composition that, when administered to a subject such as a human (e.g., a sick human), a non-human primate, a mammal, or other higher eukaryotic organisms that has a learned immune system, is capable of altering (i.e., increase or decrease in a statistically significant manner, and in certain preferred embodiments, increase or increase) in the strength and/or duration of the immune response. In certain illustrated embodiments disclosed herein, the desired antigen and/or antigens are contained in a carrier protein, and optionally one or more adjuvants can thus modify, for example, elicit or increase, an immune response that is directed against the desired antigen and/ or antigens, which may be administered simultaneously or which may be separated in time and/or space (e.g., in different parts of the body) when administered, but certain illustrated embodiments of the invention are not intended to be limited in this way, and therefore also provide for the administration of a recombinant protein in a composition that does not include said antigen, but which may also include, without limitation, one or more coadjuvants, an imidazoquinoline immunomodulator.

Соответственно и как отмечено выше, адъюванты включают композиции, которые характеризуются адъювантными эффектами, такие как сапонины и миметики сапонина, включая миметики QS21 и QS21 (см., например, патент США. № 5057540; EP 0362279 Bl; WO95/17210), квасцы, растительные алкалоиды, такие как томатин, детергенты, такие как (без ограничения) сапонин, полисорбат 80, Span 85 и стерил-тирозин, один или несколько цитокинов (например, GM-CSF, IL-2, IL-7, IL-12, TNF-альфа, IFN-гамма), имидазохинолиновый иммуномодулятор и иммуномодулятор со структурой типа «двухцепочечный стебель-петля» (dSLIM, например, Weeratna et al. 2005 Vaccine 23:5263).Accordingly, and as noted above, adjuvants include compositions that exhibit adjuvant effects, such as saponins and saponin mimetics, including QS21 and QS21 mimetics (see, for example, US Pat. No. 5,057,540; EP 0362279 Bl; WO95/17210), alum, plant alkaloids such as tomatine, detergents such as (but not limited to) saponin, polysorbate 80, Span 85, and sterile tyrosine, one or more cytokines (e.g., GM-CSF, IL-2, IL-7, IL-12, TNF-alpha, IFN-gamma), an imidazoquinoline immunomodulator, and a double-stranded stem-loop immunomodulator (dSLIM, eg, Weeratna et al. 2005 Vaccine 23:5263).

Детергенты, включающие сапонины, описаны, например, в патенте США № 6544518; Facaille-Dubois, М. and Wagner FI. (1996 Phytomedicine 2:363-386), патенте США № 5057540, Kensil, Crit. Rev Ther Drug Carrier Syst, 1996, 12 (1-2): 1-55, и EP 0362279 Bl. Корпускулярные структуры, которые называются иммуностимулирующими комплексами (ISCOMS), которые включают фракции Quil А (сапонин), являются гемолитическими и ранее использовались при изготовлении вакцин (Morein, B., EP 0109942 Bl). Сообщалось, что эти структуры имеют адъювантную активность (EP 0109942 Bl; WO 96/11711). Гемолитические сапонины QS21 и QS17 (очищенные с помощью ВЭЖХ фракции Quil A) были описаны как мощные системные адъюванты, и метод их производства описан в патенте США № 5057540 и EP 0362279 Bl. В этих ссылках также дано описание использования QS7 (не гемолитической фракции Quil-A), которая действует как сильный адъювант для системных вакцин. Использование QS21 дополнительно описано в Kensil et al., 1991. J. Immunology 146:431-437).Detergents, including saponins, are described, for example, in US patent No. 6544518; Facaille-Dubois, M. and Wagner F.I. (1996 Phytomedicine 2:363-386) U.S. Patent No. 5,057,540 Kensil, Crit. Rev Ther Drug Carrier Syst, 1996, 12 (1-2): 1-55, and EP 0362279 Bl. Corpuscular structures called immunostimulatory complexes (ISCOMS), which include fractions of Quil A (saponin), are hemolytic and have previously been used in the manufacture of vaccines (Morein, B., EP 0109942 Bl). These structures have been reported to have adjuvant activity (EP 0109942 Bl; WO 96/11711). The hemolytic saponins QS21 and QS17 (HPLC-purified Quil A fractions) have been described as potent systemic adjuvants and a method for their production is described in US Pat. No. 5,057,540 and EP 0362279 Bl. These references also describe the use of QS7 (non-hemolytic fraction of Quil-A), which acts as a strong adjuvant for systemic vaccines. The use of QS21 is further described in Kensil et al., 1991. J. Immunology 146:431-437).

Также известны комбинации QS21 и полисорбата или циклодекстрина (WO 99/10008). Корпускулярные адъювантные системы, включающие фракции QuilA, такие как QS21 и QS7, описаны в WO 96/33739 и WO 96/11711. Другие сапонины, которые использовались в исследованиях системной вакцинации, охватывают сапонины, полученные из других видов растений, таких как Gypsophila и Saponaria (Bomford et al., Vaccine, 10 (9):572-577, 1992). [0203] Эсцин является другим детергентом, родственным сапонинам, для использования в адъювантных композициях в вариантах осуществления, раскрытых в данном документе. Эсцин описан в Merck Index (12-е дополненное издание, статья 3737) как смесь сапонинов, получаемых из семян дерева конского каштана, Aesculus hippocastanum. Для его выделения описана хроматография и очистка (Fiedler, Arzneimittel-Forsch. 4, 213 (1953)), и ионообменные носители (Erbring et al., Патент США № 3238190). Фракции эсцина (также известного как аэсцин) были очищены и продемонстрированы как обладающие биологической активностью (Yoshikawa М., et al. (Chem Pharm Bull (Токио) 1996 August; 44(8): 1454-1464)). Дигитонин является другим детергентом, также описанным в Merck index (12-е издание, статья 3204) как сапонин, получаемый из семян Digitalis purpurea и очищенный согласно процедуре, описанной в Gisvold et al., J. Am. Pharm. Assoc., 1934, 23, 664; и Rubenstroth-Bauer, Physiol. Chem., 1955, 301, 621.Combinations of QS21 and polysorbate or cyclodextrin are also known (WO 99/10008). Corpuscular adjuvant systems including QuilA fractions such as QS21 and QS7 are described in WO 96/33739 and WO 96/11711. Other saponins that have been used in systemic vaccination studies include saponins derived from other plant species such as Gypsophila and Saponaria (Bomford et al., Vaccine, 10(9):572-577, 1992). [0203] Escin is another saponin-related detergent for use in adjuvant compositions in the embodiments disclosed herein. Escin is described in the Merck Index (12th revised edition, article 3737) as a mixture of saponins obtained from the seeds of the horse chestnut tree, Aesculus hippocastanum. Chromatography and purification have been described for its isolation (Fiedler, Arzneimittel-Forsch. 4, 213 (1953)), and ion exchange media (Erbring et al., US Pat. No. 3,238,190). Fractions of escin (also known as aescin) have been purified and shown to have biological activity (Yoshikawa M., et al. (Chem Pharm Bull (Tokyo) 1996 August; 44(8): 1454-1464)). Digitonin is another detergent, also described in Merck index (12th edition, article 3204) as a saponin obtained from the seeds of Digitalis purpurea and purified according to the procedure described in Gisvold et al., J. Am. Pharm. Assoc., 1934, 23, 664; and Rubenstroth-Bauer, Physiol. Chem., 1955, 301, 621.

Другие адъюванты или коадъюванты для использования согласно раскрытым в данном документе вариантами осуществления изобретения включают блок-сополимер или биоразлагаемый полимер, которые относятся к классу полимерных соединений, с которыми будут знакомы специалисты в данной области. Примеры блок-сополимера или биоразлагаемого полимера, которые могут быть включены в вакцинных композиций или иммунологического адъюванта, включают Pluronic. RTM. L121 (BASF Corp., Маунт Олив, Нью-Джерси; см., например, Yeh et al., 1996 Pharm. Res. 13:1693).Other adjuvants or coadjuvants for use in the embodiments disclosed herein include a block copolymer or a biodegradable polymer, which are a class of polymeric compounds with which those skilled in the art will be familiar. Examples of a block copolymer or biodegradable polymer that may be included in vaccine compositions or an immunological adjuvant include Pluronic. RTM. L121 (BASF Corp., Mount Olive, NJ; see, for example, Yeh et al., 1996 Pharm. Res. 13:1693).

Некоторые дополнительные варианты осуществления изобретения предусматривают иммунологические адъюванты, которые включают без ограничения масло, которое в некоторых таких вариантах осуществления изобретения может вносить вклад в адъювантную активность, а в других таких вариантах осуществления могут дополнительно или альтернативно обеспечивать фармацевтически приемлемый носитель или наполнитель. Любое число соответствующих масел известно и может быть подобрано для включения в состав вакцин и иммунологических адъювантных составов, основываясь на настоящем изобретении. Примеры таких масел для иллюстрации, а не для ограничения, включают сквален, сквалан, минеральное масло, оливковое масло, холестерин и маннид моноолеат.Some additional embodiments of the invention provide for immunological adjuvants that include, without limitation, oil, which in some such embodiments of the invention may contribute to adjuvant activity, and in other such embodiments, may additionally or alternatively provide a pharmaceutically acceptable carrier or excipient. Any number of suitable oils are known and may be selected for inclusion in vaccines and immunological adjuvant formulations based on the present invention. Examples of such oils, by way of illustration and not limitation, include squalene, squalane, mineral oil, olive oil, cholesterol, and mannide monooleate.

Иммуномодуляторы, такие как имидазохинолин, также известны в данной области техники и также могут быть включены как адъюванты или коадъюванты в определённых раскрытых в данном документе вариантах осуществления. Также, как отмечено выше, одним из типов адъюванта или коадъюванта для использования в вакцинной композиции в соответствии с раскрытием, описанным в данном документе, могут быть алюминиевые коадъюванты, которые обычно называются "квасцы". Квасцовые коадъюванты основаны на следующих: оксигидроксиде алюминия, фосфате алюминия или различных патентованных солях. Квасцовые коадъюванты обладают полезными свойствами, потому что они имеют хорошие показатели безопасности, увеличивают гуморальные иммунные ответы, стабилизируют антигены и относительно просты для крупномасштабного производства (Edelman 2002 Mol. Biotechnol. 21:129-148; Edelman, R. 1980 Rev. Infect. Dis. 2:370-383).Immunomodulators such as imidazoquinoline are also known in the art and may also be included as adjuvants or coadjuvants in certain embodiments disclosed herein. Also, as noted above, one type of adjuvant or coadjuvant for use in a vaccine composition in accordance with the disclosure described herein can be aluminum coadjuvants, which are commonly referred to as "alum". Alum coadjuvants are based on the following: aluminum oxyhydroxide, aluminum phosphate, or various proprietary salts. Alum coadjuvants have useful properties because they have a good safety record, increase humoral immune responses, stabilize antigens, and are relatively easy to produce on a large scale (Edelman 2002 Mol. Biotechnol. 21:129-148; Edelman, R. 1980 Rev. Infect. Dis 2:370-383).

Фармацевтические композицииPharmaceutical compositions

В определённых иллюстративных вариантах осуществления фармацевтическая композиция представляет собой вакцинную композицию, которая включает рекомбинантный белок согласно данному раскрытию и может кроме того включать один или несколько компонентов, представленных в данном документе, которые выбраны из TLR-агониста, коадъюванта (включая, например, цитокин, имидазохинолиновый иммуномодулятор и/или dSLIM) и т.п., и/или конструкцию для рекомбинантной экспрессии в комбинации с фармацевтически приемлемым носителем, наполнителем или разбавителем.In certain illustrative embodiments, the pharmaceutical composition is a vaccine composition that includes a recombinant protein according to this disclosure and may further include one or more of the components provided herein, which are selected from a TLR agonist, coadjuvant (including, for example, cytokine, imidazoquinoline immunomodulator and/or dSLIM) and the like, and/or a recombinant expression construct in combination with a pharmaceutically acceptable carrier, excipient or diluent.

Иллюстративные носители будут нетоксичны для реципиентов при используемых дозировках и концентрациях. Для вакцин, содержащих рекомбинантный белок, будут осуществляться введения от приблизительно 0,01 мкг/кг до приблизительно 100 мг/кг массы тела, как правило, внутрикожным, подкожным, внутримышечным, или внутривенным путём, или другими путями. Для специалистов в данной области будет очевидным, что количество и частота введения будет зависеть от ответа организма хозяина. «Фармацевтически приемлемые носители» для терапевтических средств хорошо известны в области фармации и описаны, например, в Remington’s Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co. (A. R. Gennaro edit. 1985). Например, при физиологическом значении pH могут использоваться стерильный солевой раствор и фосфатный буферный раствор. Консерванты, стабилизаторы, красители и даже ароматизирующие средства могут быть представлены в фармацевтической композиции. Например, бензоат натрия, аскорбиновая кислота и сложные эфиры п-гидроксибензойной кислоты могут быть добавлены как консерванты. Кроме того, могут использоваться антиоксиданты и суспендирующие агенты.Exemplary carriers will be non-toxic to recipients at the dosages and concentrations used. For vaccines containing the recombinant protein, administrations from about 0.01 μg/kg to about 100 mg/kg body weight will be administered, typically by intradermal, subcutaneous, intramuscular, or intravenous routes, or other routes. Those skilled in the art will appreciate that the amount and frequency of administration will depend on the response of the host organism. "Pharmaceutical acceptable carriers" for therapeutic agents are well known in the pharmaceutical art and are described, for example, in Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co. (A. R. Gennaro edit. 1985). For example, at physiological pH, sterile saline and phosphate buffer may be used. Preservatives, stabilizers, colorants and even flavoring agents can be present in the pharmaceutical composition. For example, sodium benzoate, ascorbic acid, and p-hydroxybenzoic acid esters may be added as preservatives. In addition, antioxidants and suspending agents may be used.

Фармацевтические композиции могут быть представлены в любой форме, которая позволяет вводить композицию пациенту. Например, композиция может быть в твёрдой, жидкой или газообразной (аэрозоль) форме. Типичные пути введения включают без ограничения пероральный, местный, парентеральный (например, сублингвальный или трансбуккальный), сублингвальный, ректальный, вагинальный и интраназальный (например, в виде спрея). Термин парентеральный, используемый в данном документе, включает ионтофоретическую доставку, сонофоретическое, пассивное трансдермальное введение, введение при помощи микроиглы, а также подкожные инъекции, внутривенную, внутримышечную, внутригрудинную, интракавернозную, внутриоболочечную, внутримуральную, внутриуретральную инъекцию или методики инфузии. В определенном варианте осуществления изобретения композиция, описанная в данном документе, (включая вакцинные и фармацевтические композиции) вводится интрадермально при использовании техники, выбранной из ионтофореза, микрокавитации, сонофореза или микро иглоукалывания.The pharmaceutical compositions may be presented in any form that allows the composition to be administered to a patient. For example, the composition may be in solid, liquid or gaseous (aerosol) form. Typical routes of administration include, without limitation, oral, topical, parenteral (eg, sublingual or buccal), sublingual, rectal, vaginal, and intranasal (eg, as a spray). The term parenteral as used herein includes iontophoretic delivery, sonophoretic, passive transdermal, microneedle administration, as well as subcutaneous injection, intravenous, intramuscular, intrasternal, intracavernous, intrathecal, intramural, intraurethral injection or infusion techniques. In a specific embodiment of the invention, the composition described herein (including vaccine and pharmaceutical compositions) is administered intradermally using a technique selected from iontophoresis, microcavitation, sonophoresis or micro acupuncture.

Фармацевтический состав формулируется так, чтобы дать возможность активным ингредиентам, содержащемся в составе, быть биодоступными после введения композиции пациенту. Составы, которые будут вводиться пациенту, могут быть в форме одной или нескольких единиц дозировки, где, например, таблетка может быть одной единицей дозировки, а контейнер, содержащий одно или несколько соединений этого изобретения в форме аэрозоля, может содержать несколько единиц дозировки.The pharmaceutical composition is formulated to allow the active ingredients contained in the composition to be bioavailable upon administration of the composition to a patient. The formulations to be administered to the patient may be in the form of one or more dosage units, where, for example, a tablet may be a single dosage unit, and a container containing one or more compounds of this invention in aerosol form may contain multiple dosage units.

Для перорального введения может присутствовать наполнитель и/или связующее вещество. Примерами являются сахароза, каолин, глицерин, крахмальные декстрины, альгинат натрия, карбоксиметилцеллюлоза и этилцеллюлоза. Могут присутствовать красящие и/или ароматизирующие средства. Может использоваться покрывающая оболочка. Композиция может быть в форме жидкости, например, эликсира, сиропа, раствора, эмульсии или суспензии. Жидкость может использоваться для перорального введения или для доставки путем инъекции, например. В случае предназначения для перорального введения предпочтительные композиции содержат один или несколько подсластителей, консерванты, краситель/пигмент и усилитель вкуса. В композицию, предназначенную для введения путём инъекции, может быть включено одно или несколько поверхностно-активных веществ, консервант, смачивающее средство, диспергирующее средство, суспендирующее средство, буфер, стабилизатор и изотоническое средство.For oral administration, a filler and/or binder may be present. Examples are sucrose, kaolin, glycerin, starch dextrins, sodium alginate, carboxymethylcellulose and ethylcellulose. Coloring and/or flavoring agents may be present. A covering sheath may be used. The composition may be in the form of a liquid, such as an elixir, syrup, solution, emulsion or suspension. The liquid may be used for oral administration or for delivery by injection, for example. When intended for oral administration, preferred compositions contain one or more sweeteners, preservatives, color/pigment and flavor enhancer. A composition intended for administration by injection may include one or more surfactants, a preservative, a wetting agent, a dispersing agent, a suspending agent, a buffer, a stabilizer, and an isotonic agent.

Жидкая фармацевтическая композиция, используемая в данном документе или в форме раствора, суспензии, или в другой подобной форме, может включать один или несколько из следующих носителей или наполнителей: стерильные разбавители, такие как вода, для инъекций, солевой раствор, предпочтительно физиологический солевой раствор, раствор Рингера, изотонический раствор хлорида натрия, нелетучие масла, такие как сквален, сквалан, минеральное масло, маннид моноолеат, холестерин и/или синтетические моно- или ди-глицериды, которые могут служить в качестве растворителя или суспендирующей среды, полиэтиленгликоли, глицерин, пропиленгликоль или другие растворители; бактерицидные средства, такие как бензиловый спирт или метилпарабен; антиоксиданты, такие как аскорбиновая кислота или бисульфит натрия; хелирующие средства, такие как этилендиаминтетрауксусная кислота; буферы, такие как ацетаты, цитраты или фосфаты, и средства для регулирования тоничности, такие как хлорид натрия или декстроза. Парентеральный препарат может быть заключен в ампулы, шприцы для одноразового применения или в многодозовые, сделанные из стекла или пластика флаконы. Инъецируемая фармацевтическая композиция обязательно является стерильной.The liquid pharmaceutical composition used herein, whether in the form of a solution, suspension, or other similar form, may include one or more of the following carriers or excipients: sterile diluents such as water for injection, saline, preferably physiological saline, Ringer's solution, isotonic sodium chloride solution, fixed oils such as squalene, squalane, mineral oil, mannide monooleate, cholesterol and/or synthetic mono- or di-glycerides which may serve as a solvent or suspending medium, polyethylene glycols, glycerol, propylene glycol or other solvents; bactericides such as benzyl alcohol or methyl paraben; antioxidants such as ascorbic acid or sodium bisulfite; chelating agents such as ethylenediaminetetraacetic acid; buffers such as acetates, citrates or phosphates; and agents for adjusting tonicity such as sodium chloride or dextrose. The parenteral preparation may be enclosed in ampoules, single-use syringes, or multi-dose vials made of glass or plastic. The injectable pharmaceutical composition is necessarily sterile.

В определенном варианте осуществления фармацевтическая или вакцинная композиция по настоящему изобретению содержит стабильную водную суспензию, менее чем 0,2 мкм, и дополнительно содержит, по меньшей мере один компонент, отобранный из группы, состоящей из фосфолипидов, жирных кислот, поверхностно-активных веществ, детергентов, сапонинов, фторированных липидов и т.п.In a certain embodiment, the pharmaceutical or vaccine composition of the present invention contains a stable aqueous suspension, less than 0.2 microns, and additionally contains at least one component selected from the group consisting of phospholipids, fatty acids, surfactants, detergents , saponins, fluorinated lipids, etc.

Также желательно включать другие компоненты в вакцинную или фармацевтическую композицию, такие как средства доставки, которые включают без ограничения алюминиевые соли, эмульсии «вода-в-масле», биоразлагаемые масляные среды, эмульсии «масло-в-воде», биоразлагаемые микрокапсулы и липосомы. Примеры дополнительных иммунностимуляторных веществ (коадъювантов) для использования в таких cредах также описаны выше и могут включать N-ацетилмурамил-L-аланин-D-изоглутамин (MDP), глюкан, IL-12, GM-CSF, гамма-интерферон и IL-12.It is also desirable to include other components in the vaccine or pharmaceutical composition, such as delivery vehicles, which include, but are not limited to, aluminum salts, water-in-oil emulsions, biodegradable oil vehicles, oil-in-water emulsions, biodegradable microcapsules, and liposomes. Examples of additional immunostimulatory substances (coadjuvants) for use in such media are also described above and may include N-acetylmuramyl-L-alanine-D-isoglutamine (MDP), glucan, IL-12, GM-CSF, interferon gamma, and IL-12 .

Хотя любой подходящий носитель, известный специалистам в данной области техники, может быть применён в фармацевтических композициях по этому изобретению, тип носителя может меняться в зависимости от способа введения и от того, требуется ли замедленное освобождение. Для парентерального введения, такого как подкожная инъекция, носитель предпочтительно включает воду, солевой раствор, спирт, жир, воск или буфер. Для перорального введения можно применять любой из вышеупомянутых носителей или твёрдых носителей, таких как маннит, лактоза, крахмал, стеарат магния, сахарин натрия, тальк, целлюлоза, глюкоза, сахароза и карбонат магния. Биоразлагаемые микросферы (например, полимолочный галактид) также можно применять в качестве носителей для фармацевтических составов по настоящему изобретению.Although any suitable carrier known to those skilled in the art may be used in the pharmaceutical compositions of this invention, the type of carrier may vary depending on the route of administration and whether sustained release is desired. For parenteral administration, such as subcutaneous injection, the carrier preferably comprises water, saline, alcohol, fat, wax, or a buffer. For oral administration, any of the aforementioned carriers or solid carriers such as mannitol, lactose, starch, magnesium stearate, sodium saccharin, talc, cellulose, glucose, sucrose and magnesium carbonate may be used. Biodegradable microspheres (eg, polylactic galactide) can also be used as carriers for pharmaceutical formulations of the present invention.

Фармацевтические составы могут также содержать разбавители, такие как буферы, антиоксиданты, такие как аскорбиновая кислота, низкомолекулярные (меньше чем приблизительно 10 остатков) полипептиды, белки, аминокислоты, углеводы, включая глюкозу, сахарозу или декстрины, хелирующие средства, такие как ЭДТА, глутатион и другие стабилизаторы и наполнители. Нейтральный забуференный физиологический раствор или солевой раствор, смешанный с неспецифическим сывороточным альбумином, являются иллюстративными пригодными разбавителями. Предпочтительно продукт может быть составлен как лиофилизат с применением пригодных растворов наполнителей (например, сахарозы) в качестве разбавителей.Pharmaceutical formulations may also contain diluents such as buffers, antioxidants such as ascorbic acid, low molecular weight (less than about 10 residues) polypeptides, proteins, amino acids, carbohydrates including glucose, sucrose or dextrins, chelating agents such as EDTA, glutathione and other stabilizers and fillers. Neutral buffered saline or saline mixed with non-specific serum albumin are illustrative useful diluents. Preferably, the product may be formulated as a lyophilisate using suitable solutions of excipients (eg sucrose) as diluents.

В иллюстративном варианте настоящего изобретения эпитоп или рецептор, несущий домен рекомбинантного белка, полученный либо из естественной, либо из синтетической полипептидной последовательности, должен обладать способностю самособираться в олигомерные мультимеры при соответствующих химических/окружающих условиях или редуцироваться до мономеров при альтернативных условиях. В идеале, домены, способные к мультимеризации, будут собираться в стабильные мультимеры с определенным количеством субъединиц, например, димеров, тримеров, тетрамеров, пентамеров, и т.д., так, что образуется продукт однородного размера. Без связи с каким-либо конкретным теоретическим объяснением считается, что рекомбинантный синтетический белок, указанный в Sequence ID: 1, будет делать возможной сборку в стабильные мультимеры с небольшим количеством субъединиц. Примеры природных полипептидов включают без ограничения белковые домены «лейциновые молнии», белок лактозный репрессор, стрептавидин/авидин, В-субъединицу холерного токсина, тримеризационный домен Pseudomonas и белки вирусного капсида.In an exemplary embodiment of the present invention, the recombinant protein domain-bearing epitope or receptor derived from either a naturally occurring or synthetic polypeptide sequence should be capable of self-assembling into oligomeric multimers under appropriate chemical/environmental conditions, or reduced to monomers under alternative conditions. Ideally, multimerizable domains will assemble into stable multimers with a defined number of subunits, eg dimers, trimers, tetramers, pentamers, etc., such that a product of uniform size is formed. Without being bound to any particular theoretical explanation, it is believed that the recombinant synthetic protein listed in Sequence ID: 1 will allow assembly into stable multimers with few subunits. Examples of naturally occurring polypeptides include, but are not limited to, leucine zipper protein domains, lactose repressor protein, streptavidin/avidin, cholera toxin B subunit, Pseudomonas trimerization domain, and viral capsid proteins.

Согласно настоящему раскрытию рекомбинантные белки, факторы роста или их части, клеточные рецепторы или их части, опухолеве антигены или их части, относятся к широкому спектру либо клеточных путей, вовлеченных в хроническое заболевание, либо к раковым заболеваниям относительно факторов роста и рецепторов и к максимально широкому спектру солидных опухолей для применения опухолевых антигенов в составе вышеуказанных синтетических белков. Эти белки находятся в форме рекомбинантного белка и могут применяться в лечении хронических заболеваний, например, раковых заболеваний груди, легких, мочевого пузыря, яичников, наружных женских половых органов, толстой кишки, легочной артерии, мозга, прямой кишки, кишечника, головы, шеи и пищевода. Поскольку в вышеупомянутых заболеваниях могут экспрессироваться различные опухолевые антигены, и могут сверхэкспрессироваться многие клеточные рецепторы и факторы роста, белки, описанные ниже, могут содержать один или несколько различных опухолевых антигенов, один или несколько различных рецепторов или факторов роста одного или многих клеточных путей, связанных с заболеванием. Эти белки называются «мультивалентными».According to the present disclosure, recombinant proteins, growth factors or parts thereof, cellular receptors or parts thereof, tumor antigens or parts thereof, refer to a wide range of either cellular pathways involved in chronic disease or cancers in relation to growth factors and receptors, and to the broadest possible spectrum of solid tumors for the use of tumor antigens in the composition of the above synthetic proteins. These proteins are in the form of a recombinant protein and can be used in the treatment of chronic diseases such as cancers of the breast, lung, bladder, ovary, vulva, colon, pulmonary artery, brain, rectum, intestines, head, neck and esophagus. Since various tumor antigens may be expressed in the above diseases and many cellular receptors and growth factors may be overexpressed, the proteins described below may contain one or more different tumor antigens, one or more different receptors or growth factors of one or more cellular pathways associated with disease. These proteins are called "multivalent".

В контексте настоящего раскрытия «нейтрализующий домен» определен как область или области одного члена или обоих членов специфической связывающейся пары, например, фактора роста и его родственного рецептора, где связывание третьей молекулы, которая не является членом специфической связывающейся пары с вышеупомянутой(ыми) областью(ями), будет предотвращать последующее связывание двух членов специфической связывающейся пары. Третья молекула может быть другой молекулой белка, включая без ограничения антитело, или может быть небольшой молекулой небелковой природы и может быть либо природной, либо синтетической по происхождению. Нейтрализующий домен будет обычно включать те области членов специфической связывающейся пары, которые находятся в прямом контакте во время связывания, и будет также включать области за пределами вышеописанных областей, где после связывания третья молекула вводит достаточное стерическое препятствие для предотвращения непосредственного связывания членов специфической связывающейся пары.In the context of the present disclosure, a "neutralizing domain" is defined as the region or regions of one or both members of a specific binding pair, e.g., a growth factor and its cognate receptor, where the binding of a third molecule that is not a member of the specific binding pair to the aforementioned region(s) ami) will prevent subsequent binding of two members of a specific binding pair. The third molecule may be another protein molecule, including without limitation an antibody, or may be a small non-protein molecule and may be either natural or synthetic in origin. The neutralizing domain will typically include those regions of the members of the specific binding pair that are in direct contact during binding, and will also include regions outside of the regions described above where, after binding, the third molecule introduces sufficient steric hindrance to prevent the members of the specific binding pair from directly binding.

В данной области хорошо известно, что специфическое распознавание лиганда его когнатным рецептором определяется взаимодействием между сайтом связывания рецептора и особым молекулярным «портретом» (эпитопом) лиганда. Таким образом, антитело, которое либо связывается с сайтом связывания, либо иным способом блокирует сайт связывания рецептора, либо связывается с эпитопом, либо иным способом блокирует распознавание эпитопа лиганда, будет предотвращать взаимодействие рецептора и лиганда. Такие антитела описаны как "нейтрализующие". В контексте настоящего раскрытия желательно, чтобы нейтрализующие антитела вырабатывались организмом хозяина на введение рекомбинантного белка, и таким образом последовательность белка может экспрессировать или включать одну или несколько из общего количества подходящих последовательностей, полученных из фактора роста или опухолевого антигена, таким образом, что эпитопы, требуемые для связывания с рецептором, будут представлены в функциональной (природной) конформации.It is well known in the art that the specific recognition of a ligand by its cognate receptor is determined by the interaction between the binding site of the receptor and the specific molecular portrait (epitope) of the ligand. Thus, an antibody that either binds to a binding site or otherwise blocks the binding site of a receptor, or binds to an epitope, or otherwise blocks recognition of a ligand epitope, will prevent receptor-ligand interaction. Such antibodies are described as "neutralizing". In the context of the present disclosure, it is desirable that neutralizing antibodies be produced by the host upon administration of the recombinant protein, and thus the protein sequence may express or include one or more of the total number of suitable sequences derived from a growth factor or tumor antigen, such that the epitopes required for binding to the receptor, will be presented in a functional (natural) conformation.

В дополнение к экспрессии многочисленных копий одного опухолевого антигена, рецептора и/или фактора роста, представленного как одиночный опухолевый антиген, рецептора и/или фактора роста или как его части из расчёта на естественный сайт, и/или как цепочки повторяющегося опухолевого антигена, рецептора и/или последовательностей фактора роста (например, n = 1 или больше); белок согласно настоящему раскрытию, может также включать экспрессию одного или нескольких эпитопов или сайтов связывания двух или нескольких различных опухолевых антигенов, рецепторов и/или факторов роста, представленных в одиночном виде или в виде цепочек в различных позициях в пределах последовательности рекомбинантного белка.In addition to expressing multiple copies of a single tumor antigen, receptor and/or growth factor presented as a single tumor antigen, receptor and/or growth factor or as part of it per natural site and/or as a chain of repetitive tumor antigen, receptor and /or growth factor sequences (eg, n = 1 or more); a protein of the present disclosure may also include the expression of one or more epitopes or binding sites of two or more different tumor antigens, receptors and/or growth factors, present singly or in chains at various positions within the recombinant protein sequence.

В иллюстративном варианте осуществления раскрыт белок, состоящий из гомогенного рекомбинантного белка, представляющего собой один или несколько нейтрализующих доменов эпидермального фактора роста (EGF). Этот белок представлен в форме рекомбинантного белка и может применяться в лечении хронических заболеваний, например раковых заболеваний груди, легких, мочевого пузыря, яичников, наружных женских половых органов, толстой кишки, легочной артерии, мозга, прямой кишки, кишечника, головы, шеи и пищевода. В иллюстративном варианте осуществления белок является рекомбинантным белком, представляющим собой или включающим последовательности EGF и последовательности синтетического полипептида согласно настоящему раскрытию. В одном иллюстративном варианте осуществления последовательность синтетического полипептида в значительной степени сходна с Sequence ID: 1.In an illustrative embodiment, a protein is disclosed, consisting of a homogeneous recombinant protein that is one or more neutralizing domains of epidermal growth factor (EGF). This protein is presented in the form of a recombinant protein and can be used in the treatment of chronic diseases, such as cancers of the breast, lung, bladder, ovary, vulva, colon, pulmonary artery, brain, rectum, intestines, head, neck and esophagus . In an exemplary embodiment, the protein is a recombinant protein that is or includes EGF sequences and synthetic polypeptide sequences according to the present disclosure. In one illustrative embodiment, the sequence of the synthetic polypeptide is substantially similar to Sequence ID: 1.

В другом иллюстративном варианте осуществления раскрыт белок, состоящий из гомогенного рекомбинантного белка, представляющего собой один фактор роста фибробластов (FGF).In another illustrative embodiment, a protein is disclosed, consisting of a homogeneous recombinant protein, which is a single fibroblast growth factor (FGF).

В дополнительном иллюстративном варианте осуществления белок является рекомбинантным белком, представляющим собой или включающим последовательности FGF и последовательности синтетического полипептида согласно настоящему раскрытию.In a further illustrative embodiment, the protein is a recombinant protein that is or includes FGF sequences and synthetic polypeptide sequences according to the present disclosure.

В еще одном иллюстративном варианте осуществления раскрыт белок, состоящий из гомогенного рекомбинантного белка, представляющего собой один трансформирующий фактора роста бета-1 (TGF-β1). В иллюстративном варианте осуществления белок является рекомбинантным белком, представляющим собой или включающим последовательности TGF-β1 и последовательности синтетического полипептида согласно настоящему раскрытию.In yet another illustrative embodiment, a protein is disclosed, consisting of a homogeneous recombinant protein, which is one transforming growth factor beta-1 (TGF-β1). In an exemplary embodiment, the protein is a recombinant protein that is or includes TGF-β1 sequences and synthetic polypeptide sequences according to the present disclosure.

И ещё в одном иллюстративном варианте осуществления раскрыт белок, включающий гомогенный рекомбинантный белок, экспрессирующий один трансформирующий фактор роста бета-1 (TGF-βl). В иллюстративном варианте осуществления белок является рекомбинантным белком, представляющим собой или включающим последовательности TGF-βl и последовательности синтетического полипептида, в значительной степени сходные с Sequence ID: 2 согласно настоящему раскрытию.And in yet another illustrative embodiment, a protein is disclosed, comprising a homogeneous recombinant protein expressing one transforming growth factor beta-1 (TGF-βl). In an exemplary embodiment, the protein is a recombinant protein that is or includes TGF-βl sequences and synthetic polypeptide sequences substantially similar to Sequence ID: 2 of the present disclosure.

В другом иллюстративном варианте осуществления описывается один экспрессирующийся инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1). В иллюстративном варианте осуществления белок является рекомбинантным белком, представляющим собой или включающим последовательности IGF-1 и последовательности синтетического полипептида, белком, включающим, гомогенный рекомбинантный белок, представляющий собой один фактор роста гепатоцитов (HGF).In another illustrative embodiment, a single expressed insulin-like growth factor 1 (IGF-1) is described. In an illustrative embodiment, the protein is a recombinant protein that is or includes IGF-1 sequences and synthetic polypeptide sequences, a protein that includes a homogeneous recombinant protein that is one hepatocyte growth factor (HGF).

В дополнительном иллюстративном варианте осуществления белок является рекомбинантным белком, экспрессирующим или включающим последовательности HGF и последовательности синтетического полипептида согласно данному раскрытию.In a further exemplary embodiment, the protein is a recombinant protein expressing or comprising HGF sequences and synthetic polypeptide sequences of this disclosure.

В дополнительном иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения раскрыт белок, состоящий из гомогенного рекомбинантного белка, представляющего собой один инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-1) и один инсулиноподобный фактор роста-2. В иллюстративном варианте осуществления белок является рекомбинантным белком, представляющим собой или включающим последовательности IGF-1, последовательности IGF-2 и последовательности синтетического полипептида согласно настоящему раскрытию.In a further illustrative embodiment, the present invention discloses a protein consisting of a homogeneous recombinant protein that is one insulin-like growth factor-1 (IGF-1) and one insulin-like growth factor-2. In an exemplary embodiment, the protein is a recombinant protein that is or includes IGF-1 sequences, IGF-2 sequences, and synthetic polypeptide sequences according to the present disclosure.

В ещё одном иллюстративном варианте осуществления раскрыт белок, состоящий из гомогенного рекомбинантного белка, представляющего собой один фактор роста эндотелия сосудов-A (VEGF-A) и один фактор роста эндотелия сосудов-С (VEGF-C). В иллюстративном варианте осуществления белок является рекомбинантным белком, представляющим собой или включающим последовательности нейтрализующего домена VEGF-A, последовательности VEGF-C и последовательности синтетического полипептида согласно настоящему раскрытию. In yet another exemplary embodiment, a protein is disclosed consisting of a homogeneous recombinant protein that is one vascular endothelial growth factor-A (VEGF-A) and one vascular endothelial growth factor-C (VEGF-C). In an exemplary embodiment, the protein is a recombinant protein that is or includes VEGF-A neutralizing domain sequences, VEGF-C sequences, and synthetic polypeptide sequences according to the present disclosure.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Аспекты настоящего раскрытия дополнительно подробно описаны в следующих примерах. Однако следующие примеры не предназначены для ограничения объема настоящего раскрытия с целью уточнения деталей методики или разработки, излагаемых ниже. Практические и иллюстративные варианты осуществления изобретения проиллюстрированы и описаны в следующих примерах. Тем не менее, специалистам в данной области будет понятно, что можно осуществлять модификации и усовершенствования в пределах сути и объёма настоящего изобретения.Aspects of the present disclosure are further detailed in the following examples. However, the following examples are not intended to limit the scope of the present disclosure in order to clarify the details of the methodology or development set forth below. Practical and illustrative embodiments of the invention are illustrated and described in the following examples. However, those skilled in the art will appreciate that modifications and improvements can be made within the spirit and scope of the present invention.

ПРИМЕР 1. Разработка селектируемой углевод-связывающей дисплейной системыEXAMPLE 1 Development of a selectable carbohydrate-binding display system

Требовалась система, при помощи которой библиотеки мутантов могли создаваться и скринироваться на наличие мутантов с желаемыми характеристиками, которая включала бы физическую связь между отбираемым фенотипом и кодирующим его генотипом для разнообразных популяций клонов. Такую систему изготавливали при использовании признанных технологий, используемых с большим успехом в инженерии антител в частности. What was needed was a system by which mutant libraries could be created and screened for mutants with desired characteristics, which would include a physical link between a selectable phenotype and the genotype that encodes it for diverse populations of clones. Such a system was made using established techniques used with great success in antibody engineering in particular.

Ген, кодирующий выбранный углеводсвязывающий домен, клонировали внутри рамки и против хода транскрипции от гена минорного белка оболочки (ген III) бактериофага M13 как в полностью независимом функциональном ‘фаговом’ векторе M13 с подходящим селектируемым маркером (‘фаг’ M13-K07), так и в ‘фагмидном’ векторе, который включает только область упаковки F1 и ген, кодирующий минорный белок оболочки вируса. Вышеупомянутый вектор при введении в подходящего бактериального хозяина, такого как E. coli, и размноженный соответственно, будет образовывать вирусные частицы, которые представят пять копий выбранного углеводсвязывающего домена на одном конце нитевидной вирусной частицы в виде N-концевых слияний минорного белка оболочки P3 (кодируемого геном III). The gene encoding the selected carbohydrate-binding domain was cloned in-frame and upstream of the M13 bacteriophage minor coat protein gene (gene III) in both a fully independent functional M13 'phage' vector with a suitable selectable marker ('phage' M13-K07) and in a 'phagemid' vector that includes only the F1 packaging region and the gene encoding the minor viral envelope protein. The above vector, when introduced into a suitable bacterial host such as E. coli and propagated accordingly, will produce viral particles that will present five copies of the selected carbohydrate-binding domain at one end of the filamentous viral particle as N-terminal fusions of the P3 minor coat protein (encoded by the gene III).

Последний, благодаря природе размножения вируса, при использовании фаговой системы помощника/фагмиды, известной специалисту в данной области, будет производить вирусные частицы, в которых только небольшая часть популяции будет представлять, как правило, одну или меньше копий одинакового углеводсвязывающего домена P3 слитого белка.The latter, due to the nature of virus propagation, using a helper/phagemid phage system known to one of skill in the art, will produce viral particles in which only a small fraction of the population will typically be one or fewer copies of the same P3 carbohydrate-binding domain of the fusion protein.

Клоны, полученные из каждого вектора, размножали при соответствующих условиях, которые хорошо известны специалистам в данной области, и супернатант культуры, содержащий вирусные частицы, скринировали при помощи ELISA для анализа связывающей активности с главным углеводом, который узнаётся углеводсвязывающим доменом. В этом примере использовали комплексную молекулу, которая включала дистальную галактозную группу и которую подвергали иммобилизации путем адсорбции на обычном 96-луночном иммунологическом планшете. Для связывания с углеводной группой необходимо, что бы два или несколько углеводсвязывающих домена ассоциировали в комплекс, поскольку углеводсвязывающий карман образуется между смежными доменами. Clones derived from each vector were propagated under appropriate conditions, which are well known to those skilled in the art, and the culture supernatant containing viral particles was screened by ELISA to assay binding activity to a major carbohydrate that is recognized by the carbohydrate-binding domain. In this example, a complex molecule was used which included a distal galactose group and which was subjected to immobilization by adsorption on a conventional 96-well immunoassay plate. Binding to a carbohydrate group requires that two or more carbohydrate-binding domains associate into a complex, since a carbohydrate-binding pocket is formed between adjacent domains.

В предыдущем ‘фаговом’ примере карман может потенциально сформироваться между смежными слитыми белками P3 на одиночном вирионе, при условии, что приемлемая ориентация ограничивается слитым белком или между отдельными вирусными частицами. При использовании фагмидной системы такие ассоциации будут, наиболее вероятно, формироваться между двумя или несколькими отдельными вирусными частицами, поскольку пропорциональная часть вирусов, включающих два или несколько слитых белков на одиночном вирионе, как ожидается, будет очень маленькая. In the previous 'phage' example, a pocket could potentially form between adjacent P3 fusion proteins on a single virion, provided that the acceptable orientation is limited to the fusion protein or between individual viral particles. When using the phagemid system, such associations are most likely to form between two or more single virus particles, since the proportion of viruses containing two or more fusion proteins on a single virion is expected to be very small.

В результате скрининга вышеупомянутых клонов значительно более сильный сигнал ELISA получали от ‘одновалентного’ полученного от фагмиды клона, чем от пентавалентного фагового клона, последний также производил на много меньший титр инфекционных вирусных частиц. Низкая производительность фаговой системы в этом примере не ограничивает использование этой системы в описанном процессе, но более вероятно, как полагают, является функцией или стерических/ориентационных ограничений, налагаемых на систему специфической генетической связью, используемой в данном случае, и/или ограничений инфекционности, налагаемых слитым белком (минорный белок оболочки P3 является медиатором вирусной инфекции). Поэтому система, основанная на фагмиде, была выбрана для того, чтобы создавать и отбирать различные мутантные белки.As a result of screening the aforementioned clones, a significantly stronger ELISA signal was obtained from the ‘monovalent’ phagemid-derived clone than from the pentavalent phage clone, the latter also producing a much lower titer of infectious viral particles. The low performance of the phage system in this example does not limit the use of this system in the process described, but is more likely to be a function of either the steric/orientational constraints imposed on the system by the specific genetic linkage used in this case and/or the infectivity constraints imposed by fusion protein (the P3 minor envelope protein is a mediator of viral infection). Therefore, a phagemid-based system was chosen to generate and select various mutant proteins.

ПРИМЕР 2. Создание библиотек мутантных клоновEXAMPLE 2 Creation of Mutant Clone Libraries

Библиотеки мутантных полипептидкодирующих клонов создавали из генетической матрицы, полученной от углеводсвязывающего самособирающего белкового домена. В настоящем примере белковый домен выбирали из группы A1B5 бактериальных голотоксинов. Структурную и функциональную информацию, полученную из опубликованных баз данных, таких как Protein Database, и из научной литературы, использовали для того, чтобы идентифицировать области и/или определенные остатки среди потенциально или доказано вовлеченных в способность домена белка матрицы формировать стабильные гомопентамеры или взаимодействовать со специфическими углеводсодержащими частями, найденными на поверхности многих типов клеток млекопитающих. Эти области/остатки исключали из мутагенеза и последующих раундов отбора мутантов. Libraries of mutant polypeptide-encoding clones were generated from a genetic template derived from a carbohydrate-binding self-assembling protein domain. In the present example, the protein domain was selected from the A1B5 group of bacterial holotoxins. Structural and functional information obtained from published databases such as the Protein Database and from the scientific literature was used to identify regions and/or certain residues among those potentially or proven to be involved in the ability of the matrix protein domain to form stable homopentamers or interact with specific carbohydrate-containing parts found on the surface of many types of mammalian cells. These regions/residues were excluded from mutagenesis and subsequent rounds of mutant selection.

Области или остатки, определенные выше как являющиеся потенциально поддающимися мутации и не вовлеченными в требуемые характеристики, отбирали и делали мишенью для рационального или случайного мутагенеза, считаемого целесообразным. Чтобы максимизировать шансы создания и отбора углеводсвязывающих вариантов, которые являлись отличными от домена матрицы, мутации ограничивали небольшим числом остатков в непосредственной близости от каждого последовательного раунда скрининга разработки библиотеки. Regions or residues identified above as being potentially mutable and not involved in the required characteristics were selected and targeted for rational or random mutagenesis as deemed appropriate. To maximize the chances of generating and selecting carbohydrate-binding variants that were different from the template domain, mutations were limited to a small number of residues in the immediate vicinity of each successive round of library development screening.

В зависимости от региона или выбранного в качестве мишени остатка мутация была либо случайной (т.е. включающей потенциально все 20 аминокислот), либо функционально ограниченной до возможных пределов теми остатками, которые проявляют похожие биофизические и/или химические свойства с теми, которые найдены в домене матрицы. Depending on the region or residue targeted, the mutation was either random (i.e. potentially involving all 20 amino acids) or functionally limited to the extent possible by those residues that exhibit similar biophysical and/or chemical properties to those found in matrix domain.

Характеристики, которые считались значащими в таких случаях, включали без ограничения размер боковой цепи, заряд, полярность, гидрофобность/гидрофильность и способностью участвовать в формировании специфической вторичной структуры, такой как α-спирали. Где возможно/допустимо, что аминокислотный остаток, кодируемый матрицей в любом данном положении, исключали из библиотек мутантов во избежание отбора немутантов. Characteristics that were considered significant in such cases included, without limitation, side chain size, charge, polarity, hydrophobicity/hydrophilicity, and the ability to participate in the formation of a specific secondary structure, such as α-helices. Where possible/permissible, the amino acid residue encoded by the template at any given position is excluded from mutant libraries to avoid selection of non-mutants.

Библиотеки создавали с помощью конструирования олигонуклеотидных праймеров, которые включали и области последовательности, которые были гомологичными с геном матрицы, таким образом, что праймер (и особенно его 3’-конец) отжигался бы с ДНК матрицы при соответствующих условиях, и дополнительные области, в которых соответствующее вырождение предусматривали, например, с целью кодирования многообразия аминокислот в одном или нескольких положениях. Libraries were created by designing oligonucleotide primers that included both sequence regions that were homologous to the template gene such that the primer (and especially its 3' end) would anneal to template DNA under appropriate conditions, and additional regions where a corresponding degeneration was provided, for example, for the purpose of encoding a variety of amino acids at one or more positions.

В данном примере такие олигонуклеотиды производили при использовании заданного вырождения, известного специалистам в данной области, где основание ДНК в любой различной позиции включает равные количества из 2-4 оснований (G, A, T или C) в соответствии с требованием. Альтернативно, более контролируемое многообразие предусматривается, когда олигонуклеотиды получают из позиционных смесей тринуклеотид-фосфорамидитов, использованных так, что специфические остатки (аминокислоты) и их относительные пропорции точно контролируются в каждом различном положении. In this example, such oligonucleotides were produced using predetermined degeneracy known to those skilled in the art, where the DNA base at any different position includes equal amounts of 2-4 bases (G, A, T, or C) as required. Alternatively, more controlled diversity is contemplated when oligonucleotides are prepared from positional mixtures of trinucleotide-phosphoramidites used such that specific residues (amino acids) and their relative proportions are precisely controlled at each different position.

Когда мутации нужно было вводить в одном из концов, одиночную ПЦР-реакцию выполняли (и повторяли, если необходимо) при использовании одного или двух вырожденных праймеров для того, чтобы ввести необходимое генетическое разнообразие. Полученный продукт, включающий (полученные от праймера) фланкирующие сайты рестрикции, клонировали в фагмидный вектор, описанный в примере 1 выше, таким образом, что библиотека различных белков была закодирована как слияния в рамке считывания с минорным белок-кодирующим геном P3 (ген III) бактериофага M13. When mutations were to be introduced at one end, a single PCR reaction was performed (and repeated if necessary) using one or two degenerate primers in order to introduce the necessary genetic diversity. The resulting product, including (derived from the primer) flanking restriction sites, was cloned into the phagemid vector described in Example 1 above, such that a library of various proteins was encoded as in-frame fusions to the minor protein-coding gene P3 (gene III) of the bacteriophage M13.

В том случае, если требовалось ввести разнообразие в область(и) отдалённую(ые) к концам матричного гена, две пары праймеров использовали таким образом, что каждая пара включала один терминальный (5’- или 3’-) праймер, который точно соответствовал последовательности матрицы, и один вырожденный праймер, который кодировал некоторые, все или ни одной из требуемого разнообразия. 3’-концы вырожденных праймеров конструировали таким образом, что i) каждый точно соответствовал последовательности матрицы и ii) каждый был точно комплементарным вырожденному праймеру второй пары праймеров. Where it was desired to introduce diversity into the region(s) further to the ends of the template gene, two pairs of primers were used such that each pair included one terminal (5'- or 3'-) primer that exactly matched the sequence templates, and one degenerate primer that encodes some, all, or none of the required variety. The 3' ends of the degenerate primers were designed such that i) each exactly matched the template sequence and ii) each was exactly complementary to the degenerate primer of the second primer pair.

Таким образом, получали два ПЦР-продукта и затем отжигали и связали друг с другом посредством комплементарной перекрывающейся последовательности, полученной с использованием вырожденных праймеров. Полученный продукт затем клонировали в фагмидный вектор как слияние в рамке считывания с геном III, геном минорного белка оболочки. Последующие библиотеки строили либо на основании продуктов скрининга и отбора одного или нескольких клонов из предыдущей библиотеки, либо строили и скринировали в параллельных реакциях из матрицы или одного или нескольких отобранных мутантных клонов. Thus, two PCR products were obtained and then annealed and linked to each other by a complementary overlapping sequence obtained using degenerate primers. The resulting product was then cloned into a phagemid vector as an in-frame fusion to gene III, the minor coat protein gene. Subsequent libraries were built either based on the products of screening and selection of one or more clones from the previous library, or built and screened in parallel reactions from a template or one or more selected mutant clones.

Все библиотеки генетических конструкций вводили в клетки TG1 хозяина E. coli при помощи электропорации с использованием стандартных методологий и трансформанты высевали на селективную среду. После соответствующей инкубации колонии бактерий собирали из чашек и хранили и/или скринировали в соответствии с требованиями.All libraries of genetic constructs were introduced into E. coli host TG1 cells by electroporation using standard methodologies, and the transformants were plated on a selective medium. After appropriate incubation, bacterial colonies were collected from the plates and stored and/or screened as required.

ПРИМЕР 3. Скрининг мутантных библиотекEXAMPLE 3 Screening for Mutant Libraries

Для проведения отборов мутантов из библиотек культуры (библиотеки) инокулировали в жидкие среды (2xTY, 100 мкг/мл ампициллина, 1% глюкозы) таким образом, чтобы достаточное количество клеток включали 100-1000-кратную копийность ожидаемого разнообразия и достаточный объем с целью обеспечения нахождения значения OD600 в области 0,1. Клеточные культуры затем инкубировали (с перемешиванием) при приблизительно 37°C до того, как значение OD600 достигало 0,4-0,6 (т.е. лог-фазы роста). Культуры затем инфицировали добавлением фага-помощника M13-K07 в соотношении ~20 фагов-помощников на одну бактериальную клетку (OD600 со значением 1,0 принимали равной ~8,0 x 108 клеток/мл). После приблизительно 30 минут статической инкубации клетки инкубировали в течение приблизительно 30 дополнительных минут с перемешиванием. Добавляли до ~50 мкг/мл канамицина и культуру инкубировали на протяжении ночи при ~30°C с перемешиванием. To perform selections of mutants from libraries, cultures (libraries) were inoculated into liquid media (2xTY, 100 μg/ml ampicillin, 1% glucose) so that a sufficient number of cells included 100-1000-fold copies of the expected diversity and sufficient volume to ensure finding OD 600 values in the region of 0.1. The cell cultures were then incubated (with stirring) at approximately 37° C. until the OD 600 value reached 0.4-0.6 (ie, log-phase growth). The cultures were then infected with the addition of helper phage M13-K07 at a ratio of ~20 helper phages per bacterial cell (OD 600 with a value of 1.0 was taken to be ~8.0 x 10 8 cells/ml). After approximately 30 minutes of static incubation, cells were incubated for approximately 30 additional minutes with agitation. Added to ~50 μg/ml kanamycin and the culture was incubated overnight at ~30°C with stirring.

На следующее утро культуру центрифугировали в течение приблизительно 25-30 минут при ~8000 g для осаждения клеток и супернатант удаляли и сохраняли. Клеточный осадок отбрасывали. 20% объем 200 мМ NaCl, 20% PEG 6000 добавляли к культуральному супернатанту и инкубировали на льду приблизительно 1 час для осаждения фаговых частиц. Фаг осаждали центрифугированием при ~8000 g в течение приблизительно 25-30 минут и ресуспендировали в 20 процентах от исходного объема PBS (натрий-фосфатного буфера). Повторно добавляли полученный 20% объем 200 мМ NaCl, 20% PEG 6000 и фаг инкубировали на льду в течение приблизительно 25-30 минут. Фаг снова осаждали центрифугированием при ~8000 g в течение 25-30 минут и осадок ресуспендировали в ~2 мл натрий-фосфатного буфера (PBS). Полученную суспензию переносили в пробирку(ки) типа эппендорф и осаждали центрифугированием на максимальной скорости в течение 5 минут для того, чтобы осадить любые оставшиеся бактериальные клетки/дебрис. Фаговую суспензию затем использовали для отбора. The next morning, the culture was centrifuged for approximately 25-30 minutes at ~8000 g to pellet the cells and the supernatant was removed and saved. The cell pellet was discarded. 20% volume 200 mm NaCl, 20% PEG 6000 was added to the culture supernatant and incubated on ice for approximately 1 hour to precipitate phage particles. The phage was pelleted by centrifugation at ~8000 g for approximately 25-30 minutes and resuspended in 20 percent of the original volume of PBS (sodium phosphate buffer). The resulting 20% volume of 200 mM NaCl, 20% PEG 6000 was re-added and the phage was incubated on ice for approximately 25-30 minutes. The phage was pelleted again by centrifugation at ~8000 g for 25-30 minutes and the pellet was resuspended in ~2 ml of sodium phosphate buffer (PBS). The resulting suspension was transferred to Eppendorf tube(s) and centrifuged at maximum speed for 5 minutes to pellet any remaining bacterial cells/debris. The phage suspension was then used for selection.

Для проведений отбора иммунологическую пробирку покрывали подходящим антигеном, таким как способное к иммобилизации производное галактозы или природный лиганд В-субъединицы, в концентрации 1-10 мкг/мл (как правило 5 мл) и оставляли в течение ночи при 4-8°C или при комнатной температуре в течение 1 часа. После промывки 3-5 раз с PBS (просто вливая в иммунологическую пробирку и снова выливая), пробирку блокировали добавлением MPBS (PBS, содержащим 2% сухое молоко) в течение 1-2 часов при 37°C. Промывали с MPBS, как описано выше, и добавляли от приблизительно 1x1011 до 1x1012 или больше фаговых частиц. For selection procedures, an immunological tube is coated with a suitable antigen, such as an immobilizable galactose derivative or a natural B-subunit ligand, at a concentration of 1-10 μg/ml (typically 5 ml) and left overnight at 4-8°C or at room temperature for 1 hour. After washing 3-5 times with PBS (simply pouring into the immunological tube and pouring again), the tube was blocked by adding MPBS (PBS containing 2% milk powder) for 1-2 hours at 37°C. Washed with MPBS as described above and added from about 1x10 11 to 1x10 12 or more phage particles.

Объем доводили до ~5 мл и иммунологическую пробирку запечатывали, например, парафиновой пленкой. Затем пробирку ‘перемешивали переворачиванием’ (с донышка на крышку) в течение приблизительно 30 минут, затем инкубировали в вертикальном положении в течение приблизительно 90 минут, с целью позволить тем фагам, которые представляют белок из библиотеки мутантов, способный узнавать иммобилизованный лиганд, связаться с ним. Фаг, который не связывался или только слабо связывался, удаляли с помощью промывки. Строгость отбора изменяли в соответствии с требованиями при помощи количества применяемых промывок, использованием PBST (PBS, содержащий 0,1% Tween 20) для промывок или изменением концентрации лиганда при покрытии. The volume was adjusted to ~5 ml and the immunological tube was sealed, for example, with a paraffin film. The tube was then 'tilted' (bottom to lid) for approximately 30 minutes, then incubated in an upright position for approximately 90 minutes to allow those phages presenting a protein from the mutant library capable of recognizing the immobilized ligand to bind to it. . Phage that did not bind or only weakly bound were removed by washing. The stringency of the selection was changed as required by the number of washes applied, by using PBST (PBS containing 0.1% Tween 20) for washes, or by changing the ligand concentration in the coating.

Связанные частицы фага элюировали из иммунологической пробирки с добавлением 1 мл 100 мМ триэтиламина (TEA) и премешивали переворачиванием максимум в течение 10 минут (более длинная инкубация оказывает негативное влияние на жизнеспособность фага), и затем сразу же выливали в 0,5 мл 1 М Tris-HCl (pH 7,4) для нейтрализации. Приблизительно 0,75 мл элюированного фага добавляли к ~10 мл находящейся в лог-фазе клеточной культуры подходящего штамма E. coli, такого как TG1 (Agilent). Культуру инкубировали при приблизительно 37°C без перемешивания для обеспечения инфицирования. Серийные разведения образцов инфицированных клеток наносили на маленькие TYE-чашки, содержащие 100 мкг/мл ампициллина и 1% глюкозу. Остальные клетки наносили на бόльшие чашки для биологического анализа с той же самой средой. Все инкубировали в течение ночи при приблизительно 30°C. Другими 0,75 мл фага, ~75 мкл инфицировали, как описано выше, ~ 1 мл клеток HB2151 E. coli, находящихся в лог-фазе, и серийные разведения осаждали и инкубировали, как описано выше. Остальную часть фага хранили при приблизительно -80°C в виде глицериновой смеси (~15% глицерина). Bound phage particles were eluted from the immunoassay tube with 1 ml of 100 mM triethylamine (TEA) and mixed by inversion for a maximum of 10 minutes (longer incubation has a negative effect on phage viability), and then immediately poured into 0.5 ml of 1 M Tris -HCl (pH 7.4) for neutralization. Approximately 0.75 ml of the eluted phage was added to ~10 ml of a log-phase cell culture of a suitable E. coli strain such as TG1 (Agilent). The culture was incubated at approximately 37°C without agitation to ensure infection. Serial dilutions of infected cell samples were applied to small TYE dishes containing 100 μg/ml ampicillin and 1% glucose. The rest of the cells were plated on larger bioassay dishes with the same medium. All were incubated overnight at approximately 30°C. Another 0.75 ml of phage, .about.75 .mu.l were infected as above, .about.1 ml of E. coli HB2151 cells in log phase, and serial dilutions were pelleted and incubated as described above. The rest of the phage was stored at approximately -80°C in the form of a glycerol mixture (~15% glycerol).

На следующий день большие чашки для биологического анализа соскабливали, чтобы собрать клетки, которые затем хранили в виде глицериновых смесей или выращивали и ‘освобождали’ с помощью фагового помощника M13 K07, как описано ранее, для получения обогащенной популяции фага для следующего раунда отбора. Обычно проводили два или три последовательных раунда отбора. После завершения отбора отдельные колонии из маленьких чашек, содержащих серийные разведения клеток HB2151, выбирали с помещением на 96-луночные культуральные планшеты, содержащие ~100 мкл/лунку 2 x TY с 100 мкг/мл ампициллина, и инкубировали с перемешиванием в течение ночи при 37°C. На следующий день приблизительно 5 мкл культуры из каждой лунки иннокулировали на новый планшет с ~150 мкл среды/на лунку и инкубировали при приблизительно 37°C с перемешиванием в течение приблизительно 2 часов. Добавляли дополнительную среду, содержащую 1 М IPTG, с обеспечением конечной концентрации 1 мМ IPTG и чашку инкубировали с перемешиванием в течение ночи при 30°C. В клетках HB2151 индукция IPTG приводила к экспрессии растворимых мутантных белков, которые включали детектируемую пептидную метку c-myc, а не белки, слитые с компонентом вирусной частицы, как в случае TG1 клеток E. coli. Исходный 96-луночный культуральный планшет хранили при приблизительно -80°C. The next day, large bioassay dishes were scraped off to collect cells, which were then stored as glycerol mixtures or grown and ‘liberated’ with the M13 K07 phage helper as described previously to obtain an enriched phage population for the next round of selection. Usually two or three consecutive rounds of selection were carried out. After completion of selection, individual colonies from small dishes containing serial dilutions of HB2151 cells were selected and placed on 96-well culture plates containing ~100 µl/well 2 x TY with 100 µg/ml ampicillin and incubated with shaking overnight at 37 °C The next day, approximately 5 μl of culture from each well was inoculated onto a new plate with ~150 μl medium/per well and incubated at approximately 37° C. with shaking for approximately 2 hours. Additional medium containing 1 M IPTG was added to provide a final concentration of 1 mM IPTG and the dish was incubated with stirring overnight at 30°C. In HB2151 cells, induction of IPTG resulted in the expression of soluble mutant proteins that included a detectable c-myc peptide tag, rather than proteins fused to a viral particle component, as in the case of TG1 cells from E. coli. The original 96-well culture plate was stored at approximately -80°C.

На следующий день культуральные супернатанты из индуцированного 96-луночного планшета анализировали в отношении связывания с иммобилизованными углеводами при использовании стандартных протоколов ELISA, и связывание было обнаружено с использованием легкодоступного HRP-меченного анти-c-Myc антитела (фиг. 1). Клоны, которые были очень активными при связывании с GM1, показаны в затенённых ячейках. Положительные и отрицательные контроли взяты в рамку. The next day, culture supernatants from the induced 96-well plate were analyzed for binding to immobilized carbohydrates using standard ELISA protocols and binding was detected using a readily available HRP-labeled anti-c-Myc antibody (FIG. 1). Clones that were very active when binding to GM1 are shown in shaded boxes. Positive and negative controls are framed.

Культуральные супернатанты клонов, которые были очень активными при связывании в анализе ELISA, дополнительно анализировали при помощи SDS PAGE (электрофорез в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия) и Вестерн-блоттинга, чтобы проанализировать присутствие пентамеров и других мультимерных состояний, проиллюстрированых на фигуре 2. Образцы не гидрировали или не подвергали кипячению перед электрофорезом и белок обнаруживали при помощи HRP-меченных анти-c-Myc антител. В показанном примере клоны С1 и C3 являются позитивными контролями, которые быстро собираются в пентамеры ~60 кДа. Клон C2 является негативным контролем, который двигается в виде 12 кДа мономера при используемых условиях. Можно видеть, что клоны A1 и A3 двигаются, главным образом, как пентамеры, тогда как значительная часть клона B12 формирует мономеры. Остальные клоны формируют либо мономер (B l, B7), либо формируют много мультимерных форм.Culture supernatants of clones that were very active at binding in the ELISA assay were further analyzed by SDS PAGE (sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis) and Western blotting to analyze the presence of pentamers and other multimeric states illustrated in Figure 2. Samples were not hydrogenated or not boiled before electrophoresis and the protein was detected using HRP-labeled anti-c-Myc antibodies. In the example shown, clones C1 and C3 are positive controls that rapidly assemble into ~60 kDa pentamers. Clone C2 is a negative control that moves as a 12 kDa monomer under the conditions used. It can be seen that clones A1 and A3 move mainly as pentamers, while a significant part of clone B12 forms monomers. The remaining clones either form a monomer (B l, B7) or form many multimeric forms.

ПРИМЕР 4. Обобщение данных мутацийEXAMPLE 4 Summary of Mutation Data

С целью оценки способности максимального количества аминокислотных остатков вмещать мутации производили и скринировали несколько различных библиотек, каждая из которых ориентирована на различные остатки или области матрицы. В результате идентифицировали большое количество клонов, которые проявляли желаемые критерии отбора по связыванию с иммобилизованными производными углевода и формированию преимущественно пентамеров, однако каждый из которых включал много уникальных мутаций/различий, как проиллюстрировано на фигуре 3A. Чтобы создать клоны с потенциально улучшенными характеристиками, необходимо было объединить эти различные последовательности в меньшем количестве клонов. In order to evaluate the ability of the maximum number of amino acid residues to accommodate mutations, several different libraries were produced and screened, each targeting a different residue or region of the template. As a result, a large number of clones were identified that exhibited the desired selection criteria for binding to immobilized carbohydrate derivatives and forming predominantly pentamers, however, each of which included many unique mutations/differences, as illustrated in Figure 3A. In order to create clones with potentially improved performance, it was necessary to combine these different sequences into fewer clones.

Поскольку в процессе получения и отбора мутантов было идентифицировано несколько положений, где могли размещаться три или несколько различных остатков, в общей сложности разработали четыре комбинации мутантов (A-D), как проиллюстрировано на фигуре 3B. Экспрессировали четыре клона, содержащие комбинированные мутации, и синтетические белки оценивали по их связыванию в сравнении с соответствующими контролями при использовании ELISA, как проиллюстрировано на фигуре 4. Было обнаружено, что два клона (A и C) обладали только слабым связыванием, однако другие два (B и D) были способны связываться с GM1 очень прочно. Это указывает на то, что мутации, полученные из отдельных клонов, успешно объединяться, однако, усиление или даже сохранение селективных характеристик связывания не гарантировано.Since several positions were identified during the production and selection of mutants where three or more different residues could be placed, a total of four combinations of mutants (A-D) were developed, as illustrated in Figure 3B. Four clones containing the combined mutations were expressed and the synthetic proteins were evaluated for their binding against their respective controls using ELISA as illustrated in Figure 4. Two clones (A and C) were found to have only weak binding, however the other two ( B and D) were able to bind to GM1 very strongly. This indicates that mutations derived from individual clones will combine successfully, however, enhancement or even retention of selective binding characteristics is not guaranteed.

ПРИМЕР 5. Стабилизация гомопентамеровEXAMPLE 5 Stabilization of Homopentamers

В их природной полностью функциональной форме бактериальные голотоксины, описанные под названием группы ‘A1B5’, состоят из пяти В-субъединиц и одной A-субъединицы. В-субъединицы собираются в пентамерное кольцо с центральной ‘порой’. Единственная A-субъединица находится на верхушке этого кольца и выступает вниз в свободное место, как проиллюстрировано на фигуре 5. Собственно A-субъединица состоит из 2 отдельных доменов. Домен A1, который освобождается, когда голотоксин транслоцируется в клетку, характеризуется ферментативной активностью, ассоциированной с токсичностью белкового комплекса. Он удерживается как часть голотоксина доменом A2. Последний имеет альфа-спиральную структуру, в которой домен A1 находится на N-конце, и C-конец выступает в пору, сформированную с помощью 5 В-субъединиц. Некоторые остатки C-конца A2 формируют взаимодействия с остатками В-субъединиц. Поскольку есть подтверждённые взаимодействия между определенными остатками B-субъединиц и домена A2 (Zhang R.G., et al. (1995)), логично предположить, что присутствие A-субъединицы, и особенно домена A2, способствует стабилизации пентамерного кольца В-субъединицы. Вследствие структурных и функциональных различий между двумя доменами A-субъединицы, не будучи подтвержденным конкретными доказательствами, считается, что взятий отдельно домен A2 будет придавать этот эффект стабилизации В-субъединичному пентамеру. Подобным образом, поскольку известно, что В-субъединицы способны формировать пентамерные кольца в полном отсутствии A-субъединицы, вполне вероятно, что домен A2 может связываться с ним и следовательно оказывать стабилизирующий эффект на пентамеры B-субъединицы, либо будучи коэкспрессированным с В-субъединицами, либо будучи добавленным экзогенно. In their naturally occurring, fully functional form, bacterial holotoxins, described under the group name 'A1B5', consist of five B subunits and one A subunit. The B subunits are assembled into a pentameric ring with a central ‘pore’. The single A subunit is at the top of this ring and protrudes downward into the space, as illustrated in Figure 5. The A subunit itself consists of 2 separate domains. The A1 domain, which is released when the holotoxin is translocated into the cell, is characterized by enzymatic activity associated with the toxicity of the protein complex. It is held as part of the holotoxin by the A2 domain. The latter has an alpha helical structure in which the A1 domain is at the N-terminus and the C-terminus protrudes into a pore formed by 5 B subunits. Some residues of the C-terminus of A2 form interactions with residues of the B subunits. Since there are confirmed interactions between certain residues of the B subunits and the A2 domain (Zhang R.G., et al. (1995)), it is logical to assume that the presence of the A subunit, and especially the A2 domain, contributes to the stabilization of the pentameric ring of the B subunit. Due to structural and functional differences between the two domains of the A subunit, without being supported by concrete evidence, it is believed that the A2 domain taken alone will confer this stabilization effect on the B subunit pentamer. Similarly, since the B subunits are known to be able to form pentameric rings in the complete absence of the A subunit, it is likely that the A2 domain can bind to it and therefore have a stabilizing effect on the B subunit pentamers, either by being co-expressed with the B subunits, or being added exogenously.

В связи с этим предлагается, что если синтетический или неприродный полипептид является таким, который имеет достаточно похожую конформацию с В-субъединицами голотоксина, который способен собраться в мультимеры, включая пентамерные кольца, и в котором остатки, соответствующие тем, которые взаимодействуют с A2 в В-субъединицах голотоксинов, являются теми же или имеют схожие биофизические свойства, тогда такой пентамер синтетического белка будет испытывать подобный стабилизирующий эффект. Кроме того предлагается, что в отсутствие природного домена A2 синтетический полипептид может быть изолирован из подходящей библиотеки полипептидов с использованием технологий, известных специалистам в данной области, таких как ‘фаговый дисплей’, который будет связываться, по меньшей мере частично, с подвергающимися воздействию поверхностями двух или нескольких природных или синтетических мономеров, когда они собраны в пентамеры, и таким образом стабилизировать структуру.In this regard, it is proposed that if a synthetic or non-natural polypeptide is one that has a sufficiently similar conformation to the B subunits of the holotoxin that is capable of assembling into multimers, including pentameric rings, and in which residues corresponding to those that interact with A2 in B -subunits of holotoxins are the same or have similar biophysical properties, then such a synthetic protein pentamer will experience a similar stabilizing effect. Furthermore, it is proposed that, in the absence of the natural A2 domain, a synthetic polypeptide can be isolated from a suitable polypeptide library using techniques known to those skilled in the art, such as 'phage display', which will bind, at least in part, to the exposed surfaces of the two or several natural or synthetic monomers, when assembled into pentamers, and thus stabilize the structure.

Поскольку природные домены A2 поддерживают структурно независимый домен A1, который сам по себе не взаимодействует ни с каким другим компонентом голотоксина, тогда вероятно, что домен A2 или функциональный синтетический эквивалент могут обеспечить средство для закрепления другого домена полипептида. Не будучи связанным с какой-либо конкретной теорией, считается, что неприродный полипептид, который имеет достаточно похожую конформацию с полипептидом, описанном в Sequence ID: 1, сам способствует тому, чтобы формировать пентамерные кольца, которые представляют стабилизированную пентамерную кольцевую структуру, которая позволяет прикрепление эпитопов, описанных в настоящем раскрытии. Since the natural A2 domains support a structurally independent A1 domain that does not itself interact with any other component of the holotoxin, then it is likely that the A2 domain, or a functional synthetic equivalent, may provide a means to anchor another polypeptide domain. Without being bound by any particular theory, it is believed that a non-natural polypeptide that has a sufficiently similar conformation to the polypeptide described in Sequence ID: 1 is itself conducive to forming pentameric rings that present a stabilized pentameric ring structure that allows attachment epitopes described in this disclosure.

Хотя устройства, системы и способы были описаны и проиллюстрированы в связи с определенными вариантами осуществления настоящего изобретения, много вариантов и модификаций будут очевидны для специалистов в данной области и могут быть осуществлены без отступления от сути и объема настоящего раскрытия. Таким образом, настоящее раскрытие не должно ограничиваться точными деталями методологии или конструкционным набором, изложенным выше, поскольку такие варианты и модификации предназначены для включения в объем настоящего раскрытия. Although devices, systems and methods have been described and illustrated in connection with certain embodiments of the present invention, many variations and modifications will be apparent to those skilled in the art and may be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure. Thus, the present disclosure should not be limited to the precise details of the methodology or design set forth above, as such variations and modifications are intended to be included within the scope of this disclosure.

Термины и выражения, которые были применены, используются как термины для описания, а не для ограничения, и нет никакого намерения, чтобы при использовании таких терминов и выражений исключать любые равнозначные показанные и описанные свойства или их части, но очевидно, что различные модификации возможны в пределах объема настоящего изобретения. Таким образом, нужно понимать, что хотя настоящее изобретение было специально раскрыто с помощью предпочтительных вариантов осуществления и дополнительных свойств, специалисты в данной области могут прибегнуть к модификациям и вариациям понятий, раскрытых в данном документе, и что такие модификации и варианты рассматриваются в рамках настоящего изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.The terms and expressions that have been used are used as terms of description and not limitation, and there is no intention that the use of such terms and expressions excludes any equivalent feature shown and described or parts thereof, but it is understood that various modifications are possible in within the scope of the present invention. Thus, it is to be understood that although the present invention has been specifically disclosed in terms of preferred embodiments and additional features, modifications and variations on the concepts disclosed herein may be made by those skilled in the art, and that such modifications and variations are contemplated within the scope of the present invention. as defined by the appended claims.

Claims (25)

1. Рекомбинантный синтетический белок для лечения хронических заболеваний, выбранных из группы, включающей раковые заболевания груди, легких, мочевого пузыря, яичников, наружных женских половых органов, толстой кишки, легочной артерии, мозга, прямой кишки, кишечника, головы, шеи и пищевода, включающий 1. Recombinant synthetic protein for the treatment of chronic diseases selected from the group including cancers of the breast, lungs, bladder, ovaries, vulva, colon, pulmonary artery, brain, rectum, intestines, head, neck and esophagus, including В-субъединицу холерного токсина (СТВ), при этом субъединица СТВ включает мутации T1F, Р2Т, Q3D, N4I M37I, A38I, I39L, I40V, T41N, T78S, E79N, A80S, A95S, A102V, и N103R, при этом субъединица СТВ необязательно дополнительно включает мутации L8I, A10G, F25L, A32V, N44G, и V82I, при этом мутации пронумерованы относительно следующей последовательности СТВ дикого типа: Cholera toxin B-subunit (CTB), wherein the CTB subunit includes mutations T1F, P2T, Q3D, N4I M37I, A38I, I39L, I40V, T41N, T78S, E79N, A80S, A95S, A102V, and N103R, while the CTB subunit is optional additionally includes mutations L8I, A10G, F25L, A32V, N44G, and V82I, with the mutations numbered relative to the following sequence of wild-type CTBs: TPQNITDLCAEYHNTQIHTLNDKIFSYTESLAGKREMAIITFKNGATFQVEVPGSQIDSQKKAIERMKDTLRIAYLTEAKVEKLCVWN NKTPHAIAAISMANTPQNITDLCAEYHNTQIHTLNDKIFSYTESLAGKREMAIITFKNGATFQVEVPGSQIDSQKKAIERMKDTLRIAYLTEAKVEKLCVWN NKTPHAIAAISMAN и при этом мутации способствуют образованию пентамера субъединицы СТВ;and while mutations contribute to the formation of the pentamer of the CTB subunit; пептидный спейсер иpeptide spacer and полипептид, включающий опухолевый антиген или его часть, имеющий иммуногенную последовательность, или фактор роста или его часть, выбранный из группы, включающей IGF-1, IGF-2, FGF1, FGF2, VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D, PDGF, NGF, EGF, HGF, BMP, PDL1 и IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, и IL-6,a polypeptide comprising a tumor antigen or a portion thereof having an immunogenic sequence, or a growth factor or a portion thereof selected from the group consisting of IGF-1, IGF-2, FGF1, FGF2, VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF -D, PDGF, NGF, EGF, HGF, BMP, PDL1 and IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, and IL-6, при этом полипептид отделен от синтетической В-субъединицы пептидным спейсером.wherein the polypeptide is separated from the synthetic B-subunit by a peptide spacer. 2. Рекомбинантный белок по п. 1, где фактор роста или его часть представляют собой эпидермальный фактор роста (EGF).2. The recombinant protein of claim 1 wherein the growth factor or portion thereof is epidermal growth factor (EGF). 3. Рекомбинантный белок по п. 1, где фактор роста или его часть представляют собой собственный белок фактора роста человека или его часть.3. The recombinant protein according to claim 1, wherein the growth factor or a portion thereof is a human growth factor native protein or a portion thereof. 4. Рекомбинантный белок по п. 1, где опухолевый антиген включает полную длину или часть одного или нескольких различных опухолевых антигенов.4. The recombinant protein of claim. 1, where the tumor antigen includes the full length or part of one or more different tumor antigens. 5. Рекомбинантный белок по п. 1, где опухолевый антиген включает полную длину или часть одного или нескольких опухолевых антигенов в синтетическом белке как одиночные эпитопы или как два или более повторенных эпитопа.5. The recombinant protein of claim 1 wherein the tumor antigen comprises the entire length or portion of one or more tumor antigens in the synthetic protein as single epitopes or as two or more repeated epitopes. 6. Рекомбинантный белок по п. 1, дополнительно включающий второй полипептид, включающий по меньшей мере часть фактора роста.6. The recombinant protein of claim 1 further comprising a second polypeptide comprising at least a portion of a growth factor. 7. Рекомбинантный белок по п. 6, где второй полипептид включает полную длину или ее часть одного или нескольких факторов роста, выбранных из группы, включающей IGF-1, IGF-2, FGF1, FGF2, TGF-α, TGF-B, VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D, PDGF, NGF, EGF, HGF, BMP и IL 1-6.7. The recombinant protein according to claim 6, where the second polypeptide comprises the full length or part of one or more growth factors selected from the group including IGF-1, IGF-2, FGF1, FGF2, TGF-α, TGF-B, VEGF -A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D, PDGF, NGF, EGF, HGF, BMP and IL 1-6. 8. Рекомбинантный белок по п. 7, где второй полипептид включает полную длину или нейтрализующий домен по меньшей мере двух различных факторов роста.8. The recombinant protein of claim 7, wherein the second polypeptide comprises the full length or neutralizing domain of at least two different growth factors. 9. Рекомбинантный белок по п. 7, где второй полипептид включает полную длину или нейтрализующий домен одного или нескольких факторов роста в указанном рекомбинантном синтетическом белке как одиночные эпитопы или как два или более тандемных повторов.9. The recombinant protein of claim 7, wherein the second polypeptide comprises the full length or neutralizing domain of one or more growth factors in said recombinant synthetic protein as single epitopes or as two or more tandem repeats. 10. Рекомбинантный белок по п. 9, где второй полипептид дополнительно включает по меньшей мере часть рецептора или полную длину или часть от двух до четырех различных рецепторов.10. The recombinant protein of claim 9, wherein the second polypeptide further comprises at least a portion of a receptor, or the full length or portion of two to four different receptors. 11. Рекомбинантный белок по п. 9, дополнительно включающий третий полипептид, включающий полную длину или часть одного или нескольких из следующих факторов роста, выбранных из группы, включающей IGF-1, IGF-2, FGF1, FGF2, TGF-α, TGF-В, VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D, PDGF, NGF, EGF, HGF, BMP и IL 1-6.11. The recombinant protein of claim 9, further comprising a third polypeptide comprising the full length or portion of one or more of the following growth factors selected from the group consisting of IGF-1, IGF-2, FGF1, FGF2, TGF-α, TGF- B, VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D, PDGF, NGF, EGF, HGF, BMP and IL 1-6. 12. Рекомбинантный белок по п. 11, где третий полипептид включает полную длину или нейтрализующий домен одного или нескольких факторов роста как одиночные эпитопы или как два или более тандемных повторов.12. The recombinant protein of claim 11 wherein the third polypeptide comprises the full length or neutralizing domain of one or more growth factors as single epitopes or as two or more tandem repeats. 13. Рекомбинантный белок по п. 1, где полипептид включает по меньшей мере два разных фактора роста или их части.13. The recombinant protein of claim 1, wherein the polypeptide comprises at least two different growth factors or portions thereof. 14. Рекомбинантный белок по п. 1, где полипептид включает полную длину или ее часть одного или более факторов роста как один домен или два или более многократных повтора.14. The recombinant protein of claim. 1, where the polypeptide includes the full length or part of one or more growth factors as one domain or two or more multiple repeats. 15. Рекомбинантный белок по любому из предыдущих пунктов для применения в вызывании иммунного ответа на фактор роста человека или его часть у субъекта-человека.15. A recombinant protein according to any of the preceding claims for use in inducing an immune response to a human growth factor or portion thereof in a human subject. 16. Рекомбинантный белок по п. 1, включающий SEQ ID NO: 1:16. Recombinant protein according to claim 1, including SEQ ID NO: 1: FTDIITDICGEYHNTQIHTLNDKILSYTESLVGKREIILVNFKGGATFQVEVPGSQHIDSQKKAIERMKDTLRIAYLSNSKIEKLCVWNNKTPHSIAAISMVR,FTDIITDICGEYHNTQIHTLNDKILSYTESLVGKREIILVNFKGGATFQVEVPGSQHIDSQKKAIERMKDTLRIAYLSNSKIEKLCVWNNKTPHSIAAISMVR, или SEQ ID NO: 2:or SEQ ID NO: 2: ALDTNYCFSSTEKNCCVRQLYIDFRKDLGWKWIHEPKGYHANFCLGPCPYIWSLDTQYSKVLALYNQHNPGASAAPCCVPQALEPLPIVYYVGRKPKVEQLSNMIVRSCKCSGGSGGTSGGGGGSGFTDIITDICGEYHNTQIHTLNDKILSYTESLVGKREIILVNFKGGATFQVEVPGSQHIDSQKKAIERMKDTLRIAYLSNSKIEKLCVWNNKTP HSIAAISMVR.ALDTNYCFSSTEKNCCVRQLYIDFRKDLGWKWIHEPKGYHANFCLGPCPYIWSLDTQYSKVLALYNQHNPGASAAPCCVPQALEPLPIVYYVGRKPKVEQLSNMIVRSCKCSGGSGGTSGGGGGSGFTDIITDICGEYHNTQIHTLNDKILSYTESLVGKREIILVNFKGGATFQVEVPGSQHIDSQKKA IERMKDTLRIAYLSNSKIEKLCVWNNKTP HSIAAISMVR.
RU2019109120A 2013-03-15 2014-03-17 Self-assembly synthetic proteins RU2801230C9 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361791268P 2013-03-15 2013-03-15
US61/791,268 2013-03-15

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015143217A Division RU2747857C2 (en) 2013-03-15 2014-03-17 Self-assembling synthetic proteins

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019109120A RU2019109120A (en) 2019-06-13
RU2801230C2 true RU2801230C2 (en) 2023-08-03
RU2801230C9 RU2801230C9 (en) 2023-10-12

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003000899A1 (en) * 2001-06-22 2003-01-03 University Of Bristol MUTANT FORMS OF EtxB AND CtxB AND THEIR USE AS CARRIERS
RU2010154605A (en) * 2008-06-09 2012-07-20 Бхарат Байотек Интернэшнл Лимитед (In) VACCINE COMPOSITION USED FOR HPV AND VIRUS INFECTIONS, AND METHOD FOR PRODUCING IT
CN102604993A (en) * 2012-01-10 2012-07-25 天津耀宇生物技术有限公司 Immunologic adjuvant-Helicobacter pylori antigen fused protein oral vaccine and preparation method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003000899A1 (en) * 2001-06-22 2003-01-03 University Of Bristol MUTANT FORMS OF EtxB AND CtxB AND THEIR USE AS CARRIERS
RU2010154605A (en) * 2008-06-09 2012-07-20 Бхарат Байотек Интернэшнл Лимитед (In) VACCINE COMPOSITION USED FOR HPV AND VIRUS INFECTIONS, AND METHOD FOR PRODUCING IT
CN102604993A (en) * 2012-01-10 2012-07-25 天津耀宇生物技术有限公司 Immunologic adjuvant-Helicobacter pylori antigen fused protein oral vaccine and preparation method thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LEBENS M ET AL. A mucosally administered recombinant fusion protein vaccine against schistosomiasis protecting against immunopathology and infection, VACCINE, 2003, v. 21, n.5-6, p.514 - 520. Hajishengallis G. ET AL. Mucosal immunization with a bacterial protein antigen genetically coupled to cholera toxin A2/B subunits, Journal of immunology, 1995, v.15, p. 4322-32., с. 4322-4323. PINKHASOV J. ET AL. Analysis of a cholera toxin B subunit (CTB) and human mucin 1 (MUC1) conjugate protein in a MUC1-tolerant mouse model, Cancer Immunol Immunother, 210, v. 59, p. 1801-1811. DERTZBAUGH MT ET AL. Cholera toxin B-subunit gene fusion: structural and functional analysis of the chimeric protein, Infect Immun., 1990, v. 58, i. (1), p. 70-79. ZHANG Z. ET AL. Analyzing Effects of Naturally Occurring Missense Mutations, Computational and Mathematical Methods in Medicine, 2012, v. 2012, p. 1-14. BEDDOE T. ET AL. Structure, biological functions and applications of the AB5 toxins, Trends Biochem Sci, 2 *
SANCHEZ J ET AL. Genetic fusion of a non-toxic heat-stable enterotoxin-related decapeptide antigen to cholera toxin B-subunit. FEBS Lett., 1988, v. 241, i. 1-2, p. 110-114. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11419923B2 (en) Self-assembling synthetic proteins
US20220153798A1 (en) Recombinant proteins and their therapeutic uses
US20210009716A1 (en) Synthetic proteins and therapeutic uses thereof
RU2801230C2 (en) Self-assembly synthetic proteins
RU2801230C9 (en) Self-assembly synthetic proteins
US20220332770A1 (en) High-Density Flagellin-Displaying Virus-Like Particle As Vaccine Carrier