WO1995010299A1 - COMPOSITION FOR TREATMENT BY IMMUNOTHERAPY OF A CANCER SECRETING hCG OR hCG FRAGMENTS - Google Patents
COMPOSITION FOR TREATMENT BY IMMUNOTHERAPY OF A CANCER SECRETING hCG OR hCG FRAGMENTS Download PDFInfo
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Abstract
A composition for treatment by immunotherapy of cancers secreting hCG, free sub-units thereof, or fragments of these sub-units, comprises an effective amount of one of these free hCG sub-units or a polypeptide containing at least a part of the primary sequence of hCG and corresponding to an antigen responsible for an immunization state.
Description
Composition destinée à l'iπraunothérapie d'un cancer sécrétant l'hC.3 ou des fragments d'hCG Composition intended for the iriotherapy of a cancer secreting hC.3 or hCG fragments
La présente invention concerne une méthode de traitement d'un cancer sécrétant 1'hCG ou des fragments d'hCG et des moyens pour la mise en oeuvre de cette méthode. 'hormone chorionique gonadotrope humaineThe present invention relates to a method for the treatment of cancer secreting hCG or fragments of hCG and means for carrying out this method. human gonadotropic chorionic hormone
(hCG) est une glycoprotéine oligomérique constituée de l'association non covalente de deux sous-unités α(hCG-α) et β(hCG-β). Elle appartient à la famille des hormones gonadothyréotropes comprenant également 1'hormone folliculotrope (FSH), l'hormone lutéotrope (LH) et 1'hormone thyréotrope (TSH). L'hCG est sécrétée physiolo- giquement par le trophoblaste dès le début de la gros¬ sesse et stimule le corps jaune pour maintenir la synthèse d'hormones stéroïdiennes essentielle à 1'implan- tation de l'embryon. Par ailleurs, l'hCG et/ou ses sous- unités sont également sécrétées par une majorité de tumeurs trophoblastiques et certaines tumeurs non trophoblastiques, constituant ainsi des marqueurs biologiques pouvant aider au diagnostic ou au pronostic et à la surveillance de ces tumeurs (Bellet et al. Rev. Prat. 40:1677-1990).(hCG) is an oligomeric glycoprotein consisting of the non-covalent association of two subunits α (hCG-α) and β (hCG-β). It belongs to the family of gonadothyreotropic hormones also comprising folliculotropic hormone (FSH), luteotropic hormone (LH) and thyreotropic hormone (TSH). HCG is secreted physiologically by the trophoblast from the start of pregnancy and stimulates the corpus luteum to maintain the synthesis of steroid hormones essential for implantation of the embryo. Furthermore, hCG and / or its subunits are also secreted by a majority of trophoblastic tumors and certain non-trophoblastic tumors, thus constituting biological markers which can help in the diagnosis or prognosis and in the monitoring of these tumors (Bellet and al. Rev. Prat. 40: 1677-1990).
La séquence des acides aminés de 1'hCG a été décrite par Morgan F. J. et al. The amino acid séquence of Human chorionic gonadotropin, J. Biol. Chem. 250, 5247, 1975.The amino acid sequence of h'hCG has been described by Morgan F. J. et al. The amino acid sequence of Human chorionic gonadotropin, J. Biol. Chem. 250, 5247, 1975.
Au sein de la population normale, des taux sériques très faibles d'hCG dimèrique sont retrouvés chez l'homme (<0,05 ng/ml correspondant à la limite de détection de la méthode utilisée) et chez la femme non ménopausée (<0,1 ng/ml). L'hCG est principalement détectable chez 30% des femmes de plus de 45 ans (de 0,1 à 1 ng/ml). Plusieurs études suggèrent que 1'hCG présente dans le sérum des sujets sains serait produite par des
cellules hypophysaires. L'hCG-α est détectable chez l'homme sain (<1 ng/ml) et la femme de plus de 45 ans non énopausée ( <3 ng/ml). En revanche, l'hCG-β n'est pas détectable dans la population normale. Dans le cas de tumeurs trophoblastiques on a montré que les tumeurs placentaires bénignes (môles hydatiformes) et malignes (choriocarcinomes) sont caractérisées par un rapport hCG-β/hCG sérique impor¬ tant : le pourcentage d'hCG-libre qui est de 0,05 à 1% lors de grossesses normales s'élève à 1-5% en cas de môle et dépasse 5% dans les choriocarcinomes. Ce rapport hCG- β/hCG sérique est utilisé comme un témoin d'évolution des tumeurs testiculaires : un pourcentage d'hCG-β devenant inférieur à 5% est souvent caractéristique d'une évolu- tion favorable de la tumeur au cours du traitement. Ce rapport s'élèvera rapidement en cas d'évolution défavora¬ ble ou de rechute.In the normal population, very low serum levels of dimeric hCG are found in men (<0.05 ng / ml corresponding to the detection limit of the method used) and in premenopausal women (<0 , 1 ng / ml). HCG is mainly detectable in 30% of women over 45 (0.1 to 1 ng / ml). Several studies suggest that the hCG present in the serum of healthy subjects would be produced by pituitary cells. HCG-α is detectable in healthy men (<1 ng / ml) and women over 45 years of age who have not yet had a child (<3 ng / ml). In contrast, hCG-β is not detectable in the normal population. In the case of trophoblastic tumors, it has been shown that benign (hydatidiform moles) and malignant (choriocarcinomas) placental tumors are characterized by an important serum hCG-β / hCG ratio: the percentage of free hCG which is 0, 05 to 1% in normal pregnancies amounts to 1-5% in the case of moles and exceeds 5% in choriocarcinomas. This hCG-β / hCG serum ratio is used as a control for the development of testicular tumors: a percentage of hCG-β becoming less than 5% is often characteristic of a favorable development of the tumor during treatment. This ratio will rise quickly in the event of an unfavorable development or a relapse.
Dans le cas de tumeurs non trophoblastiques, Marcillac et al. Cancer Res. 52:3901, 1992 ont montré que l'hCG-β, non détectable chez les individus sains, est retrouvée chez de nombreux patients atteints de certaines tumeurs non trophoblastiques (tumeurs de la vessie, du pancréas, du col de l'utérus, les tumeurs sans primitif retrouvé, les tumeurs de l'endomètre et du poumon). La présente invention a pour objet une méthode de traitement d'un cancer sécrétant l'hCG ou ses sous-unités libres ou des fragments de ces sous-unités, qui consiste àIn the case of non-trophoblastic tumors, Marcillac et al. Cancer Res. 52: 3901, 1992 have shown that hCG-β, not detectable in healthy individuals, is found in many patients with certain non-trophoblastic tumors (tumors of the bladder, pancreas, cervix, tumors without primitive found, endometrial and lung tumors). The subject of the present invention is a method of treatment of a cancer secreting hCG or its free subunits or fragments of these subunits, which consists in
- identifier dans le sérum d'un patient à 1'aide d'un ensemble de polypeptides recouvrant au moins une partie de la séquence primaire de l'hCG, un état d'immunisation vis-à-vis d'un de ces polypeptides. administrer au patient une quantité efficace d'au moins un polypeptide correspondant à un antigène responsable de l'état d'immunisation.
Dans le cadre de la présente invention les polypeptides sont de préférence formés par un enchaîne¬ ment de 15 à 40 aminoacides correspondant à une partie de la séquence primaire de l'hCG. On désigne par ensemble de polypeptides recouvrant au moins une partie de la séquence primaire de l'hCG un ensemble de polypeptides tels que définis ci- dessus qui correspondent à des séquences successives de 1'hCG ou de ses fragments ou mieux qui correspondent à des séquences qui se chevauchent.- Identify in the serum of a patient using a set of polypeptides covering at least a part of the primary sequence of hCG, a state of immunization with respect to one of these polypeptides. administering to the patient an effective amount of at least one polypeptide corresponding to an antigen responsible for the state of immunization. In the context of the present invention, the polypeptides are preferably formed by a chain of 15 to 40 amino acids corresponding to a part of the primary sequence of hCG. The term “set of polypeptides covering at least a part of the primary sequence of hCG” denotes a set of polypeptides as defined above which correspond to successive sequences of the hCG or of its fragments or better which correspond to sequences overlapping.
On peut par exemple utiliser un ensemble de polypeptides correspondant aux séquences suivantes : hCG-α 1-20One can for example use a set of polypeptides corresponding to the following sequences: hCG-α 1-20
15-35 30-5015-35 30-50
45-6545-65
60-8060-80
75-92 hCG-β 1-20 15-3575-92 hCG-β 1-20 15-35
30-50 45-65 60-80 75-95 90-11030-50 45-65 60-80 75-95 90-110
105-125 120-145 De préférence on utilisera au moins un ensemble de polypeptides qui recouvre la séquence primaire de la sous-unité β de l'hCG.105-125 120-145 Preferably, at least one set of polypeptides will be used which covers the primary sequence of the β subunit of hCG.
Par "polypeptide correspondant à un antigène responsable de 1'état d'immunisation on désigne un polypeptide qui a la même séquence que 1'un des polypep¬ tides responsable de 1'état d'immunisation ou une séquence résultant de la combinaison de séquer.ces au
moins partielles des polypeptides responsables de l'état d'immunisation.By "polypeptide corresponding to an antigen responsible for the immunization state is meant a polypeptide which has the same sequence as one of the polypep¬ tides responsible for the immunization state or a sequence resulting from the combination of sequers. these at less partial of the polypeptides responsible for the state of immunization.
L'état d'immunisation vis-à-vis d'un des polypeptides peut notamment être identifié par un test de stimulation de la prolifération des lymphocytes T par les polypeptides.The state of immunization with respect to one of the polypeptides can in particular be identified by a test for stimulation of the proliferation of T lymphocytes by the polypeptides.
On peut également mettre en évidence la présence éventuelle d'anticorps sériques spécifiques de l'hCG ou de ses fragments. Ces anticorps peuvent être mis en évidence notamment par une méthode immuno-enzymatique telle qu'une méthode ELISA.It is also possible to demonstrate the possible presence of serum antibodies specific for hCG or its fragments. These antibodies can be demonstrated in particular by an immunoenzymatic method such as an ELISA method.
L'invention a également pour objet une méthode de traitement d'un cancer sécrétant l'hCG, l' hCG-β ou des fragments de cette sous-unité qui consiste à administrer à un patient une quantité efficace de hCG- β.A subject of the invention is also a method of treatment of a cancer secreting hCG, hCG-β or fragments of this subunit which consists in administering to a patient an effective amount of hCG-β.
Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de déterminer pour chaque patient le peptide reconnu par ses lymphocytes T. Ce peptide sera produit in vivo par dégradation de l'hCG-β dans les cellules présentatrices d'antigène.In this case, it is not necessary to determine for each patient the peptide recognized by its T lymphocytes. This peptide will be produced in vivo by degradation of hCG-β in the antigen presenting cells.
La présente invention a également pour objet une composition destinée à 1'immunothérapie de cancers sécrétant l'hCG, ses sous-unités libres ou des fragments de ces sous-unités, comprenant une dose efficace d'une des sous-unités libres de l'hCG ou un polypeptide comprenant au moins une partie de la séquence primaire de l'hCG et correspondant à un antigène responsable d'un état d'immunisation. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, la composition comprend une dose efficace de la sous-unité β de l'hCG.The present invention also relates to a composition intended for the immunotherapy of cancers secreting hCG, its free subunits or fragments of these subunits, comprising an effective dose of one of the free subunits of the hCG or a polypeptide comprising at least part of the primary sequence of hCG and corresponding to an antigen responsible for an immunization state. In a particular embodiment of the invention, the composition comprises an effective dose of the β subunit of hCG.
Dans un autre mode particulier de réalisation de l'invention, la composition comprend une dose efficace d'un polypeptide correspondant à une partie de la
séquence primaire de la sous-unité β de l'hCG.In another particular embodiment of the invention, the composition comprises an effective dose of a polypeptide corresponding to a part of the primary sequence of the hCG β subunit.
Pour la thérapie on peut utiliser les poly¬ peptides sous forme libre ou sous une forme plus immuno- gène, notamment une forme dans laquelle le peptide est couplé à une matrice de polylysine selon la technique du MAP (Posnett et al. J. Biol. Chem. 263, 17, 1988).For therapy, the poly¬ peptides can be used in free form or in a more immunogenic form, in particular a form in which the peptide is coupled to a polylysine matrix according to the MAP technique (Posnett et al. J. Biol. Chem. 263, 17, 1988).
En outre, pour la thérapie on administre les sous-unités libres de l'hCG ou le polypeptide avantageu¬ sement avec un agent adjuvant de l'immunité. Comme exemples d'adjuvants de l'immunité on peut citer le muramyldipeptide et le SAF-1 (Allison et al., J. Immunol. Methods 45, 157, 1986).In addition, for therapy, the free subunits of hCG or the polypeptide are advantageously administered with an adjuvanting agent of immunity. As examples of adjuvants of immunity, mention may be made of muramyldipeptide and SAF-1 (Allison et al., J. Immunol. Methods 45, 157, 1986).
On peut également administrer les sous-unités libres de l'hCG ou le polypeptide couplé à des nanosphè- res ou à des nanoparticules telles que celles décrites dans EP 0 240 424.It is also possible to administer the free subunits of the hCG or the polypeptide coupled to nanospheres or to nanoparticles such as those described in EP 0 240 424.
Dans le cas du traitement de certains cancers et notamment dans le cas du cancer de la vessie, on peut également administrer en plus de façon concomitante ou en mélange du BCG (Bacille de Calmette Guérin) constitué par des souches vivantes atténuées de bacille tuberculeux (voir notamment D. Lamm et al, New England Journal of Medicine 325, 17, 1205, 1991).In the case of the treatment of certain cancers and in particular in the case of bladder cancer, it is also possible to administer concomitantly or in a mixture of BCG (Bacillus Calmette Guérin) constituted by living attenuated strains of tuberculous bacillus (see including D. Lamm et al, New England Journal of Medicine 325, 17, 1205, 1991).
En variante on peut administrer un BCG recombinant exprimant une sous-unité de l'hCG ou du polypeptide comprenant au moins une partie de la séquence primaire de 1'hCG.As a variant, it is possible to administer a recombinant BCG expressing a subunit of the hCG or of the polypeptide comprising at least part of the primary sequence of the hCG.
Un tel BCG recombinant présente des avanta¬ ges: II suffit d'une seule immunisation pour obtenir une réponse immunitaire optimale. En effet, 1'expression des antigènes protéiques étrangers persiste tant que le BCG recombinant est présent. Ainsi, cette expression continue permet de développer une immunité durable. Ceci constitue un avantage notable par rapport
au cas où les quantités de polypeptides ou de protéines injectées à chaque immunisation sont définies et limi¬ tées.Such a recombinant BCG has advantages: a single immunization is sufficient to obtain an optimal immune response. Indeed, the expression of foreign protein antigens persists as long as the recombinant BCG is present. Thus, this continuous expression makes it possible to develop lasting immunity. This is a significant advantage over if the quantities of polypeptides or proteins injected at each immunization are defined and limited.
Il faut rappeler que le BCG est une bactérie intracellulaire à localisation macrophagique. Cette caractéristique confère au BCG recombinant 1'intérêt de délivrer des antigènes étrangers au sein même d'une des cellules les plus efficaces en tant que cellules présen¬ tatrices d'antigènes (CPA). Les macrophages vont ainsi présenter efficacement les antigènes étrangers en association avec les molécules de classe II du CMH et permettre la stimulation des lymphocytes T auxiliaires spécifiques qui vont envoyer les signaux nécessaires à la mise en place des réponses cytotoxiques et anticorps. Cette forme d'administration permet 1'expres¬ sion simultanée de plusieurs antigènes issus d'agents pathogènes différents.It should be remembered that BCG is an intracellular bacterium with a macrophagic location. This characteristic gives the recombinant BCG the advantage of delivering foreign antigens within one of the most effective cells as antigen-presenting cells (APC). Macrophages will thus effectively present foreign antigens in association with MHC class II molecules and allow the stimulation of specific helper T cells which will send the signals necessary for the establishment of cytotoxic and antibody responses. This form of administration allows the simultaneous expression of several antigens from different pathogens.
Dans le cas d'une composition pour le traite¬ ment d'un cancer de la vessie, le BCG recombinant présente un avantage supplémentaire. En effet, des études ont montré que le BCG était internalisé par les cellules tumorales de la vessie. De ce fait, le BCG recombinant permet l'expression d'une sous-unité de l'hCG ou de polypeptides par la cellule tumorale, amplifiant ainsi les mécanismes de présentation de ces antigènes aux lymphocytes T.In the case of a composition for the treatment of bladder cancer, recombinant BCG has an additional advantage. Indeed, studies have shown that BCG is internalized by tumor cells in the bladder. Therefore, recombinant BCG allows the expression of an hCG or polypeptide subunit by the tumor cell, thus amplifying the mechanisms of presentation of these antigens to T lymphocytes.
Le BCG recombinant obtenu peut exprimer la sous-unité β de l'hCG ou des fragments de celle-ci sous forme d'une protéine de fusion à la surface de la cellule mycobactérienne, ou exprimer la sous-unité de l'hCG dans le cytoplasme sous forme d'une protéine de fusion ou seule et éventuellement sécréter celles-ci.The recombinant BCG obtained can express the β subunit of hCG or fragments thereof as a fusion protein on the surface of the mycobacterial cell, or express the hCG subunit in the cytoplasm in the form of a fusion protein or alone and possibly secreting these.
Le BCG recombinant peut être obtenu en insérant dans un vecteur d'expression s'intégrant dans le génome du BCG, par exemple un vecteur navette Myco-
bacterium/Escherichia Coli, la séquence d'ADN codant pour la sous-unité β de l'hCG ou un fragment de celle-ci, associée éventuellement à une séquence d'ADN codant pour une lipoprotéine membranaire de mycobacterium dans le cas où l'on souhaite obtenir une protéine de fusion.Recombinant BCG can be obtained by inserting into an expression vector integrating into the BCG genome, for example a Myco- shuttle vector. bacterium / Escherichia Coli, the DNA sequence coding for the hCG β subunit or a fragment thereof, optionally associated with a DNA sequence coding for a mycobacterium membrane lipoprotein in the case where the we want to obtain a fusion protein.
Le plasmide comprend également un promoteur approprié, par exemple un promoteur mycobactérien dans le cas où l'on exprime la sous-unité de l'hCG sous forme de protéine de fusion associée à une lipoprotéine membranaire ou un promoteur approprié à la transcription de l'ADN de la sous-unité β de l'hCG dans le cas où l'on souhaite exprimer la sous-unité β de l'hCG seule. Dans le cas où l'on cherche à obtenir une protéine sécrétée, on insère également dans le plasmide une séquence signal appropriée, par exemple la séquence signal codant pour 1'antigène de 19 kDa ou 1'antigène de 38 kDa de Mycobac¬ terium tuberculosis. Le vecteur comprend également avantageusement un site de liaison ribosomal ainsi qu'une cassette contenant les séquences pour la replication mycobactérienne du plasmide ainsi qu'une cassette d'ADN contenant les séquences pour la replication dans Escheri- chia coli du plasmide, dans le cas où le vecteur est un plasmide navette Mycobacterium/Escherichia coli.The plasmid also comprises an appropriate promoter, for example a mycobacterial promoter in the case where the hCG subunit is expressed in the form of a fusion protein associated with a membrane lipoprotein or a promoter suitable for transcription of the DNA of the hCG β subunit when it is desired to express the β subunit of hCG alone. In the case where it is sought to obtain a secreted protein, an appropriate signal sequence is also inserted into the plasmid, for example the signal sequence coding for the 19 kDa antigen or the 38 kDa antigen of Mycobacterium tuberculosis . The vector also advantageously comprises a ribosomal binding site as well as a cassette containing the sequences for the mycobacterial replication of the plasmid as well as a DNA cassette containing the sequences for the replication in Escherichia coli of the plasmid, in the case where the vector is a Mycobacterium / Escherichia coli shuttle plasmid.
Le vecteur comprend avantageusement un opéron de résistance au HgCl2 pour la sélection des transfor¬ mants.The vector advantageously comprises an operon for resistance to HgCl 2 for the selection of transformants.
Les plasmides appropriés peuvent par exemple consister en plasmides tels que décrits dans WO 93/07897, dans lesquels on a remplacé l'ADN codant pour la protéine de surface de Borrelia iurgdorferi par l'ADN codant pour la sous-unité β de 1'hCG ou un fragment de celle-ci.Suitable plasmids may for example consist of plasmids as described in WO 93/07897, in which the DNA coding for the surface protein of Borrelia iurgdorferi has been replaced by the DNA coding for the β subunit of 1'hCG or a fragment of it.
Les gènes codant pour les sous-unités de l'hCG sont connus. La sous-unité α est codée par un seul gène localisé sur le chromosome 6 et capable de s'expri- mer aux niveaux pituitaire et placentaire (Fiddes et al.,
J . Mol . Appl . Genêt . 1 , 3 , 1981 ) .The genes encoding the hCG subunits are known. The α subunit is encoded by a single gene located on chromosome 6 and capable of being expressed at the pituitary and placental levels (Fiddes et al., J. Mol. Appl. Broom. 1, 3, 1981).
La synthèse de la sous-unité β est sous la dépendance d'un groupe multigénique comportant 7 gènes (Talmadge et al., Nucl. Acids Res. 12, 8415, 1984). 'analyse des séquences nucléotiques montre que trois de ces gènes (1, 3, 5) ont une structure identique, quatre autres de ces gènes (2, 6, 7 et 8) codent un variant au niveau du codon 117 avec substitu¬ tion de l'alanine à la place d'un acide aspartique. Une étude de 1'expression des gènes (Bo et al. , J. Biol. Chem., 267, 3179, 1992) montre que les gènes 1, 3 et 5 sont exprimés par le placenta normal.The synthesis of the β subunit is dependent on a multigenic group comprising 7 genes (Talmadge et al., Nucl. Acids Res. 12, 8415, 1984). nucleotic sequence analysis shows that three of these genes (1, 3, 5) have an identical structure, four others of these genes (2, 6, 7 and 8) encode a variant at codon 117 with substitution of alanine in place of an aspartic acid. A study of gene expression (Bo et al., J. Biol. Chem., 267, 3179, 1992) shows that genes 1, 3 and 5 are expressed by the normal placenta.
On pense que dans les processus de tumérogé- nèse intéressant les cellules non trophoblastiques l'expression de plusieurs gènes conduirait à la fois à la sécrétion de la protéine normale et d'une protéine mutée en 117.It is believed that in the tumherogenesis processes involving non-trophoblastic cells the expression of several genes would lead to both the secretion of the normal protein and of a protein mutated to 117.
Dans la présente invention on désigne donc par sous-unité β à la fois la protéine normale et la protéine mutée en 117.In the present invention, therefore, the term β subunit denotes both the normal protein and the protein mutated at 117.
En pratique 1'immunothérapie peut être réalisée avec des doses de sous-unités de l'hCG, de polypeptides ou de BCG recombinant les exprimant de 1 à 100 mg administrées au niveau de la tumeur. Le vaccin peut être administré dans le cas d'un cancer de la vessie, comme cela est pratiqué déjà dans le cas d'une immunothérapie par le BCG, c'est-à-dire par instillation intravésicale une semaine après la résection de la tumeur, puis cette administration est répétée chaque semaine pendant 6 semaines et des administrations intravésicales supplémentaires sont effectuées 3, 6, 12, 18 et 24 mois après. Des administrations percutanées ou intramusculaires sont également possibles.In practice, immunotherapy can be carried out with doses of hCG subunits, of polypeptides or of recombinant BCG expressing them from 1 to 100 mg administered at the level of the tumor. The vaccine can be administered in the case of bladder cancer, as already practiced in the case of immunotherapy with BCG, that is to say by intravesical instillation one week after resection of the tumor. , then this administration is repeated every week for 6 weeks and additional intravesical administrations are carried out 3, 6, 12, 18 and 24 months later. Percutaneous or intramuscular administration is also possible.
Pour les autres types de cancers on peut utiliser des administrations intradermiques.
Description des figures.For other types of cancer, intradermal administrations can be used. Description of the figures.
La Fig. 1 représente la prolifération des lymphocytes provenant d'un patient ayant un cancer de la vessie en présence de différents polypeptides. La Fig. 2 représente la prolifération des lymphocytes provenant de deux patients ayant un cancer de la vessie en présence d'hCG et d'hCG-β.Fig. 1 shows the proliferation of lymphocytes from a patient with bladder cancer in the presence of different polypeptides. Fig. 2 shows the proliferation of lymphocytes from two patients with bladder cancer in the presence of hCG and hCG-β.
La Fig. 3 représente la prolifération des lymphocytes provenant d'un patient ayant un cancer de la vessie en présence de différents polypeptides.Fig. 3 shows the proliferation of lymphocytes from a patient with bladder cancer in the presence of different polypeptides.
La Fig. 4 est un schéma du plasmide pENlOO.Fig. 4 is a diagram of the plasmid pENlOO.
La Fig. 5 est un schéma du plasmide pENlOl.Fig. 5 is a diagram of the plasmid pEN101.
La Fig. 6 est une analyse de la jonction Bam HI P85-βhCG. La Fig. 7 est un immunoblot d'extraits bruts bactériens, la piste 1 correspondant à M Smegmatis (pENlOl), la piste 2 au BCG (pENlOl), la piste 3 au BCG non transformé et la piste 4 à la β-hCG.Fig. 6 is an analysis of the Bam HI P85-βhCG junction. Fig. 7 is an immunoblot of crude bacterial extracts, lane 1 corresponding to M Smegmatis (pENlOl), lane 2 with BCG (pENlOl), lane 3 with untransformed BCG and lane 4 with β-hCG.
On donnera ci-après le compte rendu d'essais de diagnostic.A report of diagnostic tests will be given below.
1) Isolement des cellules mononuclées (PBMC) par gradient de ficoll :1) Isolation of mononuclear cells (PBMC) by ficoll gradient:
Le sang total héparine prélevé sur des patients présentant un cancer de la vessie est déposé sur une solution de ficoll-hypaque (1,077 g/1) dans un tube conique. Le tube est centrifugé 30 mn à 900 g, 18-20°C. La couche correspondant aux cellules mononuclées est récupérée à l'aide d'une pipette. Les cellules sont lavées dans du tampon de HANKs.Heparin whole blood from patients with bladder cancer is placed on a ficoll-hypaque solution (1.077 g / 1) in a conical tube. The tube is centrifuged for 30 min at 900 g, 18-20 ° C. The layer corresponding to the mononuclear cells is recovered using a pipette. The cells are washed in HANKs buffer.
2) Test de prolifération lvmphocytaire2) Lmphocytic proliferation test
Les PBMC sont cultivés (2xl05 cellules par puits) dans du RPMI 1640 additionné de 10% de sérum humain AB, 2mM de L-glutamine, 1000 Ul/ml de pénicilline et 100 mg/ml de streptomycine, en présence de polypeptide
à différentes concentrations. Les cellules sont alors mises à incuber à 37°C avec 5% de C02 pendant 5 jours. Un μCi de thymidine tritiée est ensuite ajouté dans chaque puit. Les cellules sont collectées 18 heures après et 1'incorporation de la radioactivité est analysée par spectrométrie dans un liquide de scintillation utilisant un compteur β.The PBMCs are cultured (2 × 10 5 cells per well) in RPMI 1640 supplemented with 10% human serum AB, 2 mM L-glutamine, 1000 IU / ml of penicillin and 100 mg / ml of streptomycin, in the presence of polypeptide at different concentrations. The cells are then incubated at 37 ° C with 5% C0 2 for 5 days. A μCi of tritiated thymidine is then added to each well. The cells are collected 18 hours later and the incorporation of the radioactivity is analyzed by spectrometry in a scintillation liquid using a β counter.
On a donné sur la Fig. 1 les résultats de prolifération des lymphocytes provenant d'un patient A ayant un cancer de la vessie en présenceWe have given in FIG. 1 the proliferation results of lymphocytes from a patient A with bladder cancer in the presence
- du milieu de culture (M)- culture medium (M)
- de l'hCG et de ses sous-unités α et β- hCG and its α and β subunits
- de différents polypeptides appartenant aux sous-unités α et β. Les résultats mettent en évidence une prolifération significative avec le polypeptide corres¬ pondant à la séquence 95-115 de la sous unité β de l'hCG ainsi qu'avec le peptide correspondant à la séquence 15- 59 de la sous unité α de l'hCG. Les polypeptides 95-115 hCG-β et 26-59 hCG-α peuvent être utilisés pour une immunothérapie chez le patient testé.- different polypeptides belonging to the α and β subunits. The results demonstrate a significant proliferation with the polypeptide corresponding to the sequence 95-115 of the β subunit of hCG as well as with the peptide corresponding to the sequence 15-59 of the α subunit of the hCG. The 95-115 hCG-β and 26-59 hCG-α polypeptides can be used for immunotherapy in the patient tested.
On a donné sur les Fig. 2A et 2B les résul¬ tats de tests de prolifération de PBMC de deux patients B et C (respectivement Fig. 2A et 2B) en présence :We have given in Figs. 2A and 2B the results of PBMC proliferation tests of two patients B and C (respectively Fig. 2A and 2B) in the presence:
- du milieu de culture- culture medium
- de l'hCG- hCG
- de l'hCG-β à la dose de 3 μM, pendant 4 jours. Le patient B répond contre l'hCG-β et le patient C répond contre l'hCG.- hCG-β at a dose of 3 μM, for 4 days. Patient B responds against hCG-β and patient C responds against hCG.
On a donné sur la Fig. 3 les résultats de tests de prolifération de PBMC du patient B en présence de différents polypeptides recouvrant la totalité de la sous-unité β de l'hCG (50 μM).
Les résultats montrent que pour le patient B le polypeptide correspondant à la région β (20-47) de l'hCG est le plus efficace pour induire une prolifération des cellules T. Par ailleurs, d'autres tumeurs (pancréatiques et testiculaires) ont été étudiées. Les cellules T d'un patient, présentant un cancer du testicule, ont répondu contre l'hCG-β et plus précisément contre le peptide hCG- β (20-47). Ces résultats montrent que l'hCG-β ou des peptides correspondant à une partie de la séquence de l'hCG-β sont immunogéniques chez des malades ayant une tumeur productrice d'hCG-β et peuvent ainsi être utili¬ sées pour développer une immunothérapie antitumorale. A l'inverse, aucune réponse contre l'hCG, ses sous-unités ou des peptides de structure analogue n'a été observée chez 21 femmes enceintes.We have given in FIG. 3 the results of PBMC proliferation tests of patient B in the presence of different polypeptides covering the whole of the β subunit of hCG (50 μM). The results show that for patient B the polypeptide corresponding to the β (20-47) region of hCG is the most effective in inducing proliferation of T cells. In addition, other tumors (pancreatic and testicular) have been studied. The T cells of a patient with testicular cancer responded against hCG-β and more precisely against the peptide hCG-β (20-47). These results show that hCG-β or peptides corresponding to part of the hCG-β sequence are immunogenic in patients with a hCG-β-producing tumor and can thus be used to develop immunotherapy antitumor. Conversely, no response against hCG, its subunits or peptides of similar structure was observed in 21 pregnant women.
On décrira ci-après la préparation de BCG recombinants exprimant la β-hCG.The preparation of recombinant BCGs expressing β-hCG will be described below.
Dans le but d'exprimer et de sécréter la sous-unité β de l'hCG, la phase de lecture (ORF) de ce gène a été fusionnée en aval des signaux d'expression- exportation de l'antigène 85A du BCG (Content et al.(2)). A cet effet, on a préparé un plasmide d'expression pENlOO (Fig. 4), basé sur le plasmide pRR3 (Ranes et al., (5)) dans lequel ont été clones les signaux de transcription, de traduction ainsi que la séquence signal du gène 85A (indiqué par P85A), d'une part, et l'opéron de résistance au HgCl2 (indiqué par HgCl2R et contenant 4 gènes indiqués par les flèches), d'autre part. L'origine de replication pour les mycobac- téries (indiquée par la flèche ori) provient du plasmide PAL5000 (Labidi et al. (3)) et l'origine de replication pour Escher±chia coli est une ColEl. Ce plasmide navette
est donc capable de se répliquer dans les mycobactéries et dans E. coll .In order to express and secrete the β subunit of hCG, the reading phase (ORF) of this gene was merged downstream of the expression-export signals of the BCG 85A antigen (Content et al. (2)). For this purpose, an expression plasmid pENlOO (FIG. 4) was prepared, based on the plasmid pRR3 (Ranes et al., (5)) in which the transcription, translation and sequence signals have been cloned. 85A gene signal (indicated by P85A), on the one hand, and the HgCl 2 resistance operon (indicated by HgCl 2 R and containing 4 genes indicated by the arrows), on the other hand. The origin of replication for mycobacteria (indicated by the arrow ori) comes from the plasmid PAL5000 (Labidi et al. (3)) and the origin of replication for Escher ± chia coli is a ColEl. This shuttle plasmid is therefore capable of replicating in mycobacteria and in E. coll.
Ce vecteur contient par ailleurs le gène de résistance à la kanamycine (indiqué par KanR). Pour la facilité de clonage, le gène de résistance à la kanamy¬ cine a été placé en aval des signaux d'expression 85A. Les sites de clonage Bam HI en position 5897 dans la figure 4 chevauchant le site de clivage du 85A et Kpn I situé en aval de la cassette (en position 4624) permet- tent le remplacement unidirectionnel de la cassette KanR par une séquence d'intérêt, en 1'occurrence la phase de lecture du gène β-hCG.This vector also contains the kanamycin resistance gene (indicated by KanR). For ease of cloning, the kanamycin resistance gene was placed downstream of the 85A expression signals. The Bam HI cloning sites at position 5897 in FIG. 4 overlapping the 85A and Kpn I cleavage site located downstream of the cassette (at position 4624) allow the unidirectional replacement of the KanR cassette by a sequence of interest , in this case the reading phase of the β-hCG gene.
Par ailleurs, deux oligonucléotides ont été synthétisés pour permettre l'amplification du gène β-hCG par PCR ("Polymerase chain reaction") de façon à ce qu'il soit en phase avec la séquence d'exportation 85A. Ces oligonucléotides contiennent 1'un un site Bam HI et 1'autre un site Kpn I (indiqué en gras dans la séquence des oligonucléotides) de façon à créer un site Bam HI et Kpn I aux extrémités 5' et 3' respectivement du fragment d'ADN amplifié.Furthermore, two oligonucleotides were synthesized to allow amplification of the β-hCG gene by PCR ("Polymerase chain reaction") so that it is in phase with the export sequence 85A. These oligonucleotides contain one a Bam HI site and the other a Kpn I site (indicated in bold in the sequence of the oligonucleotides) so as to create a Bam HI and Kpn I site at the 5 'and 3' ends respectively of the fragment d Amplified DNA.
Les oligonucléotides ont la séquence suivan¬ te:The oligonucleotides have the following sequence:
5'CAT GGG GAT CCC AAG GAG CCG CTT CG3' 5'CGG GGT ACC TTT ATT GTG GGA GGA TCG GG3' .5'CAT GGG GAT CCC AAG GAG CCG CTT CG3 '5'CGG GGT ACC TTT ATT GTG GGA GGA TCG GG3'.
Après amplification de la partie codante du gène β-hCG à l'aide de ces oligonucléotides et reséquen- çage du fragment amplifié, aucune mutation liée à l'amplification n'a été détectée. Après amplification du fragment β-hCG, le plasmide pENlOO a été restreint par Bam HI et Kpn I et a été utilisé pour le clonage du fragment β-hCG préala¬ blement digéré par Bam HI et Kpn I. Après ligation et transformation d'E. coli, le plasmide résultant a été baptisé pENlOl (Fig. 5). La jonction de clonage du site
Bam HI a été vérifiée et confirmée par séquençage en utilisant 1'oligonucléotide avec la séquence suivante :After amplification of the coding part of the β-hCG gene using these oligonucleotides and resequencing of the amplified fragment, no mutation linked to the amplification was detected. After amplification of the β-hCG fragment, the plasmid pENlOO was restricted by Bam HI and Kpn I and was used for the cloning of the β-hCG fragment previously digested with Bam HI and Kpn I. After ligation and transformation of E . coli, the resulting plasmid was named pEN101 (Fig. 5). The site cloning junction Bam HI was verified and confirmed by sequencing using the oligonucleotide with the following sequence:
5'CAT TGA TGG GGC GGC ACC GT3' .5'CAT TGA TGG GGC GGC ACC GT3 '.
Les résultats de cette expérience sont montrés sur la Figure 6 et confirment le clonage en phase du cadre de lecture du peptide signal de l'antigène 85A et celui de la β-hCG.The results of this experiment are shown in Figure 6 and confirm the phase cloning of the reading frame of the signal peptide of the 85A antigen and that of the β-hCG.
Le vecteur pENlOl a ensuite été utilisé pour transformer Mycobacterium smegmatis et MycoJbacteriiππ bovis BCG. La sélection des transformants a été réalisée sur 12 mg/1 HgCl2. Après transformation les ycobactéries résistantes à 12 mg/1 HgCl2 ont été analysées par la technique d'électroduction (Baulard et al. (1) ) afin de vérifier la présence du plasmide attendu dans les souches.The vector pEN101 was then used to transform Mycobacterium smegmatis and MycoJbacteriiππ bovis BCG. The selection of transformants was carried out on 12 mg / 1 HgCl 2 . After transformation, the ycobacteria resistant to 12 mg / 1 HgCl 2 were analyzed by the electroduction technique (Baulard et al. (1)) in order to verify the presence of the expected plasmid in the strains.
L'expression de la β-hCG dans les mycobac¬ téries a été analysée par la technique d'immunoblotting sur des extraits bruts de bactéries, à l'aide d'un anticorps spécifiquement dirigé contre la β-hCG. Les mycobactéries non transformées ou recombinantes (conte¬ nant le plasmide d'expression pENlOl) ont été cultivées en milieu Sauton (Sauton (6)) en présence de HgCl2 récoltées en phase exponentielle de croissance et lysées par sonication. Les différents extraits ont alors été déposés sur gel en polyacrylamide-sodium dodécyl sulfate (SDS-PAGE) dans des conditions décrites par Laemmli (4). Après électrophorèse les échantillons ont été transférés sur membrane de nitrocellulose comme décrit par Towbin et al. (7). La membrane a été incubée d'abord avec l'anticorps monoclonal anti-βhCG FB12 (5 μg/ml), puis avec un anticorps anti-immunoglobuline de souris conjugué à la phosphatase alcaline (dilution 1/7000). L'immuno- blott (Fig. 7) montre la présence de deux bandes immuno- réactives avec FB12 à la fois chez le BCG(pENlOl) et chez M. smegmatis (pENlOl) et l'absence de ces bandes dans le
dans le contrôle négatif (BCG non transformé). La bande inférieure coïncide probablement avec le β-hCG maturée, après clivage du peptide signal 85A. La bande de poids moléculaire supérieur correspond probablement à la préprotéine avec un peptide signal non clivé. Les deux formes protéiques migrent plus rapidement que 1'antigène purifié (figure 7, piste 4), car ce dernier est naturel¬ lement glycolysé ce qui augmente son poids moléculaire. Ceci démontre l'expression de la protéine β-hCG dans les mycobactéries, en l'occurrence M. smeçrmatis et M. bovis BCG par le plasmide pENlOl.
The expression of β-hCG in mycobacteria was analyzed by the immunoblotting technique on crude extracts of bacteria, using an antibody specifically directed against β-hCG. The untransformed or recombinant mycobacteria (containing the expression plasmid pEN101) were cultivated in Sauton medium (Sauton (6)) in the presence of HgCl 2 harvested in the exponential growth phase and lysed by sonication. The various extracts were then deposited on polyacrylamide-sodium dodecyl sulfate gel (SDS-PAGE) under conditions described by Laemmli (4). After electrophoresis, the samples were transferred onto a nitrocellulose membrane as described by Towbin et al. (7). The membrane was incubated first with the anti-βhCG FB12 monoclonal antibody (5 μg / ml), then with a mouse anti-immunoglobulin antibody conjugated with alkaline phosphatase (dilution 1/7000). The immunoblot (Fig. 7) shows the presence of two immunoreactive bands with FB12 both in BCG (pENlOl) and in M. smegmatis (pENlOl) and the absence of these bands in the in the negative control (BCG not transformed). The lower band probably coincides with the mature β-hCG, after cleavage of the signal peptide 85A. The higher molecular weight band probably corresponds to the preprotein with an uncleaved signal peptide. The two protein forms migrate faster than the purified antigen (FIG. 7, lane 4), because the latter is naturally glycolysed, which increases its molecular weight. This demonstrates the expression of the β-hCG protein in mycobacteria, in this case M. smeçrmatis and M. bovis BCG by the plasmid pEN101.
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Claims
1. Composition destinée à 1'immunothérapie de cancers sécrétant l'hCG, ses sous-unités libres ou des fragments de ces sous-unités, comprenant une dose efficace d'une des sous-unités libres de l'hCG.1. Composition intended for the immunotherapy of cancers secreting hCG, its free subunits or fragments of these subunits, comprising an effective dose of one of the free subunits of hCG.
2. Composition selon la revendication 1, comprenant une dose efficace de la sous-unité β de l'hCG.2. Composition according to claim 1, comprising an effective dose of the β subunit of hCG.
3. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, comprenant en outre du BCG. 3. Composition according to any one of claims 1 or 2, further comprising BCG.
4. Composition selon la revendication 2, dans laquelle la sous-unité β est une protéine mutée ayant un résidu alanine en 117.4. Composition according to claim 2, in which the β subunit is a mutated protein having an alanine residue at 117.
5. Utilisation d'une des sous-unités libres de l'hCG pour la fabrication d'une composition destinée à l'immunothérapie de cancers sécrétant l'hCG, ses sous- unités libres ou des fragments de ces sous-unités.5. Use of one of the free sub-units of hCG for the manufacture of a composition intended for the immunotherapy of cancers secreting hCG, its free sub-units or fragments of these sub-units.
6. BCG recombinant exprimant une sous-unité de 1'hCG ou un polypeptide comprenant au moins une partie de la séquence primaire de l'hCG. 6. Recombinant BCG expressing a hCG subunit or a polypeptide comprising at least part of the primary sequence of hCG.
7. BCG recombinant selon la revendication 6, exprimant la sous-unité β de l'hCG.7. Recombinant BCG according to claim 6, expressing the β subunit of hCG.
8. BCG recombinant selon la revendication 6, exprimant un polypeptide correspondant à une partie de la séquence primaire de la sous-unité β de l'hCG. 8. Recombinant BCG according to claim 6, expressing a polypeptide corresponding to a part of the primary sequence of the β subunit of hCG.
9. Composition destinée à l'immunothérapie de cancers sécrétant l'hCG, ses sous-unités libres ou des fragments de ses sous-unités comprenant une dose efficace d'un BCG recombinant selon la revendication 6.9. Composition intended for the immunotherapy of cancers secreting hCG, its free subunits or fragments of its subunits comprising an effective dose of a recombinant BCG according to claim 6.
10. Composition destinée à l'immunothérapie de cancers sécrétant la β-hCG ou des fragments de la β- hCG comprenant une dose efficace d'un BCG recombinant selon la revendication 7. 10. Composition intended for the immunotherapy of cancers secreting β-hCG or fragments of β-hCG comprising an effective dose of a recombinant BCG according to claim 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AU79413/94A AU7941394A (en) | 1993-10-08 | 1994-10-07 | Composition for treatment by immunotherapy of a cancer secreting hcg or hcg fragments |
Applications Claiming Priority (2)
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