Adénovirus modifiés pour changer leur tropisme, de préférence pour le ciblage des lymphocytes B ou des cellules ovariennes
La présente invention concerne des adénovirus recombinants dont le tropisme a été modifié pour leur permettre d'infecter des lymphocytes B ou des cellules d'ovaire. Les adénovirus recombinants selon la présente invention présente un tropisme réduit par rapport à celui de l'adénovirus natif. Elle concerne également des méthodes pour la préparation de tels adénovirus, ainsi que leurs utilisations, notamment pour le transfert de séquences d'ADN dans des lymphocytes B ou des cellules d'ovaire in vitro, ex vivo ou in vivo, dans un but expérimental, industriel, vaccinal ou thérapeutique. L'invention décrit plus spécifiquement la modification du gène de la fibre de radénovirus dans le but de cibler des lymphocytes B ou des cellules ovariennes, en particulier les cellules tumorales, ainsi que d'autres modifications et/ou constructions permettant de conférer aux virus un caractère spécifique pour ces cellules. L'invention est notamment caractérisée, soit par l'introduction dans la fibre de la séquence d'un peptide reconnaissant un récepteur exprimé à la surface des lymphocytes B, soit par le remplacement du bouton de la fibre d'un adénovirus Mastadenovirus par un bouton de la fibre d'un adénovirus phylogéniquement éloigné, de préférence d'un adénovirus de la famille des Atadenovirus, plus particulièrement de l'adénovirus bovin de serotype 4 (BAV4).
Les adénovirus sont très utilisés comme vecteurs de gènes. Ces virus possèdent en effet de nombreuses qualités comme une production facile à titre élevé, leur génome ne s'intègre pas dans le génome de la cellule hôte, on peut y introduire de grands inserts et ils peuvent infecter des cellules quiescentes et des cellules en division. Ces avantages font de ces virus des candidats intéressants dans le cadre du transfert de gène pour la thérapie génique ou pour des études expérimentales (transfert de gènes chez l'animal, production de cellules recombinantes, analyse d'expression de gènes, etc.).
II existe de multiples sérotypes d' adénovirus, infectant les humains ou les animaux. Les adénovirus actuellement utilisés sont majoritairement du sous-groupe C et
du serotype 2 et 5. On peut citer également des adénovirus canins, simiens ou bovins, ainsi que des adénovirus humains de sérotypes 7 ou 12, par exemple.
Les limitations les plus sérieuses pour l'utilisation des vecteurs adénoviraux sont leur immunogénicité, la distribution sub-optimale des particules adénovirales in vivo, le manque de spécificité des vecteurs pour les tissus malades, et une faible infectivité pour un certain nombre de cellules cibles.
Par exemple, une limitation des vecteurs adénoviraux réside cependant dans le fait qu'ils infectent peu les cellules hématologiques. Or, dans le cadre d'un protocole de thérapie génique contre une pathologie impliquant des lymphocytes B, par exemple les pathologies tumorales comme les leucémies et les lymphomes, il est nécessaire de permettre leur infection de manière efficace. Ceci aussi bien dans le cas d'un protocole de thérapie génique in-vivo ou ex-vivo, d'immunothérapie ou d'une stratégie gène suicide. En outre, dans une approche de thérapie génique, il est important d'infecter les cellules cibles le plus efficacement tout en limitant la dissémination du virus dans les autres cellules (non-cibles). De plus, un tel vecteur de gène peut être utilisé dans des approches expérimentales, par exemple pour transfecter efficacement des lymphocytes
B dans l'optique de tester l'action de divers gènes ou promoteurs.
Des vecteurs présentant la capacité d'infecter préférentiellement les cellules cibles permettraient de réduire significativement les doses de vecteurs thérapeutiques, ce qui réduirait leur toxicité et augmenterait leur efficacité.
La partie du virus qui est responsable de la reconnaissance du récepteur naturel, le hCAR (human Coxsackie- Adénovirus Receptor)(Bergelson et al, 1997), est une protéine de la capside, la fibre, et plus précisément, sa partie C-terminale appelée "le bouton" (Louis et al., 1994). Cette partie de la fibre est aussi responsable de l'amorçage de la trimérisation de la protéine (Hong and Engler 1996). Cette conformation est indispensable pour son interaction avec la base du penton et son incorporation à la capside.
Pour modifier le tropisme de l'adénovirus, plusieurs stratégies ont été développées dans l'art antérieur. La première consiste en l'utilisation de composés bi- spécifiques. Ils sont formés d'une partie reconnaissant un domaine d'une protéine de la capside de l'adénovirus (la fibre, la base du penton ou l'hexon) et d'une partie qui peut interagir avec un récepteur cible. De cette manière des cellules ont été infectées via le récepteur à l'EGF (Epidermal Growth Factor) (Watkins et al., 1997) ou via le récepteur au FGF (Fibroblast Growth Factor) (Goldman et al., 1997). De nombreux autres composants membranaires ont ainsi été ciblés (Haisma et al., 1999; Kelly et al., 2000; Schneider et al., 2000; Yoon et al., 2000). Cette technique est efficace mais il est difficile de l'envisager dans un protocole de thérapie génique. En effet on se heurte à deux problèmes majeurs qui sont (i) la stabilité du composé bispécifique et (ii) l'utilisation d'un système à deux composants qui ne peuvent être produits que séparément, ce qui rend difficile la notion de reproductibilité indispensable pour les protocoles d'essais thérapeutiques.
La seconde stratégie utilisée pour modifier le tropisme des adénovirus est de greffer sur la fibre, de manière génétique, un peptide permettant la reconnaissance d'un récepteur cellulaire. L'ajout de cette séquence peptidique ne doit pas gêner la trimérisation afin d'obtenir un assemblage correct du virus. De nombreux travaux ont été effectués dans ce sens, avec notamment l'utilisation d'une séquence poly-lysine (K7) ou d'une séquence RGD à l'extrémité C-terminale de la fibre (Wickham et ai, 1997). Ces modifications permettent un assemblage correct du virus et une infection des cellules via l'interaction poly-lysine/héparanes sulfates ou RGD/intégrines de type αvβ3-5. D'autres travaux ont été effectués avec l'insertion de séquence RGD dans la boucle HI, qui est présentée à la surface du bouton. De tels virus peuvent ainsi infecter un grand nombre de types cellulaires dans lesquels il entre naturellement avec une faible efficacité (Biermann et al., 2001; Cripe et al, 2001; Grill et al., 2001; Kasono et al., 1999; Nakamura et al., 2002; Vanderkwaak et al., 1999, WO96/26281 ; WO94/10323 ; O95/05201 ; WO95/26412). Ces travaux montrent donc que l'ajout de peptides dans le bouton de la fibre ne gêne pas la conformation de celle-ci et permet de diriger l'infection vers un récepteur prédéterminé.
Les modifications génétiques de la fibre décrites à ce jour permettent l'infection de types cellulaires qui ne sont pas des cibles naturelles. Cependant, le fait que les peptides utilisés (poly-lysine et RGD) reconnaissent des récepteurs qui sont fortement exprimés dans de nombreux types cellulaires ne fait qu'accroître le tropisme des adénovirus. En outre, aucun adénovirus ayant un tropisme préférentiel pour les lymphocytes B n'a été décrit dans l'art antérieur.
La troisième approche repose sur l'utilisation d'un domaine de trimérisation, celui-ci peut être hétérologue ou provenir de la fibre d'un adénovirus ne reconnaissant pas le récepteur hCAR. Parmi les domaines hétérologues, citons la fibritine du bactériophage T4 (Krasnykh et ah, 2001), un domaine de trimérisation de la glycoprotéine d'enveloppe du MoMuLV (vanBeusechem et ah, 2000), un peptide de 36 acides aminés dérivé du domaine NRP (Neck Région Peptide) de la protéine surfactant D des poumons (Magnusson et al., 2001). La première utilisation de l'extrémité C- terminale d'une fibre d'un adénovirus ne reconnaissant pas le hCAR a été réalisée avec celle de l'adénovirus 3 du sous-groupe B (Krasnykh et al., 1996). Ce virus hybride a les mêmes propriétés de reconnaissance des cellules que l'adénovirus 3 avec un tropisme plus large encore que celui des adénovirus du sous-groupe C.
La présente invention décrit la possibilité de modifier le tropisme naturel d'un adénovirus pour permettre une bonne infection de cellules peu ou pas infectées par l'adénovirus naturel, de préférence des lymphocytes B ou des cellules d'ovaire, sans augmenter le spectre naturel de cellules hôtes de ce virus, de préférence avec une diminution du spectre naturel des cellules hôtes de ce virus. Le spectre naturel de l'adénovirus natif est déjà très important car le récepteur naturel des adénovirus est présent à la surface d'un grand nombre de type cellulaire.
La présente demande décrit maintenant la construction et la production de vecteurs adénoviraux capables d'infecter les lymphocytes B, via un peptide bien défini reconnaissant un récepteur B spécifique. La présente demande décrit également des vecteurs adénoviraux recombinants présentant un tropisme modifié et restreint pour les lymphocytes B. Les lymphocytes B n'étant pas des cibles naturelles des adénovirus, la
présente invention montre qu'il est possible de développer un outil de ciblage de ces cellules.
Un premier objet de l'invention réside plus particulièrement dans un adénovirus recombinant caractérisé en ce qu'il comporte une fibre modifiée dont la séquence comprend un peptide de ciblage spécifique d'un récepteur CD21.
La présente demande décrit en outre la construction et la production de vecteurs adénoviraux capables d'infecter spécifiquement des cellules d'ovaire. La présente demande décrit également des vecteurs adénoviraux recombinants présentant un tropisme modifié et restreint pour les cellules d'ovaire. La présente invention montre qu'il est possible de développer un outil de ciblage spécifique de ces cellules. L'adénovirus selon la présente invention infecte faiblement les cellules épithéliales humaines, qui sont les cellules cibles des adénovirus du sous-groupe C. Par contre, ce virus hybride infecte plus efficacement des cellules tumorales provenant de cancer des ovaires, comme la lignée SKOV3.
Un deuxième objet de l'invention réside plus particulièrement dans un adénovirus Mastadenovirus recombinant caractérisé en ce qu'il comporte une fibre modifiée dont le bouton de la fibre a été remplacé par le bouton de la fibre d'un adénovirus de la famille des Atadenovirus, de préférence de l'adénovirus bovin 4 (BAV4) ou du virus responsable chez le poulet de « l'Egg Drop Syndrome » (EDS), plus particulièrement de l'adénovirus bovin 4 (BAV4).
Le fait de disposer d'un virus infectant préférentiellement un type cellulaire particulier réduit de manière considérable le risque de dissémination in vivo. De plus, la dose de virus à utiliser devient moins importante, ce qui limite le risque d'avoir une forte réponse immunitaire et est bénéfique dans une approche de thérapie génique in vivo.
Un autre aspect de l'invention réside dans un procédé de préparation ou de production d'un adénovirus recombinant tel que défini ci-avant, ainsi que dans les outils et constructions utilisables à cet effet (vecteurs, gènes chimériques, cellules, etc.).
Un autre aspect de l'invention réside dans une composition pharmaceutique comprenant au moins un adénovirus recombinant tel que défini ci-avant, et dans son utilisation pour le transfert de gènes dans des lymphocytes B ou des cellules d'ovaire, notamment pour le traitement de pathologies associées à un dysfonctionnement de ces cellules ou affectant ces cellules.
Un autre objet de l'invention réside dans l'utilisation d'un adénovirus recombinant tel que défini ci-avant pour la préparation d'une composition destinée au transfert de gènes dans des lymphocytes B ou des cellules d'ovaire in vivo, ex vivo ou in vitro.
Un autre aspect de l'invention concerne une protéine de la fibre d'adénovirus modifiée comme défini ci-avant, tout acide nucléique codant une telle protéine, ainsi que leurs utilisations.
L'invention se rapporte donc, de manière générale, à des adénovirus recombinants ayant un tropisme modifié, plus particulièrement ayant un tropisme pour des lymphocytes B ou des cellules d'ovaire.
Le terme adénovirus recombinant désigne, au sens de l'invention, une particule virale modifiée comprenant un génome viral contenu dans une capside.
Les génomes adénoviraux sont des ADN linéaires doubles brins d'environ 36kb. us comportent deux régions terminales, les ITR (Inverted Terminal Repeat) qui sont les origines de réplication du génome viral et une séquence d'encapsidation (Ψ). De plus, plusieurs régions (El à E4) dites précoces codent des éléments nécessaires à la transcription et la réplication du génome viral, et des régions dites tardives (Ll à L5) codent les protéines structurales du virus.
Les génomes adénoviraux recombinants construits pour la thérapie génique sont délétés de (ou défectifs pour) El a et/ou Elb de la région El, les produits de ces gènes étant indispensables pour la production virale. Cette délétion (ou ce caractère défectif) prévient une éventuelle dissémination du vecteur dans l'organisme. La séquence d'intérêt est généralement introduite à la place de cette région.
Compte tenu de la forte immunogénicité de l'adénovirus et pour prévenir le risque d'émergence de formes RCA (Réplication Compétent Adénovirus), d'autres génomes viraux délétés d'autres gènes ont été décrits. Ainsi, des adénovirus recombinants défectifs pour les régions suivantes : El A ; El A et E1B ; El et E3 ; El et E4 (notamment ORF3 ou ORF6) ; El et E2 ; El et E2 et E3 ; El et E2 et E4 ; El et E3 et E4 ont été construits. Dans la même optique, des génomes recombinants dépourvus de tous les gènes viraux et ne comprenant que les ITR, la séquence d'encapsidation et la séquence d'ADN d'intérêt ont aussi été décrits. Dans une variante particulière, les adénovirus recombinants de l'invention comportent un génome adénoviral recombinant comprenant deux régions terminales ITR, une séquence d'encapsidation (ψ) et une séquence d'ADN d'intérêt, dont le transfert ou l'expression dans un hôte déteraiiné est souhaité. De préférence, ils comportent un génome adénoviral défectif pour la région El au moins.
Adénovirus présentant un tropisme pour les lymphocytes B
Une caractéristique essentielle des adénovirus recombinants de l'invention réside dans la présence d'une fibre modifiée, qui confère à ces virus un tropisme particulier, et notamment la capacité d'infecter les lymphocytes B. Dans ce contexte, l'invention décrit maintenant la construction du gène codant une fibre chimérique comportant un peptide reconnaissant spécifiquement le récepteur CD21.
Le récepteur CD21 est un marqueur de surface des lymphocytes B (Nemerow et al., 1989). La glycoprotéine CD21 (ou CR2) est le récepteur à l'EBV (Epstein Barr Virus), qui est aussi reconnue par le C3dg du complément. Afin de permettre une
infection préférentielle des lymphocytes B, les inventeurs ont développé des adénovirus possédant, dans leur fibre, un peptide reconnaissant spécifiquement le récepteur CD21.
Le peptide choisi a été défini sur la base de la séquence de la partie de la glycoprotéine GP350/220 (protéine de l'enveloppe de l'EBV) responsable de la reconnaissance du CD21. En 1987, la glycoprotéine GP350/220 de l'enveloppe de l'EBV a été définie comme étant responsable de la reconnaissance du récepteur CD21 (Nemerow et al., 1987; Tanner et ah, 1987). De plus, la comparaison de la séquence peptidique de cette protéine à celle du C3dg du complément a révélé deux régions de forte homologie : EDPGFFNVE pour la GP350/220 et EDPGKQLYNVE pour le C3dg, cette dernière étant responsable de la reconnaissance du C3dg au CD21 (Lambris et al., 1985).
C'est ainsi que la région EDPGFFNVE a été définie comme étant responsable de la reconnaissance EBV/CD21. De plus, des expériences ont démontré que cette séquence peptidique était capable d'inhiber l'infection des lymphocytes B par ce virus (Nemerow et al, 1989).
Différents peptides et différents emplacements dans la fibre ont été sélectionnés afin d'avoir une conformation optimale de la séquence d'intérêt à la surface de la fibre, et de permettre une bonne interaction avec le récepteur.
Plus particulièrement, la fibre modifiée selon l'invention comporte un peptide ligand d'un récepteur CD21 comprenant la séquence EDPGFFNVE (SEQ ID No 3) ou une partie fonctionnelle de celle-ci. D'autre peptides de ciblage sont les peptides de séquences GEDPGFFNVE (SEQ ID No 4), GEDPGFFNVEIP (SEQ ID No 5), GEDPGFFNVEIPEFP (SEQ ID No 6) et EDPGFFNVEIPEFPF (SEQ ID No 7), qui ont été utilisés afin d'avoir une conformation optimale pour la reconnaissance du CD21. Les peptides de ciblage selon l'invention incluent tout peptide comprenant entre 7 et 20 acides aminés, de préférence entre 10 et 18, encore plus préférentiellement entre 11 et 17, d'origine synthétique, naturelle ou mixte, capable de lier le récepteur CD21 à la surface d'un lymphocyte B, de préférence de manière sélective. Le terme « de manière
sélective » indique que la liaison au récepteur CD21 est plus affine que la liaison à d'autres marqueurs cellulaires, même si une telle liaison non-spécifique ne peut être totalement exclue. Le terme « partie fonctionnelle » désigne tout fragment d'une séquence définie ci-dessus, ou tout dérivé d'une telle séquence, conservant la faculté d'interagir de manière sélective avec un récepteur CD21.
Le peptide de ciblage peut être introduit en différentes positions dans la fibre de l'adénovirus, soit en remplacement de séquences existantes, soit en supplément. De manière préférentielle, la séquence codant le peptide de ciblage est introduite à l'extrémité 3' du gène de la fibre (et le peptide de ciblage se trouve donc à l'extrémité C-terminale de la protéine de la fibre) ou dans la séquence de la boucle HI (la boucle HI étant comprise entre le 535eme et le 547eme résidu dans la séquence de la fibre de l'adénovirus de serotype 5).
Par ailleurs, le peptide de ciblage peut être lié directement à la protéine de la fibre, ou par l'intermédiaire d'une séquence d'espacement. Une telle séquence est utilisée essentiellement lorsque le peptide de ciblage est introduit à l'extrémité C- terminale de la fibre. La séquence d'espacement n'affecte pas la fonctionnalité du peptide de ciblage et permet une meilleure flexibilité de celui-ci. A titre d'exemple, on peut citer notamment une séquence (SG)i, dans laquelle i est un entier compris entre 1 et 7, etc. Une séquence d'espacement préférée est la séquence (Ser-Gly)s-Ser.
Des constructions spécifiques selon l'invention sont des fibres modifiées à l'extrémité C-terminale par ajout d'un peptide de ciblage via une séquence d'espacement. La séquence de l'extrémité C-terminale de la fibre est par exemple la suivante :
— AQE-(SG)5-S-peptide de ciblage.
Dans un mode de réalisation particulier, la fibre comporte en outre une (ou plusieurs) altération supplémentaire réduisant ou bloquant son interaction avec le récepteur hCAR, de préférence dans le bouton de la fibre. De telles altérations peuvent
comprendre par exemple des mutations dans la boucle DG du bouton de la fibre, ce qui n'altère pas la trimérisation mais réduit de manière significative l'interaction du virus avec son récepteur hCAR (Kirby et al, 1999). Alternativement, le bouton de la fibre de l'adénovirus peut être remplacé par le domaine qui permet la trimérisation de la fibritine du bactériophage T4 (Krasnykh et al, 2001). Une autre altération possible consiste à remplacer le bouton de la fibre des sérotypes 2 et 5 (HAdV2, HAdV5) par le bouton de la fibre d'un adénovirus non Mastadenovirus.
Une telle altération permet de restreindre le tropisme de l'adénovirus recombinant, et donc d'augmenter sa spécificité pour les lymphocytes B. Une telle spécificité est bien entendu particulièrement avantageuse pour une utilisation en thérapie génique car elle permet de réduire les doses à administrer. Ceci constitue un avantage important car l'adénovirus est très immunogène et peut induire une forte réaction immunitaire non désirable.
Un tel échange a été effectué en utilisant le bouton de l'adénovirus BAV4 (Bovin Adeno Virus 4). Les virus ont été construits, amplifiés et purifiés et des premiers tests ont permis d'observer que l'adénovirus ainsi modifié infecte de manière réduite les cellules épithéliales humaines (d'un facteur 10-50).
A cet égard, un autre objet de l'invention réside dans une protéine de fibre d' adénovirus comprenant un peptide de ciblage spécifique d'un récepteur CD21. Dans un mode préféré, la fibre comporte en outre une modification réduisant l'interaction avec le récepteur hCAR.
Adénovirus présentant un tropisme pour les cellules d'ovaire
Une caractéristique essentielle alternative des adénovirus recombinants de l'invention réside dans la présence d'une fibre modifiée, qui confère à ces virus un tropisme particulier, et notamment la capacité d'infecter spécifiquement les cellules d'ovaire, plus particulièrement les cellules tumorales provenant de cancers des ovaires.
En particulier, les adénovirus Mastadenovirus recombinants se caractérisent par la
présence d'une fibre chimérique qui confère à ces virus une abolition de l'interaction avec le récepteur hCAR. Dans ce contexte, l'invention décrit maintenant la construction du gène codant une fibre chimérique comportant un bouton de la fibre substituée par un bouton de la fibre d'un adénovirus présentant une faible homologie de séquence avec celles des adénovirus du sous-groupe C, plus particulièrement avec celle du bouton de la fibre des adénovirus 2 et 5. De préférence, le virus utilisé pour la substitution du bouton de la fibre présente en outre une faible ou une absence d'infectivité des cellules humaines. L'adénovirus, dont le bouton de la fibre est introduit dans le virus recombinant, appartient par exemple aux familles Aviadenovirus, Atadenovirus ou Siadenovirus. De préférence, le bouton de fibre d'un adénovirus Atadenovirus est utilisé. Parmi les adénovirus Atadenovirus, l'adénovirus bovin 4 (BAV4) ou l'adénovirus EDS constitue un mode de réalisation préféré. L'utilisation du bouton de la fibre de BAV4 dans l'adénovirus 2 permet d'obtenir un tropisme spécifique pour les cellules d'ovaire.
La jonction entre les deux fibres pour former une fibre chimérique peut être réalisée en différentes positions dans le gène de la fibre de l'adénovirus 2. Les jonctions les plus faciles à réaliser sont dans les tiges des fibres. Celles-ci sont constituées d'un nombre variable de motifs structuraux répétés. C'est le nombre de motifs répétés qui détermine la longueur de la fibre, ainsi il y a 21 motifs pour la fibre de l'adénovirus 2, 20 motifs pour BAV4 mais seulement 5 pour l'adénovirus 3. Ces jonctions différentes peuvent faire varier la longueur de la fibre chimérique. Cette longueur peut influencer l'efficacité du ciblage du vecteur adénoviral. Dans un mode de réalisation, la jonction a été effectuée dans la tige des deux fibres, entre les motifs répétés 7 et 8 pour la fibre de l'adénovirus 2 et entre les motifs 7 et 8 pour celle de BAV4. Dans un mode de réalisation particulier, la fibre chimérique présente la séquence SEQ ID No 2 et peut être codée par le polynucléotide de séquence SEQ ID No 1.
Un objet de l'invention réside dans un acide nucléique codant une protéine de fibre telle que définie ci-dessus. Il peut s'agir d'un ADN ou d'un ARN, de préférence d'un ADN. Un autre objet de l'invention réside dans un vecteur comprenant un tel acide nucléique, ce vecteur pouvant être un plasmide, virus, phage, cosmide, etc.
Les fibres modifiées peuvent être construites par génie génétique, selon des techniques connues de l'homme de l'art, comme par exemple par synthèse artificielle, clonage, ligation, clivage enzymatique, amplification, mutagénèse dirigée, jonction d'oligonucléotides, etc.
Dans un mode de réalisation particulier, l'adénovirus selon l'invention est produit à partir d'un adénovirus de serotype 2 ou 5.
L'adénovirus recombinant comprenant la fibre modifiée peut être produit par différentes méthodes. Ainsi, le gène codant la fibre modifiée peut être introduit dans le génome adénoviral, ou introduit, sous forme intégrée ou extra-chromosomique, dans le génome de la cellule productrice des virus.
Dans ce contexte, un autre objet de l'invention concerne un procédé de production d'un adénovirus recombinant tel que défini ci-avant, comprenant (i) la construction d'un gène codant la fibre modifiée, en particulier codant la fibre dont la séquence comprend un peptide de ciblage spécifique d'un récepteur CD21 ou codant la fibre dont la séquence comprend le bouton de la fibre d'un autre adénovirus selon la présente invention, (ii) l'introduction de ce gène dans un génome adénoviral, (iii) l'introduction du génome adénoviral dans une cellule d'encapsidation, (iv) l'amplification des virus et (v) la purification des virus produits.
La cellule d'encapsidation utilisée peut être toute cellule permissive comportant ou exprimant les protéines adénovirales défectives du génome recombinant. Dans le cas d'un vecteur adénoviral défectif pour la région El, on utilise toute cellule exprimant la région El d'un adénovirus, comme les cellules HEK 293, PER.C6, etc. Il est également possible d'utiliser des cellules co-transfectées avec un plasmide ou un virus helper apportant les fonctions nécessaires.
Dans le contexte de l'invention, la cellule d'encapsidation permettant de préparer les adénovirus recombinant présentant une substitution du bouton de la fibre doit aussi
exprimer une fibre sauvage pour complémenter la fibre chimérique défective pour son interaction avec le récepteur hCAR. Pour obtenir une expression élevée de la fibre, le gène de la fibre de l'adénovirus 2 a été inséré dans un plasmide dérivé du pCDNA3 (Invitrogen), la séquence des exons 2 et 3 du TPL (Tri Partite Leader) de l'adénovirus 2 a été inséré entre le promoteur CMV et le gène de la fibre (Figure 7). La séquence au voisinage du codon d'initiation de la traduction a été modifiée par PCR, avec des oligonucléotides spécifiques, pour obtenir le consensus défini par KOZAC ((Kozak 1997); consensus favorisant le démarrage de la traduction.
Un autre objet de l'invention concerne une particule virale comprenant une fibre d'adénovirus telle que définie ci-dessus.
Un autre objet de l'invention concerne une méthode pour le transfert d'un acide nucléique dans un lymphocyte B in vitro, ex vivo ou in vivo, comprenant la mise en contact d'un organisme, tissu, échantillon biologique ou cellules comprenant des lymphocytes B avec un adénovirus recombinant, ledit adénovirus recombinant comprenant ledit acide nucléique et comportant une fibre modifiée comprenant un peptide de ciblage spécifique d'un récepteur CD21.
Un autre objet de l'invention concerne une méthode pour le transfert d'un acide nucléique dans les cellules d'ovaires in vitro ou in vivo, comprenant la mise en contact d'un organisme, tissu, échantillon biologique ou cellules comprenant des cellules d'ovaire avec un adénovirus Mastadenovirus recombinant, ledit adénovirus recombinant comprenant ledit acide nucléique et comprenant une fibre chimérique présentant une substitution du bouton de la fibre selon la présente invention.
Un autre objet de l'invention concerne une composition pharmaceutique comprenant un adénovirus recombinant tel que défini ci-avant et un véhicule acceptable sur le plan pharmacologique. Le véhicule ou excipient peut être toute solution, suspension, gel, poudre, etc., compatible avec un usage pharmaceutique, comme notamment une solution isotonique, tamponnée, saline, etc.
L'invention peut être utilisée pour le transfert et l'expression d'acides nucléiques d'intérêt dans les lymphocytes B ou les cellules d'ovaire, dans des approches expérimentales ou thérapeutiques. L'acide nucléique peut être un gène suicide, c'est-à- dire tout acide nucléique codant une protéine toxique pour la cellule, soit de manière directe, soit de manière conditionnelle (e.g., TK, cytosine désaminase, etc.), un acide nucléique codant un facteur anti-tumoral, une cytokine, un antisens, un antigène, un marqueur, etc. (comme par exemple l'H2, 1112, l'ARN antisens anti bcr/abl). L'invention est utilisable dans le domaine thérapeutique, pour le traitement préventif ou curatif de pathologies impliquant ou affectant des lymphocytes B ou les cellules d'ovaire, comme des pathologies tumorales (leucémies, lymphomes, cancer des ovaires, etc.), des maladies immunitaires, inflammatoires, etc.
Dans un mode de réalisation particulier relatif aux adénovirus recombinants ayant perdu la capacité de reconnaissance du récepteur hCAR, la région El peut également être insérée dans le vecteur dans le but d'obtenir un adénovirus compétent pour la réplication mais avec une dépendance cellulaire pour celle-ci. Cet effet peut être obtenu en plaçant la région El A sous le contrôle d'un promoteur spécifique des cellules tumorales de cancer des ovaires par exemple, et/ou en utilisant des mutants dans l'une ou l'autre des protéines codées par la région E1B. Un tel virus compétent pour la réplication pourrait lyser spécifiquement les cellules tumorales, et ne pas diffuser dans les autres tissus du fait de la perte de reconnaissance du récepteur hCAR.
D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture des exemples qui suivent, qui doivent être considérés comme ilmstratifs et non limitatifs.
Légende des Figures
Figure 1 : Principe de la dernière étape de construction des génomes viraux ayant un gène de fibre modifiée par recombinaison homologue chez E. coli (d'après Renaut, L et al, 2002).
Figure 2 : Vecteur navette permettant l'insertion des fibres modifiées par clonage moléculaire entre les sites Mlul et Sali et la recombinaison homologue avec le vecteur pRECad.
Figure 3 : Schéma du pRECad, sa digestion par Swαl libère le génome viral.
Figure 4 : Tropisme des vecteurs adénoviraux. Le vecteur génétiquement modifié possède une fibre avec le peptide de ciblage du CD21 dans la boucle HI. Figure 4 A : étude de la fixation du vecteur marqué au FAM. Figure 4B : Expression du gène rapporteur lacZ. A549, cellules épithéliales contrôles ; Daudi et Raji, lignées cellulaires de Lymphocytes B ; HSB2, lymphocytes T ; Ad-CD21HI, vecteur adénoviral avec une fibre modifiée par insertion génétique du peptide EDPGFFNVEIPEFPF dans la boucle HI de la fibre. Les valeurs indiquent le gain (>1) ou la réduction (<1) de tropisme du vecteur modifié par rapport au vecteur possédant une fibre sauvage.
Figure 5 : Comparaison des protéines de fibre de HAdV-2 et BadV-4. Dans le domaine de la queue, la séquence de HAdV-2 impliquée dans une interaction avec la base du penton est indiquée en gras ; seule une partie de cette séquence (PVYP) a été conservée dans BadV-4. Les répétitions du domaine de la tige sont numérotées et semblent bien conservées dans la fibre BadV-4. Les résidus P et GXG responsables du coude sont en italique. La flèche indique la position dans la tige utilisée pour préparer la protéine de la fibre chimérique. Les codon K et L (AAR CTN) peuvent correspondre à un site de restriction HindUl.
Figure 6 : Construction d'un génome adénoviral avec un gène de fibre chimérique. Le plasmide ρ5Shut/HadV2/BadV4 contenant le gène de la fibre chimérique entre les nucléotides 31041 et 32788 a été préparé. PRECad a été linéarisé avec Pacï et p5Shut/ΗadV2/BadV4 avec Notl et Kpnl. Les fragments ont été co-introduits dans une souche E. coli ToplOF' électrocompétente. Les positions de la délétion dans la région E3, du gène de la fibre et des sites de restriction sont indiquées en référence aux séquence de HAdV5. Le site Sali qui a été inséré dans le gène de la fibre, en amont du signal de polyadénylation, est indiqué en italique.
Figure 7 : Schéma de construction du vecteur ρC3-TPL23-fb permettant la synthèse de la fibre dans les cellules d'encapsidation. Le gène de la fibre est sous le contrôle du promoteur précoce du CMV. Les exons 2 et 3 du TPL de l'adénovirus 2 ont été insérés entre le promoteur et le gène de la fibre. Le gène de résistance à la néomycine est sous le contrôle du promoteur S V40, ce gène permet la sélection des cellules ayant intégré ce vecteur.
Figure 8 : Schéma du pRECad2/BAV4, sa digestion par Swαl libère le génome viral.
Figure 9 : Synthèse in vitro des protéines de fibre. Les protéines de fibre ont été synthétisées in vitro et isolées par SDS-PAGE. La modification dans la séquence voisine du codon d'initiation (Lignes 3 et 5) et la présence des exons TPL sont indiquées. Un ADNc complet de la fibre a été utilisé comme contrôle en ligne 6. Les flèches indiquent la protéine de fibre synthétisée en absence de TPL et sans la modification ATG.
Figure 10 : Analyse de la trimérisation des protéines de fibre. Figure 10A : les protéines de fibre ont été synthétisées in vitro et analysées sur gel non dénaturant 12.5 % en PAGE. Les flèches indiquent les formes monomériques (62 kDa) et trimériques (186 kDa) des protéines de fibre de HAdV-2. Figure 10B : Analyse in vivo. Des cellules COS ont été transfectées avec pC3fbAd2 et pC3fbAd2/BadV4. Les protéines des cellules transformées ont été préparées 24 h après la transfection et séparées par SDS-PAGE après (D) ou avant (N) dénaturation. Les protéines de fibre ont été révélées par immunodétection avec un anticorps monoclonal.
Figure 11 : Analyse par immunodétection des particules virales produites dans les cellules HEK-293. Les vecteurs Ad ont été produits dans les cellules HEK-293 et purifiés. Les protéines virales ont été séparées par SDS-PAGE et les protéines ont été transférées sur une membrane. Les protéines de fibre ont été révélées avec un anticorps monoclonal dirigé contre la partie N-terminal de la fibre. Ligne 1, virus contrôle HAdV5 ; Ligne 2, pas de virus ; Ligne 3, HAdV5-βgal ; Ligne 4, HAdV2/BadV4.
Figure 12 : Etude du tropisme cellulaire des vecteurs adénoviraux modifiés. Figure 12A : Des cellules HeLa ont été infectées avec une quantité croissante de particules virales, 0, 0.5, 1, 2, 4 et 8 103 PP par cellule de l'avant vers l'arrière, respectivement. 24 h après l'infection, l'activité β-galactosidase a été déterminée par FACS (cytométrie en flux). Figure 12B : le pourcentage de cellules HeLa positives, déterminé en Fig 12A, a été exprimé en fonction de la quantité de virus initiale. Figure 12C : Des cellules HepG2 ont été infectées et analysées dans des conditions similaires à la Fig 12 A. Les résultats ont été exprimés en pourcentage de cellules positives. Figure 12E : Des lignées cellulaires Daudi (lymphocytes B) et Jurkat (lymphocytes T) ont été infectées avec 2 10 PP par cellule de virus HAdV2 et HAdV2/BadV4 comme indiqué en Fig 12A. Les résultats sont exprimés en pourcentage de cellules positives. Fig 12C à E : Barre ouverte = vecteur avec fibre HAdV2 ; Barre pleine = vecteur avec fibre HAdV2/BadV4. Les résultats sont des moyennes d'au moins 3 expériences indépendantes réalisées en triplicate, excepté pour la fig 12A qui est expérimentalement significative.
Figure 13 : Infection de cellules CHO indépendante de hCAR par un vecteur Ad hybride présentant une fibre chimérique HAdV2/BadV4. Des cellules CHO exprimant ou non le récepteur hCAR ont été infectées avec 1 103 (blanc) ou 3 103 (noir) PP par cellule de vecteur parental ou hybride. 24 h après l'infection, l'activité du rapporteur β- galactosidase a été déterminée par FACS et est indiquée en tant que pourcentage de cellules positives.
Figure 14 : Etude du tropisme cellulaire des vecteurs Ad modifiés sur la lignée cellulaire SKOV3. Les cellules ont été infectées avec des quantités croissantes de particules virales, 0, 0.5, 1, 2, 4 et 8 103 PP par cellule. 24 h après l'infection, l'activité du rapporteur β-galactosidase a été déterminée par FACS. Le pourcentage de cellules positives SKOV3 a été exprimé en fonction de la quantité de virus initiale.
Exemple 1. Construction de fibres chimériques comprenant un peptide de ciblage des lymphocytes B.
1. Sélection de peptides de ciblage Les peptides de ciblages choisis comprennent la séquence GEDPGFFNVE (SEQ
ID No 4) ou une partie fonctionnelle de celle-ci. Afin de vérifier que le peptide produit est capable de se fixer puis d'être internalisé dans les lymphocytes B, son internalisation dans différents types cellulaires a été testée, après marquage fluorescent des peptides par microscopie confocale. Les résultats obtenus démontrent que le peptide est capable de se fixer et d'être internalisé dans les lymphocytes B.
2. Construction des gènes codant les fibres chimériques
Afin d'effectuer les modifications de la fibre, le gène codant la fibre de l'adénovirus 2 (HAdV2) a été clone dans le pBluescript-ïï-SK (Stratagene) entre les sites de restriction Notl et Sαfl. Une PCR a été effectuée sur le génome de l'HAdV2 avec les amorces 5'-AggAAAAAAgCggCCgCATgAAACgCgCCAgAC-3' (SEQ ID Νo 8) en 5' et 5'-AggAAAAAAggTCgACTTATATCgATTCCTgggCAATgTAg-3' (SEQ ID Νo 9) en 3'. La deuxième amorce contient un site Clal immédiatement avant le codon Stop.
Les oligonucléotides 5'-CgggTTCAggATCCggAgAggATCCCgggTTTTTCAACgTTg AATgTTAACg-3' (SEQ ID Νo 10) et 5'-TcgACGTTAACATTCAACGTTGA AAAACCCGGGATCCTCTCCGGATCCTGAACC-3* (SEQ ID Νo 11) codant le peptide EBV court ont été introduits à l'extrémité 3' du gène de la fibre entre les sites Clal et Sali. Une séquence d'espacement a également été introduite entre la séquence codant la fibre et celle codant le peptide EBV. Cette séquence permet de ne pas avoir d'encombrement et ainsi de garder une conformation optimale de la fibre et du peptide. L'extrémité C-terminale de la fibre a pour séquence : AQE(SG)6EDPGFFΝVEC (SEQ ID No 12).
En ce qui concerne le peptide long, les amorces 5'- AggAAAAAACgTCgACgTTAgAACgggAATTCgggAATTTCAACgTTgAAAAACC
Cggg-3' (SEQ ID No 13) et 5'-CCCCCTggggTACTCTCTTTACgCgTATCCgA ACCTCTAgTTACC-3' (SEQ ID No 14) ont été utilisées. La première s'hybride avec l'extrémité 3' du gène de la fibre avec le peptide court et permet de rallonger ce dernier et la deuxième s'hybride au niveau du site M situé à 147 pb de l'extrémité 5'du gène de la fibre. Ce fragment de PCR a été clone à la place du fragment MluVSatt. de la fibre sauvage clonée dans le pBs-sK. L'extrémité C-terminale de la fibre résultante a pour séquence : AQE(SG)6EDPGFFNVEIPEFP (SEQ ID No 15).
En ce qui concerne l'insertion des peptides au niveau de la boucle HI, des oligonucléotides ont été insérés dans un site S^el situé à 1615 pb de l'extrémité 5' du gène de la fibre clone dans le pBluescript-fl-SK. Pour le peptide court, les oligonucléotides 5'-CTAgCggCgAAgATCCCgggTTTTTCAACgTTgAAATTC-3 '
(SEQ ID No 16) et 5'CTAggAATTTCAACgTTgAAAAACCCgggATCTTCgCCg-3' (SEQ ID No 17) ont été utilisés et pour le peptide long, les oligonucléotides 5'- CTAgCggCgAAgATCCCgggTTTTTCAACgTTgAAATTCCCgAATTCC-3' (SEQ ID No 18) et 5'-CTAgggAATTCgggAATTTCAACgTTgAAAAACCCgggAT CTTCgCCg-3' (SEQ ID No 19) ont été utilisés.
3. Expression des Fibres chimériques et fonctionnalité Les gènes codant les fibres modifiées ont été transférés dans un plasmide qui contient en 5' du gène d'intérêt l'élément du bactériophage T7 permettant une transcription in vitro. Ainsi, afin de démontrer que les fibres modifiées sont capables de se trimériser, des synthèses in vitro ont été effectuées avec le kit de transcription/traduction in vitro de Promega et leurs produits séparés sur gel de polyacrylamide non dénaturant.
Exemple 2. Construction et Production d'adénovirus recombinant comportant une fibre chimérique comprenant un peptide de ciblage des lymphocytes B. et fonctionnalité
Les gènes codant les fibres modifiées ont ensuite été clones dans un vecteur navette pour permettre leur introduction dans un génome viral préalablement construit (Renaut et al, 2002), à la place du gène codant la fibre sauvage. Cette étape a été effectuée par
recombinaison homologue chez E. coli (Chartier et al, 1996). Le vecteur navette utilisé contient 5502 pb de l'extrémité droite du génome de PHAdV5 qui ont été amplifiées avec les amorces 5'-TTgTATAAAAAgC^CggCC^CAACTACCTTGCCTACCACTC- 3' (SEQ ID No 20) qui s'hybride à 25690 pb dans le génome viral et l'amorce 5'- TTgTATAAAAAgCgrC^[CCCTCCCgTgTgTgACTCgCAg-3' (SEQ ID No 21) qui s'hybride à 34322 pb dans ce même génome. Ce fragment a été amplifié à partir du pBHGll (Graham et al, 1989) qui est un plasmide contenant tout le génome de l'HAdV5, dans la partie qui nous intéresse, un fragment de 3130 pb contenant la région E3 compris entre 27865 pb et 30995 pb avait été délété. Ce fragment a été clone entre les sites Notl et Xhό dans le pBS-SK, et un site Ml l, absent dans la fibre de l'HAdV5, a été ajouté avec les amorces complémentaires 5'- CCCCCTggggTACTCTCTTTACgCgTATCCgAACCTCTAgTTACC-S' (SEQ ID Νo 22) et 5'-ggTAACTAgAggTTCggATACgCgTAAAgAgAgTACCCCAggggg-3' (SEQ ID Νo 23). De même un site Sαfl a été inséré par mutagénèse à l'extrémité 3' du gène de la fibre, en amont du site d'addition du polyA de la région L5 à l'aide des amorces 5'- CTTACACTTTTTCATACATT^rCg4CgAATAAAgAATCgTTTgTgTTATg-3' (SEQ ID Νo 24) et 5'-CATAACACAAACgATTCTTTATTC^rCg<4CAATgTATgAAA AAgTgTAAg-3' (SEQ JJJ Νo 25).
A ce stade, les différents gènes codant les fibres modifiées ont été clones dans le vecteur navette à la place du gène codant la fibre sauvage par MlύllSaï. Après une étape de recombinaison homologue chez E. coli, nous avons obtenu les génomes recombinants portant les gènes codant les fibres modifiées (figurel).
Après digestion par Swαl, libérant ainsi des plasmides les génomes viraux, ceux-ci ont été introduits dans des cellules HEK293 (Graham et al, 1977) exprimant la fibre de l'adénovirus 2 par lipofection. Ces cellules permettent la production de virus recombinants car elles expriment El ce qui permet une transcomplémentation puisque ce gène est délété dans les génomes des virus précédemment obtenus.
Un adénovirus recombinant a ainsi été construit et produit. Les protéines apicales de la capside sont des fibres de l'HAdV2 avec, à leur extrémité C-terminale, le peptide de
ciblage. Ce virus a été produit avec un titre équivalent à celui du virus portant la fibre sauvage (virus témoin), et, il infecte les cellules épithéliales avec la même efficacité que le virus témoin. Ces résultats démontrent que le fait d'avoir ajouté ce peptide ne gêne ni l'assemblage du virus, ni son trafic intracellulaire qui est important pour le transport de l'ADN viral et par conséquent du gène d'intérêt au noyau.
Une deuxième construction a été obtenue avec une séquence de ciblage du
CD21, dérivant de la GP350/220 de EBV et ayant pour séquence :
EDPGFFNVEIPEFPF qui a été insérée dans la boucle HI de la fibre de l'adénovirus 2 par l'intermédiaire de l'insertion d'un oligonucleotide dans un site unique de restriction
(Spe l).
Les études réalisées avec ces virus donnent de bons résultats en ce qui concerne la permissivité des lignées cellulaires exprimant le CD21, ceci tant au niveau de la fixation des virus sur les cellules que de l'expression du transgène (voir Figure 4). De plus, les inventeurs ont observé une diminution de la fixation des particules virales et de l'expression du transgène dans les lignées cellulaires exprimant le récepteur hCAR et n'exprimant pas le CD21. Le pourcentage de cellules positives est équivalent pour une lignée cellulaire de lymphocytes B (Daudi) à celui observé avec les cellules épithéliales contrôles, ce qui représente un gain de tropisme d'un facteur 30 environ.
Exemple 3. Construction et Production d'adénovirus recombinant comportant une fibre chimérique comprenant un bouton de la fibre de EPS ou BAV4, et fonctionnalité
1- Amplification des gènes des fibres des adénovirus EPS et BAV4. Afin d'effectuer les modifications des fibres, les gènes codant la fibre de l'adénovirus 2 (HAdV2), celles de EDS et de BAV4 ont été clonées dans le pBluescript- II-SK (Stratagene) entre les sites de restriction Notl et Sali. Une PCR a été effectuée sur le génome de l'HAdV2 avec les amorces 5'-
AggAAAAAAgCggCCgCATgAAACgCgCCAgAC-3' (SEQ ID Νo 8) en 5' et 5'- AggAAAAAAggTCgACTTATATCgATTCCTgggCAATgTAg-3' (SEQ ID Νo 9) en
3'. De même, une PCR a été effectuée sur le génome d'EDS avec les amorces 5'- AggAAAAAAggCggCCgCCATggCgAAgCgACTACggTTggACCCTgATCC-3' (SEQ ID No 26) en 5' et 5'-AggAAAAAAggTCgACTACTgTgCTCCAACATATgTAAAg-3' (SEQ ID No 27) en 3' et sur le plasmide ρVM404, contenant la région codant la fibre de BAV4, avec les amorces 5'-AggAAAAAAgCggCCgCATgAAAAgAgCACgTTg-3' (SEQ ID No 28) en 5' et 5'-AggAAAAAAggTCgACTTATATCgATTgCgTgCgAgTTATgC-3' (SEQ ID No 29) en 3' (La deuxième amorce contient un site Clal immédiatement avant le codon Stop). Le site Htwdlïï, présent dans le gène de la fibre de l'adénovirus 2 a été modifié, par mutagénèse dirigée, en utilisant les amorces complémentaires suivantes : 5'- gAgCgggTTTAAgTTTTgACAACTCAgg-3' (SEQ ID No 30) et 5'- CCTgAgTTgTCAAAACTTAAACCCgCTC-3' (SEQ ID No 31); cette mutation n'affecte pas la séquence de la fibre. De la même manière des sites H dlïï ont été introduits dans les gènes des fibres des adénovirus 2, EDS et BAV4, en utilisant les couples d'amorces complémentaires suivantes :
5'-gTCAgATggAAAgCTTgCCCTgCAAACATC-3' (SEQ ID No 32) et 5'-TTTgCAgggCAAgCTTTCCATCTgACACTg-3' (SEQ ID No 33); 5'-gTTAAAATTggCCgATggCAAgCTTggTgTAAATgTgggCCTTggg-3' (SEQ ID No 34) et
5'-CCCAAggCCCACATTTACACCAAgCTTgCCATCggCCAATTTTAAC-3' (SEQ ID No 35);
5'-CCCggAgggAAAgCTTTTTATACAACTATC-3' (SEQ ID No 36) et 5'-gTTgTATAAAAAgCTTTCCCTCCggggTgg-3' (SEQ ID No 37), respectivement.
2. Construction et expression des gènes des fibres chimériques et fonctionalité.
Les gènes des fibres chimériques ont été obtenus par le remplacement de l'extrémité 3' du gène de la fibre de l'adénovirus 2 par celle de EDS et BAV4 en utilisant les sites de restriction H dïïl et Sαfl.
Les gènes codant les fibres chimériques ont été transférés dans un plasmide qui contient en 5' du gène d'intérêt l'élément du bactériophage T7 permettant une
transcription in vitro. Ainsi, afin de démontrer que les fibres chimériques sont capables de se trimériser, des synthèses in vitro ont été effectuées avec le kit de transcription/traduction in vitro de Promega et leurs produits séparés sur gel de polyacrylamide non dénaturant.
Contrairement à hAdV2, la protéine chimérique synthétisée in vitro migre seulement à la masse moléculaire prédite comme monomère (61 kDa, HAdV2/BAdV4) (Figure 10A). De manière surprenante, la protéine de fibre contrôle BadV4 a également été observée seulement comme monomère dans ce test in vitro (Figure 10, ligne 3) bien que la protéine de fibre de BadV4 dans la capside virale soit probablement sous forme de trimère. Pour évaluer l'homotrimérisation de la protéine de fibre chimérique HAdV2/BAdV4 dans les cellules de mammifères, une expression transitoire a été réalisée dans des cellules COS après transfection par pC3-TPL23-Fb- HAdV2/BAdV4. Les protéines de fibre ont été visualisées par immunodétection après électrophorèse dans des conditions non-dénaturantes. Les protéines de fibre sont apparues sous forme de trimère (Figure 10B) lorsqu'elles sont synthétisées in vivo, bien qu'une partie significative des protéines synthétisées soient sous forme monomérique. Ces résultats ont permis de construire et de produire des adénovirus recombinant avec une protéine de fibre chimérique HAdV2/BAdV4.
3. Production des virus recombinants.
Les gènes codant les fibres chimériques ont ensuite été clones dans un vecteur navette pour permettre leur introduction dans un génome viral préalablement construit (Renaut et a , 2002) à la place du gène codant la fibre sauvage. Cette étape a été effectuée par recombinaison homologue chez E. coli (Chartier et al, 1996). Le vecteur navette utilisé a été décrit dans l'exemple 2 ci-dessus.
A ce stade, les différents gènes codant les fibres chimériques ont été clones dans le vecteur navette à la place du gène codant la fibre sauvage par MlullSaK. Après une étape de recombinaison homologue chez E. coli, nous avons obtenu les génomes recombinants portant les gènes codant les fibres chimériques (figure 8).
Après digestion par Swαl, libérant ainsi des plasmides les génomes viraux, ceux- ci ont été introduits dans des cellules HEK293 exprimant la fibre de l'adénovirus par lipofection. Ces cellules permettent la production de virus recombinants car elles expriment El ce qui permet une transcomplémentation puisque ce gène est délété dans les génomes des virus précédemment obtenus.
Plusieurs adénovirus recombinants ont ainsi été construits et produits. Les protéines apicales de la capside sont de deux types : la fibre sauvage de l'adénovirus 5 et l'une des fibre chimérique Ad2/EDS ou Ad2/BAV4. Ces virus sont ensuite utilisés pour infecter des cellules HEK293. Les protéines apicales des particules virales ainsi obtenus sont uniquement de type chimérique.
4. Obtention d'une lignée cellulaire exprimant la fibre de l'adénovirus 2. Le polylinker présent dans le vecteur pCDNA3 (Invitrogen) a été remplacé par un site multiple de clonage à l'aide des deux oligonucléotides complémentaires suivants : 5'-CCCgAATTCgAAgCTTCgCggCCgCAATTgTCgACggTCTAgAC-3' (SEQ ID No 38) et 5'-CCgggTCTAgACCgTCgACAATTgCggCCgCgAAgCTTCgAATTCgg gAgCT-3' (SEQ ID No 39). Le gène de la fibre de l'adénovirus 2, après amplification par PCR, à l'aide des amorces suivantes 5'- AggAAAAAAgCggCCgCCACCATggCgAAACgCgCCAgACCgTC-3' (SEQ ID No 40) en 5' et 5*-AggAAAAAAggTCgACCATgCAACAggTTCACg-3' (SEQ ID No 41) en 3', a été inséré entre les sites Notl et Sali. L'amorce en 5' a été dessinée pour modifier la séquence au voisinage du codon d'initiation de la traduction (consensus de Kozak).
Finalement, l'ADΝc des exons 2 et 3 du TPL de l'adénovirus 2 a été inséré entre les sites HmdlII et Notl du vecteur. Cet ADΝc a été obtenu par amplification PCR après rétrotranscription des ARΝ extraits de cellules HeLa 24h après infection par la souche sauvage de l'adénovirus 2. Les amorces utilisées ont pour séquence : 5'- AggAAAAAAgAAgCTTCTCgCggTTgAggACAAACTCTTCgC-3' (SEQ ID Νo 42) en 5' et 5'-AggAAAAAAggCggCCgCTTgCgACTgTgACTggTTAgACgCC-3 (SEQ ID Νo 43) en 3'.
Le plasmide obtenu a été transfecté par lipofection dans la lignée cellulaire HEK293 (Graham et al, 1977), les clones cellulaires résistants à la Généticine ont été
analysés pour l'expression de la fibre de l'adénovirus. Le clone ayant l'expression la plus élevée (247E) a été utilisée pour la transfection des génomes viraux et les premiers cycles de production des adénovirus recombinants ayant une fibre chimérique.
Le stade de maturation et le contenu en protéines de toutes les particules virales recombinantes ont été comparés par une analyse SDS-PAGE de préparations de virus. Les adénovirus ont été isolés par ultracentrifugation en gradient isopycnique de chlorure de césium de façon à purifier la population de virus infectieux à une densité de 1,34 g mL. L'analyse SDS-PAGE des virus a montré que la maturation des particules virales n'est pas altérée par la présence des protéines de fibre chimériques. Les différentes protéines précurseur ont été clivées en protéines matures, en particulier la protéine pVH Les protéines virales ont été transférées sur membrane et les protéines de fibre ont été révélées avec un anticorps monoclonal. La protéine de fibre apparaît à la taille attendue (Figure 11 A, ligne 4).
5- Tropisme cellulaire
Un ensemble de lignées cellulaires humaines ont été testées pour leur sensibilité au vecteur présentant une fibre chimérique en déterminant le niveau d'activité de la β- galactosidase (Figure 12). Le vecteur présentant les fibres HAdV2/BAV4 a montré une capacité réduite pour infecter les cellules humaines. Pour obtenir un niveau similaire d'activité du rapporteur, la quantité de virus initiale a été augmentée 5 à 10 fois par rapport un virus naturel (Figure 12A, B). Pour des cellules non-permissives Daudi et Jurkat, le vecteur adénoviral présentant une fibre chimérique a montré une infectivité réduite comparé au vecteur présentant une fibre HAdV5 (Figure 12E). Afin d'analyser l'interaction du vecteur avec hCAR, l'infectivité de cellules
CHO exprimant ou non hCAR a été comparée. Contrairement au vecteur naturel, aucune différence en infectivité n'a été observée avec le vecteur présentant une fibre HAdV2/BAV4 dans les deux types de lignées cellulaires CHO (Figure 13). De façon surprenante, ce vecteur présentant une fibre chimérique infecte très efficacement les cellules CHO parentales, suggérant la présence d'un récepteur non-identifié spécifique sur ces cellules. Ces résultats confirment également la maturation normal des vecteurs modifiés, puisque ces particules de vecteur hybride infectent efficacement les lignées
cellulaires CHO. L'infectivité des cellules CHO a poussé les inventeurs à analyser le tropisme du vecteur présentant la fibre chimérique sur des cellules cancéreuses humaines d'ovaire. La lignée cellulaire SKOV3 a été infectée avec des quantités croissantes des deux vecteurs et l'expression du gène rapporteur a été déterminée 24 h après l'infection. La lignée cellulaire SKOV3 (Figure 14) est apparue plus permissive au vecteur présentant la fibre chimérique qu'au vecteur contrôle. Ces résultats suggèrent que le vecteur adénoviral présentant la fibre chimérique HAdV2/BAV4 reconnaît un récepteur exprimé à la surface des cellules d'ovaire. Ce vecteur adénoviral dénué d'interaction avec hCAR et présentant un tropisme pour les cellules ovariennes est un candidat très intéressant pour l'élaboration d'un vecteur de gène thérapeutique pour une thérapie in vivo.
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