WO2006048234A2 - Diagnosis and therapy of autophagy-associated diseases - Google Patents

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WO2006048234A2
WO2006048234A2 PCT/EP2005/011680 EP2005011680W WO2006048234A2 WO 2006048234 A2 WO2006048234 A2 WO 2006048234A2 EP 2005011680 W EP2005011680 W EP 2005011680W WO 2006048234 A2 WO2006048234 A2 WO 2006048234A2
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protein
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Tassula Proikas-Cezanne
Alfred Nordheim
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Universität Tübingen
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5091Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing the pathological state of an organism
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
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    • C07K14/4701Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals not used
    • C07K14/4702Regulators; Modulating activity

Definitions

  • the present invention relates to proteins which are crucially involved in the cellularyngic process of autophagy and the corresponding nucleotide sequences. It further comprises the provision of a substance for diagnostic detection of at least one of these proteins, and the provision of an agent for influencing at least one of these proteins for the therapeutic treatment of diseases associated with misdirected autophagy, and methods therefor.
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition and a diagnostic kit.
  • Autophagy is a cellular process known for several years that results in the degradation of cellular components, particularly proteins, organelles, infectious agents, etc. that are unusable or undesirable for the maintenance of normal cellular physiology.
  • the process of autophagy is evolutionarily conserved, and the cellular proteins for performing autophagy are homologous in yeasts and mammals (evolutionary preservation).
  • autophagosomes which surround the components to be degraded and, by subsequent membrane fusion with the lysosomes, make them accessible to the enzymes of the lysosomal degradation machinery.
  • Autophagy can be triggered by nutrient deficiency and, under these conditions, represents a process which leads to the provision of amino acids and energy by intracellular removal of already existing cell constituents. Under these conditions, especially in the case of flies and worms, a life-prolonging mechanism may be be tivated. In humans, autophagy is also activated under starvation conditions or in the fasting state ("calorie restriction") as well as in reduced levels of insulin, while in obesity (obesity) disorders of the autophagy process are to be expected.
  • Non-apoptotic programmed cell death occurs naturally in the elimination of unwanted immune cells, for example B cells, as well as in embryonic development Development of mammals (cavitation) and in organogenesis in mammals.
  • a misdirected autophagy may be involved in the development of a variety of diseases, particularly pathological conditions of severe severity.
  • tumor diseases can be triggered by incomplete degradation of oncoproteins or by incomplete elimination of mutant cells.
  • Neurodegenerative diseases for example Huntington's disease, are frequently due to incomplete degradation of neuronal proteins ("plaques") or to the autophagic cell death of neurons
  • plaques neuronal proteins
  • Myopathies in particular cardiomyopathies, are based on an unregulated elimination of muscle cells
  • infectious diseases the infectious agents within an infected cell are often only incompletely eliminated, or se lective autophagic cell death of cell populations of the immune system takes place.
  • Fluther diseases which are caused by a disturbed autophagy, relate to inflammatory diseases as well as disorders of fat metabolism , especially obesity, type II diabetes, cachexia, etc.
  • the invention therefore has as its object to identify at least one protein or the corresponding nucleotide sequence which (s) is involved in the process of autophagy and thus also in the development of autophagy. phagia-associated diseases.
  • the provision of substances for detecting and influencing these novel proteins is a further object of the invention.
  • Claim 8 relates to a substance for detecting the expression and / or function of at least one of these proteins.
  • Claims 9 and 10 are concerned with the active compounds according to the invention. Preferred embodiments are mentioned in the dependent claims 11 to 27.
  • Claims 28 and 33 relate to a method, claim 35 to a pharmaceutical composition, claim 38 to a diagnostic kit and claim 40 to a use.
  • the proteins according to the invention are what are known as WIPI (WD-repeat proteins interfering with PJiospholipidinosides) proteins. These belong to the WD-repeating proteins which contain a conserved range of about 40 amino acids, which usually ends with tryptophan aspartate, and forms a circular beta-propeller structure.
  • the WD-repeating proteins are involved in many cellular regulatory processes, in particular cell proliferation, apoptosis, signal transduction, RNA metabolism and chromatin condensation. They regulate the assembly of multi-protein complexes by providing a stable platform for simultaneous and reversible protein-protein interactions.
  • the inventors were able to identify new members in the form of splice variants of the human WIPI gene and protein family. These include hWIPM ⁇ , hWIPI-2 ⁇ , hWIPI-2 ⁇ and hWIPI-2 ⁇ . Furthermore, the hWIPI-3-like protein was identified.
  • hWIPM ß, WIPI-2 ⁇ , hWIPI-3 and hWIPI-4 have already been described in the literature [Jeffries, TR, Dove, SK, Michell, RH & Parker, PJ (2004), Mol Biol Cell, 15, 2652-63].
  • the inventors were able to demonstrate the involvement of human WIPI proteins, in particular of WIPI-1 protein, in the cellular process of autophagy.
  • Autophagy in mammalian cells was induced by amino acid withdrawal.
  • autophagy involving WIPI proteins can be triggered by cell- and / or DNA-damaging influences.
  • special forms of cellular particles, so-called autophagosomes are formed intracellularly.
  • WIPI proteins in particular the WIPI-1 protein
  • PAS pre-autophagosomal structure
  • human WIPI-1 may play a role in late stages of autophagia.
  • WIPI-3 antiserum that the WIPI-3 protein co-localized with mitochondria.
  • WIPI proteins may be involved in the formation and transport of so-called synaptic vesicles in neurons. Synapses are the cell-cell transition regions via which stimulus and information transmission takes place between adjacent nerve cells. This WIPI transport function applies both to the cells of the central nervous system (CNS) and to the cells of the peripheral nervous system (PNS), including the neuromuscular end plates. Furthermore WIPI proteins may be involved in the membrane-supported transport of biological macromolecules, in particular mRNA, microRNA, tRNA and / or proteins, and protein complexes, for example ribosomes, within cells, in particular within nerve cells.
  • the protein according to the invention is characterized in that it is at least partially encoded by a nucleotide sequence or parts thereof which are at least 70%, in particular at least 80%, identical to at least one nucleotide sequence from SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 11.
  • the protein according to the invention is characterized in that it is at least partially encoded by a nucleotide sequence or parts thereof which are at least 90%, in particular at least 95%, identical to at least one nucleotide sequence from SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 11.
  • the proteins according to the invention can be isolated and purified, for example, from an organism. However, it may also be preferable to express the proteins in an experimental system.
  • the invention comprises nucleotide sequences or parts thereof which are at least 70%, in particular at least 80%, identical to at least one nucleotide sequence from SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 11.
  • nucleotide sequences or parts thereof are preferred which are at least 90%, preferably at least 95%, identical to at least one nucleotide sequence from SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 11.
  • These nucleotide sequences may be in isolated form, preferably as cDNAs.
  • the present invention encompasses the promoters of WIPI genes that regulate gene expression, in particular induced by stress and / or DNA damage.
  • the invention comprises at least one nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 11.
  • This is at least one nucleotide sequence
  • WIPI protein should be understood as meaning both a wild-type protein and a modified protein which is coded for by a modified WIPI gene sequence, including possible splice variants. In a preferred manner, this is a protein according to the invention as claimed in claim 1.
  • the term WIPI protein also expressly includes peptide fragments of a WIPI protein. Preferably, it may be a peptide fragment which is present as a MHC (major histo-compatibility complex) -presented peptide on the surface of a cell, in particular in pathological conditions, preferably in tumor diseases.
  • MHC major histo-compatibility complex
  • At least one substance can be provided for detecting the expression and / or the function of at least one WIPI protein in eukaryotic cells.
  • This substance could be a polypeptide or protein, in particular an enzyme or an immunological reagent, for example an antibody.
  • the antibody can be a monoclonal or polyclonal antibody which is present in particular in a corresponding antiserum (monoclonal or polyclonal antiserum).
  • the antibody can be directed, for example, against the WIPI protein and as a so-called anti-WIPI immunological reagent in the context of an immunoassay, for example Western blot, protein chip or ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), for the detection of the WIPI protein to be used.
  • an antibody which is specifically directed against an antigen for example against the WIPI protein
  • a solid support preferably cellulose or polystyrene.
  • a labeled antibody is added in a second step.
  • the antibody may be labeled, for example, with an enzyme which permits colorimetric detection after addition of a chromogenic substrate. Therefore, the antigen concentration in the sample can be determined by a colorimetric determination of the immune complex-bound marker enzymes by comparison with standards of known enzyme activity.
  • all immunoassays known from the prior art can be used.
  • the immunological reagent can be a peptide aptamer, ie an artificially produced peptide which is specifically directed against or interacts with the WIPI protein and the detection of the WIPI protein, in particular according to one of the methods described, allowed.
  • all the Expert known reagents which are suitable for the marking of WIPI expression and / or function, for example Green Fluorescent Protein (GFP) or digoxigenin, are used.
  • GFP Green Fluorescent Protein
  • fusion protein for example GFP (Green Fluorescent Protein) WIPI.
  • oligonucleotides preferably cDNAs
  • a differential mRNA fingerprinting assay can be carried out in order to detect the expression intensity of WIPI genes at different pathological states.
  • nucleic acid detection techniques for example Southern blot, Northern blot and all variants of hybridization techniques, including in situ hybridization, RT-PCR (reverse transcription polymerase chain reaction) or gene chip.
  • the invention further provides an active ingredient for influencing, in particular for activating and / or inhibiting the expression and / or function of at least one WIPI protein in eukaryotic cells for the treatment of pathological conditions, in particular auto-phagia-associated diseases.
  • the active ingredient may also be a polypeptide or protein, in particular an enzyme or immunological reagent.
  • an antibody for example a monoclonal or polyclonal antibody, and / or a peptide aptamer. In particular, it may also be a function inhibitor or activator to a dominant negative mutant of the WIPI protein or to act as an antisense molecule.
  • the active ingredient is preferably used for the production of a medicament or a pharmaceutical composition.
  • the active ingredient is directed against the WIPI protein itself.
  • the active substance may be an antisense sequence, but also an already mentioned functional inhibitor or activator or a dominant negative mutant of the WIPI protein.
  • an activator example a genetically engineered mutant of the WIPI protein can be used.
  • the active ingredient influences, preferably reacts with, evolutionarily conserved amino acids of the WIPI protein.
  • the conserved amino acids in WIP1 proteins define the biological function of WIPI proteins, in particular the binding of phospholipids.
  • the inventors succeeded in demonstrating the function of the WIPI-1 protein as an intracellular binding module of the phospholipid PI (3) -P (phosphatidyl-inositol-3-phosphate).
  • the inventors for the first time identified evolutionarily conserved amino acids which are required for correct intracellular binding of the phospholipid.
  • the following evolutionarily conserved amino acids could be identified for the human WIPI-i ⁇ protein (each with position number): N23, Q24, D25, E64, R107, R110, R112, H185, G198, S203, S205, G208, T209, R212 , E224, R226, R227, G228, S251, T255, H257, S259, S335 and G336.
  • the evolutionarily conserved amino acids have a correspondingly different position in the other human WIPI proteins, in the human WIPI splice variants, in orthologous and paralogue WIPI sequences of other organisms.
  • the active substance influences, in particular activates or inhibits, the intracellular availability of phospholipids, in particular of Pl (3) -P, for interaction with WIPI proteins.
  • the intracellular availability of phospholipids depends, in particular, on whether or to what extent the phospholipids are present in front of an interaction with the WIPI proteins in bound form, in particular with proteins as binding partner.
  • the active ingredient provided according to the invention preferably influences, in particular activates and / or inhibits, the cellular functions of mitochondria, in particular the various forms of programmed cell death, for example autophagosomal cell death and / or apoptotic cell death, and / or energy balance regulation Cell.
  • the active ingredient influences, in particular activates and / or inhibits, the expression and / or function of the WIPI-3 protein.
  • a low molecular weight molecule in particular one with a molecular weight (MW) ⁇ 1000, possible.
  • a low molecular weight molecule can be, for example, a functional inhibitor or activator. It is also advantageous to use a polynucleotide which codes for a peptide which influences, preferably activates or inhibits, the expression of the WIPI protein.
  • the active ingredient is directed against at least one regulator, activator, inhibitor and / or against a biological precursor of the WIPI protein.
  • This regulator, activator, inhibitor and / or biological precursor can be, for example, an up- and / or downstream transcrip- be responsible for the level of expression of the WlPI protein ver ⁇ .
  • These are preferably sulfatase.3 and / or the ILF (interleukin enhancer-binding factor) -1-like protein, where sulfatase.3 is the anti-sense transcript to WIPI-1 and the ILF-1-like protein is anti-sense Transcript to WIPI-3, which can therefore influence the gene regulation of WIPI-1 and WIPI-3, in particular activate or inhibit.
  • the regulator may be the so-called TOR (Target Of Rapamycin) protein.
  • TOR Target Of Rapamycin
  • it may also be a protease which is responsible for the proteolytic degradation of a regulator, activator, inhibitor and / or biological precursor.
  • the active ingredient may be a polynucleotide which codes for a polypeptide which influences the expression and / or function of at least one regulator, activator, inhibitor and / or biological precursor of the WIPI protein, in particular activated or inhibited. This includes sequences which completely or partially encode these proteins, both as sense and as antisense sequences.
  • the active substance can modulate, in particular activate or inhibit, post-translational modifications of the WIPI protein.
  • modifications of phosphorylation and sumoylation This can take place, for example, by influencing, in particular activating or inhibiting, an enzyme, preferably a kinase and / or sumo ligase, etc., which carries out the post-translational modification of the WIPI protein.
  • an enzyme preferably a kinase and / or sumo ligase, etc.
  • any other form of post-translational modification is encompassed by the present invention.
  • the active ingredient it is likewise possible for the active ingredient to modulate, in particular activate or inhibit, the effector function of the WIPI protein by influencing the assembly with at least one binding partner, preferably a protein.
  • WIPI partner proteins preferably include the tumor suppressor proteins p53 and Rb, the cell-division cyclin D regulatory regulator, and nuclear receptors of steroid hormones, in particular estrogen receptors, retinoic acid receptors and PPAR (peroxisome proliferator-activated receptor), as well as all future identified partner proteins ,
  • WIPI proteins are also important targets for the correction of any cellular miscarriage involving WIPI proteins in the development of human disease.
  • the invention can be used to treat all forms of disorders associated with misdirected autophagy. These are in particular tumor diseases, neurodegenerative diseases, myopathies, infectious diseases, inflammatory diseases and / or aging diseases.
  • the invention can be used for the treatment of diseases which are based on a disturbed peroxisome biogenesis.
  • Peroxisomes are cell organelles that carry out the breakdown of fatty acids and amino acids. The number of peroxisomes in a cell undergoes a dynamic equilibrium (synthesis / synthesis versus degradation of peroxisomes). Disturbed peroxisome biogenesis can lead to pathological conditions, in particular to hyperoxuria syndrome, Refsum's syndrome, ALDP (adreno-leuco-dystrophy), RCDP (rhizomelic chondrodysplasia punctata), Zellweger syndrome and all PBDs (peroxisome biogenesis disorder).
  • the cellular degradation of peroxisomes proceeds with the aid of autophagosomal proteins, in particular with the aid of WIPI proteins. It is therefore possible, by influencing, in particular activation and / or inhibition of expressions sion and / or function of WIP1 proteins to treat the diseases just mentioned.
  • diseases of the fatty substance metabolism can be treated by the invention.
  • the fat-degrading function of the hepatocyte essentially restores the function of the peroxisomes of liver cells.
  • the WlPI proteins can be used as target structures for the therapy of disorders of lipid metabolism, in particular of the liver.
  • the provision of an active substance in the manner described for the stimulation of lipid metabolism and improved regeneration of the liver can lead to infections, for example hepatitis, cancers, for example hepatocellular carcinoma, and fibroses (alcoholic liver).
  • Cachexia is an emaciation syndrome that affects 50% of cancer patients.
  • fat and muscle tissue are broken down.
  • the proteolytic process is of great importance, even with the involvement of autophagy.
  • the present invention is also suitable for the therapy of Cache ⁇ xie.
  • the invention furthermore relates to a method for detecting and / or investigating the autophagy status in eukaryotic cells, encompassing the method steps
  • the detection method mitotic, d. H. in the growth phase, cells provided.
  • the mitotic cells are G361 cells, as these express a high concentration of WIPI proteins and perform autophagy efficiently.
  • the WIPI protein is coupled with a labeling reagent, in particular a fluorescent labeling reagent the WIPI protein is coupled with a fluorescent immunological anti-WIPI reagent, preferably with a fluorescent antibody and / or a fluorescing peptide aptamer.
  • the WIPI protein is expressed as a WIPI fusion protein, in particular as a fluorescent WIPI fusion protein.
  • the WIPI protein is expressed as GFP-WIPI fusion protein. In this way, a labeling step required after the expression of the WIPI protein is omitted.
  • the expression and / or distribution and / or function of the WIPI protein can be detected and / or examined by visualization methods, in particular fluorescence microscopic, fluorimetric, fluorescence-cytometric and / or immunological methods, in particular according to one of the methods already described.
  • the invention also includes a method for assaying the activity of at least one substance for influencing the autophagy process, in particular by activating and / or inhibiting the expression and / or function of at least one WIPI protein in eukaryotic cells for the treatment of pathological conditions
  • the disorders associated with autophagy include the process steps
  • mitotic cells preferably G361 cells
  • the substance are incubated with the substance, and subsequently the influence of this substance on the formation of autophagosomes having WIPI proteins is examined.
  • activators of autophagy can be recognized by the induction of autophageal particles.
  • the substance can be administered in combination with an inducer of autophagy, for example EBSS (Earle's buffered salt solution) medium, whose positive effect on autophagy by the desired inhibitor, for example PI-3 kinase inhibitor word- mannin, is stopped.
  • EBSS Aral buffered salt solution
  • PI-3 kinase inhibitor word- mannin an inducer of autophagy
  • this process is suitable for the identification of active substances, in particular activators or inhibitors. ren, the car dealership.
  • Such agents may either affect, in particular activate and / or inhibit, the expression and / or function of WIPI proteins or their regulators, activators, inhibitors and / or biological precursors.
  • these active ingredients could influence, in particular activate and / or inhibit, the process of autophagy via other, in particular still unknown, cellular target structures.
  • the invention further encompasses a pharmaceutical composition which comprises at least one active substance which influences the expression and / or function of at least one WIPI protein, in particular activates or inhibits it, and optionally a pharmaceutical carrier material.
  • the active ingredient may be a polypeptide or protein, in particular an enzyme or antibody. Preferably, as already mentioned above, it may be a function inhibitor or activator or a dominant negative mutant of the WIPI protein.
  • the active ingredient may be a poly nucleotide, in particular a cDNA.
  • the active agent may be a polynucleotide encoding a polypeptide that affects, preferably activates or inhibits, the expression of the WIPI protein.
  • the active ingredient according to the invention may, moreover, be a low molecular weight compound, in particular a low molecular weight molecule having a molecular weight (MW) ⁇ 1,000.
  • the active ingredient may also be a so-called antisense sequence. This is understood as meaning a sequence which is able to form a double strand with the mRNA, for example of the WIPI protein, in order to prevent the translation of a target peptide or protein in this way. It is also possible to use the sequence of the WlPI protein itself in order to avoid overexpression. sion, for example by incorporation into a vector or a plasmid.
  • the active ingredient of the pharmaceutical composition influences, in particular activates or inhibits, the expression and / or function of a regulator, activator, inhibitor and / or biological precursor of the WIPI protein.
  • This regulator, activator, inhibitor and / or biological precursor can be, for example, a kinase and / or a ligase which is involved in the regulation of the activity of the WIPI protein.
  • this is a transcription factor which plays a role in the level of expression of the WIPI protein.
  • a polynucleotide which codes for a polypeptide which influences, in particular activates or inhibits, the expression of a regulator, activator, inhibitor and / or biological precursor of the WIPI protein can also be present in such a composition.
  • the active substance is a low molecular weight molecule which preferably has a molecular weight (MW) ⁇ 1,000, and which influences the expression and / or function of the WIPI protein, in particular activates or inhibits it.
  • MW molecular weight
  • the invention further relates to a diagnostic kit.
  • This comprises at least one substance which is suitable for detecting the expression and / or distribution and / or function of at least one WIPI protein in eukaryotic cells, for the diagnosis of pathological conditions, in particular of autophagy-associated diseases.
  • kits diseases can be diagnosed which are associated with an over- or under-expression or with an over- or under function of the WIPI protein.
  • the detection of the diseases can be carried out by detecting a disturbed expression and / or function of the WIPI protein.
  • the substance may be one which provides this detection as a poly-nucleotide and / or polypeptide.
  • the protein equivalents are proteins from other organisms, in particular yeast, fruit fly and / or plants.
  • WIPI proteins are evolutionarily highly conserved and exist in all organisms, from unicellular organisms, for example yeasts, to humans, including plants.
  • the modulation of WIPI protein functions can be usefully employed in many organisms.
  • the present invention therefore also encompasses the use of an active ingredient according to the above description in biotechnology, in particular for improving the properties of useful plants and / or microorganisms.
  • biotechnological use of crops for example in terms of defense against plant infections, improved viability of plants under stress conditions, etc., be optimized by modulating agents of WIPI proteins.
  • the yields of agricultural crops (food technology) can be improved.
  • the biotechnological use of microorganisms can be optimized by influencing the WIPI protein functions. It may further be preferred to use WIPI genes or WIPI proteins in biosensing, preferably in unicellular organisms, in order to reflect environmental conditions by inducible autophagy. It may also be preferred to establish a biosensor in yeast cells or in suitable multicellular organisms in order to detect chemical and biological substances by receptor-coupled, inducible autophagy and the associated accumulation of WIPI proteins, preferably as a fluorescent fusion protein. Particularly preferably, the WIPI genes or WIPI proteins can be used in the biosynthetic productivity and / or in the aging behavior.
  • SEQ ID NO: 2 hWIPI-1a amino acid sequence
  • SEQ ID NO: 4 hWIPI-2 ⁇ amino acid sequence
  • SEQ ID NO: 6 hWIPI-2 ⁇ amino acid sequence
  • SEQ ID NO: 7 hWIPI-2 ⁇ cDNA
  • SEQ ID NO: 8 hWIPI-2 ⁇ amino acid sequence
  • SEQ ID NO: 12 hWIPI-3-like amino acid sequence
  • SEQ ID NO: 15-22 primer for preparation of specific 32 P-labeled cDNA samples for the human WIPI proteins 1-4 (Example I)
  • SEQ ID NO: 23-34 primer for the isolation of WIPI genes (Example II)
  • FIG. 1 Analysis of hWIPI-1 mRNA expression in human melanoma cell lines and hWIPI protein expression in G361 and He-La cells
  • the oligonucleotide sequences SEQ ID NO: 15-22 were amplified in standard PCR amplifications (20 cycles: 94 ° C. 30 s, 55 ° C. 30 s, 72 ° C. 1 min, 1 cycle: 72 0 C 2 min; REDTAG TM, polymerase, SIGMA) were used: human WIPI-1 SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 16, human WIPI-2 SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO : 18, human WIPI-3 SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, and human WIPI-4 SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22.
  • PCR fragments were labeled using the random primer DNA labeling system (Fig. Invitrogen) and Chroma Spin TM columns (BD Biosciences) according to the manufacturer's protocols cleaned.
  • the instructions from the following arrays or blots were followed: Cancer Profiling Array II, RNA Master Blot, Human MTN Blot 1 / ll (BD Biosciences).
  • the RNeasy kit (Qiagen) was used for the isolation of the entire RNA and the standardized Northern blotting and hybridization methods were carried out by using the ExpressHyb solution (BD Biosciences).
  • RNA was stained with ethidium bromide, and the arrays or blots were hybridized with 32 P labeled actin or ubiquitin (BD Biosciences) hybri ⁇ .
  • a partial hWIPI-1 cDNA fragment (without nucleotides 1-152) was isolated from a human liver cDNA library (clone 78) in a p53 inhibitory capacity assay.
  • the missing 5 'DNA sequence was cloned by RT-PCR (advantage of one-step RT-PCR, BD Biosciences) from mRNA of human testes (BD Biosciences).
  • the 3'-oligonucleotide having the sequence SEQ ID NO: 23 was designed so that it coincides with a single BglII site (nucleotides 277/281) within the ORF of hWIPI-1.
  • the 5'-oligonucleotide having the sequence SEQ ID NO: 24 was designed in such a way that it agrees with the sequence of the EST sequences obtained from NCBI (AA482531, Z24843, AA043660, AK079986). This RT-PCR fragment was fused to the initial cDNA clone isolate (clone 78) to obtain pAR31CD-hWIPI-1 ⁇ .
  • the full hWIPM ⁇ cDNA by PCR was amplificate sheet (15 cycles; 1 min 96 0 C, 53 0 C 1, 5 min, 72 0 C for 2.5 min; Pfu Turbo polymerase / Stratagene) using the pAR31CD-hWIPI-1 ⁇ as a template with oligonucleotide sequences SEQ ID NO: 25-26.
  • the resulting PCR fragment was subcloned into pEGFP.CI (BD Biociences); Cut EcoRI / Xhol).
  • RT-PCR TITANUM one-step RT-PCR, BD Biosciences
  • the mRNA of human testes BD Biosciences
  • the oligonucleotides according to the sequences 27- 34 which were prepared according to the BLAST search results at NCBI, were used: hWIPI-2 ⁇ SEQ ID NO: 27-28, hWIPI-2 ⁇ SEQ ID NO: 29-30, hWIPI-3 SEQ ID NO: 31-32 , hWIPI-4 SEQ ID NO: 33-34.
  • the resulting PCR fragments were cloned into pEGFP.CI.
  • Genbank accession numbers were assigned to our WIPI isolates: AY691424 (hWIPM ⁇ ), AY691425 (hWIPI-2 ⁇ ), AY691426 (hWIPI-2 ⁇ ), AY691427 (hWIPI-3), AY691428 (hWIPI-4).

Abstract

The invention relates to novel members of the WIPI family of proteins which represent valuable target structures for the modulation of cellular autophagy and also for the diagnosis and treatment of autophagy-associated diseases. The invention also relates to nucleotide sequences which encode said proteins. The invention further relates to a method for detecting and/or examining autophagy in addition to the identification of active substances which influence the autophagy, in particular in an active and/or inhibiting manner.

Description

Beschreibung Diagnostik und Therapie von Autophagie-assoziierten Erkrankungen Description Diagnosis and therapy of autophagy-associated diseases
Die vorliegende Erfindung betrifft Proteine, die entscheidend am zellulä¬ ren Prozeß der Autophagie beteiligt sind, sowie die entsprechenden Nu- kleotidsequenzen. Sie umfaßt ferner die Bereitstellung einer Substanz zum diagnostischen Nachweis mindestens eines dieser Proteine sowie die Bereitstellung eines Wirkstoffes zur Beeinflussung mindestens eines dieser Proteine für die therapeutische Behandlung von Erkrankungen, die mit einer fehlgeleiteten Autophagie in Zusammenhang stehen, sowie diesbezügliche Verfahren. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung und einen Diagnosekit.The present invention relates to proteins which are crucially involved in the cellularyngic process of autophagy and the corresponding nucleotide sequences. It further comprises the provision of a substance for diagnostic detection of at least one of these proteins, and the provision of an agent for influencing at least one of these proteins for the therapeutic treatment of diseases associated with misdirected autophagy, and methods therefor. In addition, the present invention relates to a pharmaceutical composition and a diagnostic kit.
Autophagie ist ein seit mehreren Jahren bekannter zellulärer Prozeß, der zum Abbau zellulärer Komponenten, insbesondere von Proteinen, Organellen, Infektionserregern usw., führt, die für die Aufrechterhaltung der normalen zellulären Physiologie unbrauchbar oder unerwünscht sind. Der Prozeß der Autophagie ist evolutionär konserviert, und die zel¬ lulären Proteine zur Durchführung der Autophagie sind in Hefen und Säugetieren homolog (evolutionäre Konservierung). Im Verlauf des Pro¬ zesses der Autophagie werden vesikuläre Membranstrukturen ausgebil¬ det, sogenannte Autophagosomen, die die abzubauenden Komponenten umschließen und durch nachfolgende Membranfusion mit den Lysoso- men den Enzymen der lysosomalen Abbaumaschinerie zugänglich ma¬ chen.Autophagy is a cellular process known for several years that results in the degradation of cellular components, particularly proteins, organelles, infectious agents, etc. that are unusable or undesirable for the maintenance of normal cellular physiology. The process of autophagy is evolutionarily conserved, and the cellular proteins for performing autophagy are homologous in yeasts and mammals (evolutionary preservation). In the course of the process of autophagy, vesicular membrane structures are formed, so-called autophagosomes, which surround the components to be degraded and, by subsequent membrane fusion with the lysosomes, make them accessible to the enzymes of the lysosomal degradation machinery.
Autophagie kann durch Nährstoffmangel ausgelöst werden und stellt un¬ ter diesen Bedingungen einen Prozeß dar, der durch intrazellulären Ab¬ bau bereits existierender Zellbestandteile zur Bereitstellung von Amino¬ säuren und Energie führt. Unter diesen Bedingungen kann, insbesonde¬ re bei Fliegen und Würmern, ein lebensverlängernder Mechanismus ak- tiviert werden. Beim Menschen wird unter Hungerbedingungen bzw. im Fastenzustand („calorie restriction") wie auch bei reduzierten Insulin¬ spiegeln ebenfalls Autophagie aktiviert. Bei Fettsucht (Obesitas) sind Störungen des Autophagieprozesses zu erwarten.Autophagy can be triggered by nutrient deficiency and, under these conditions, represents a process which leads to the provision of amino acids and energy by intracellular removal of already existing cell constituents. Under these conditions, especially in the case of flies and worms, a life-prolonging mechanism may be be tivated. In humans, autophagy is also activated under starvation conditions or in the fasting state ("calorie restriction") as well as in reduced levels of insulin, while in obesity (obesity) disorders of the autophagy process are to be expected.
Autophagie kann auch zum Tod einzelner Zellen in einem Organismus führen („nicht-apoptotischer programmierter Zelltod"). Diese Art von Zell¬ tod tritt natürlicherweise bei der Eliminierung unerwünschter Immunzel¬ len, beispielsweise von B-Zellen, ein, wie auch bei der Embryonalent¬ wicklung von Säugetieren (Cavitation) und bei der Organogenese in Säugetieren.Autophagy can also lead to the death of individual cells in an organism ("non-apoptotic programmed cell death") .This type of cell death occurs naturally in the elimination of unwanted immune cells, for example B cells, as well as in embryonic development Development of mammals (cavitation) and in organogenesis in mammals.
Es wurde ferner gezeigt, daß eine fehlgesteuerte Autophagie an der Entstehung einer Vielzahl von Krankheiten, insbesondere von schwer¬ wiegenden pathologischen Zuständen, beteiligt sein kann. So können Tumorerkrankungen durch den unvollständigen Abbau von Onkoprotei- nen oder durch unvollständige Eliminierung mutierter Zellen ausgelöst werden. Neurodegenerative Erkrankungen, beispielsweise Huntington'- sche Erkrankung, sind häufig auf einen unvollständigen Abbau von neu¬ ronalen Proteinen („Plaques") bzw. auf den autophagischen Zelltod von Neuronen zurückzuführen. Myopathien, insbesondere Kardiomyopa¬ thien, beruhen auf einer ungeregelten Eliminierung von Muskelzellen. Bei Infektionserkrankungen werden die Infektionserreger innerhalb einer infizierten Zelle häufig nur unvollständig eliminiert, bzw. es findet ein se¬ lektiver autophagischer Zelltod von Zellpopulationen des Immunsystems statt. Weitere Erkrankungen, die durch eine gestörte Autophagie bedingt sind, betreffen Entzündungserkrankungen sowie Erkrankungen des Fett¬ stoffwechsels, insbesondere Obesitas, Typ Il Diabetes, Cachexie usw.It has also been shown that a misdirected autophagy may be involved in the development of a variety of diseases, particularly pathological conditions of severe severity. For example, tumor diseases can be triggered by incomplete degradation of oncoproteins or by incomplete elimination of mutant cells. Neurodegenerative diseases, for example Huntington's disease, are frequently due to incomplete degradation of neuronal proteins ("plaques") or to the autophagic cell death of neurons Myopathies, in particular cardiomyopathies, are based on an unregulated elimination of muscle cells In infectious diseases, the infectious agents within an infected cell are often only incompletely eliminated, or se lective autophagic cell death of cell populations of the immune system takes place.Further diseases, which are caused by a disturbed autophagy, relate to inflammatory diseases as well as disorders of fat metabolism , especially obesity, type II diabetes, cachexia, etc.
Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, mindestens ein Protein bzw. die entsprechende Nukleotidsequenz zu identifizieren, welche(s) am Prozeß der Autophagie und damit auch an der Entstehung von Auto- phagie-assoziierten Erkrankungen beteiligt ist. Die Bereitstellung von Substanzen zum Nachweis und zur Beeinflussung dieser neuartigen Proteine ist eine weitere Aufgabe der Erfindung.The invention therefore has as its object to identify at least one protein or the corresponding nucleotide sequence which (s) is involved in the process of autophagy and thus also in the development of autophagy. phagia-associated diseases. The provision of substances for detecting and influencing these novel proteins is a further object of the invention.
Die Aufgabe wird gelöst durch mindestens ein Protein, wie es im An¬ spruch 1 beschrieben ist. Die entsprechenden Nukleotidsequenzen sind den Ansprüchen 2 bis 7 zu entnehmen. Der Anspruch 8 betrifft eine Substanz zum Nachweis der Expression und/oder Funktion mindestens eines dieser Proteine. Die Ansprüche 9 und 10 befassen sich mit erfin¬ dungsgemäßen Wirkstoffen. Bevorzugte Ausführungen sind in den ab¬ hängigen Ansprüchen 11 bis 27 genannt. Die Ansprüche 28 und 33 be¬ treffen ein Verfahren, der Anspruch 35 eine pharmazeutische Zusam¬ mensetzung, der Anspruch 38 einen Diagnosekit und der Anspruch 40 eine Verwendung.The object is achieved by at least one protein, as described in An¬ claim 1. The corresponding nucleotide sequences can be found in claims 2 to 7. Claim 8 relates to a substance for detecting the expression and / or function of at least one of these proteins. Claims 9 and 10 are concerned with the active compounds according to the invention. Preferred embodiments are mentioned in the dependent claims 11 to 27. Claims 28 and 33 relate to a method, claim 35 to a pharmaceutical composition, claim 38 to a diagnostic kit and claim 40 to a use.
Bei den erfindungsgemäßen Proteinen handelt es sich um sogenannte WIPI (WD-repeat proteins jnteracting with PJiospholipidinosides) Protei¬ ne. Diese zählen zu den WD-wiederholenden Proteinen, die einen kon¬ servierten Bereich von ungefähr 40 Aminosäuren enthalten, der ge¬ wöhnlich mit Tryptophan-Aspartat endet, und eine zirkuläre beta-Pro- pellerstruktur bildet. Die WD-wiederholenden Proteine sind an vielen zel¬ lulären Regulationsprozessen beteiligt, insbesondere der Zellprolifera- tion, Apoptose, Signaltransduktion, RNA-Metabolismus und Chromatin- kondensation. Sie regulieren die Assemblierung von Multi-Protein-Kom- plexen, indem sie eine stabile Plattform für simultane und reversible Pro¬ tein-Protein-Interaktionen liefern.The proteins according to the invention are what are known as WIPI (WD-repeat proteins interfering with PJiospholipidinosides) proteins. These belong to the WD-repeating proteins which contain a conserved range of about 40 amino acids, which usually ends with tryptophan aspartate, and forms a circular beta-propeller structure. The WD-repeating proteins are involved in many cellular regulatory processes, in particular cell proliferation, apoptosis, signal transduction, RNA metabolism and chromatin condensation. They regulate the assembly of multi-protein complexes by providing a stable platform for simultaneous and reversible protein-protein interactions.
Von den Erfindern konnten neue Mitglieder in Form von Splice Varianten der humanen WIPI Gen- und Proteinfamilie identifiziert werden. Diese umfassen hWIPMα, hWIPI-2ß, hWIPI-2δ und hWIPI-2ε. Ferner wurde das hWIPI-3-ähnliche Protein identifiziert. Vier Mitglieder dieser Gen- und Proteinfamilie, namentlich hWIPM ß, WIPI-2α, hWIPI-3 und hWIPI-4 sind bereits in der Literatur beschrieben [Jeffries, T.R., Dove, S. K., Mi- chell, R.H. & Parker, P. J. (2004), Mol Biol Cell, 15, 2652-63].The inventors were able to identify new members in the form of splice variants of the human WIPI gene and protein family. These include hWIPMα, hWIPI-2β, hWIPI-2δ and hWIPI-2ε. Furthermore, the hWIPI-3-like protein was identified. Four members of this gene and protein family, namely hWIPM ß, WIPI-2α, hWIPI-3 and hWIPI-4 have already been described in the literature [Jeffries, TR, Dove, SK, Michell, RH & Parker, PJ (2004), Mol Biol Cell, 15, 2652-63].
Die Erfinder konnten die Beteiligung von humanen WIPI Proteinen, ins¬ besondere von WIPI-1 Protein, am zellulären Prozeß der Autophagie zeigen. Dazu wurde eine Autophagie in Säugetierzellen durch Amino¬ säureentzug induziert. Ferner kann Autophagie unter Einbeziehung von WIPI Proteinen durch Zell- und/oder DNA-schädigende Einflüsse ausge¬ löst werden. Im Verlauf des Autophagie-Prozesses werden intrazellulär spezielle Formen zellulärer Partikel, sogenannte Autophagosomen, ge¬ bildet. Je nach Reifegrad des autophagosomalen Prozesses nehmen diese Partikel die Erscheinungsformen von „Punkten", „Sicheln" oder „Kugeln" ein. Durch Verwendung sogenannter Autophagiemarker, bei¬ spielsweise eines LC-3-Markers, konnte weiterhin gezeigt werden, daß WIPI Proteine, insbesondere das WIPI-1 Protein, essentielle Bestandtei¬ le der prä-autophagosomalen Struktur (PAS) in Form von „Punkten" sind. Außerdem kann humanes WIPI-1 in späten Stadien einer Au¬ tophagie eine Rolle spielen. Außerdem konnte durch die Verwendung eines WIPI-3 Antiserums nachgewiesen werden, dass das WIPI-3 Prote¬ in mit Mitochondrien kolokalisiert. Überraschenderweise konnte nun festgestellt werden, daß die Entstehung von Autophagie-assoziierten Erkrankungen, beispielsweise von Tumorerkrankungen, mit der Fehlex¬ pression von WIPI-Proteinen korreliert. Insbesondere können WIPI Pro¬ teine Tumor-supprimierende Eigenschaften besitzen.The inventors were able to demonstrate the involvement of human WIPI proteins, in particular of WIPI-1 protein, in the cellular process of autophagy. Autophagy in mammalian cells was induced by amino acid withdrawal. Furthermore, autophagy involving WIPI proteins can be triggered by cell- and / or DNA-damaging influences. In the course of the autophagy process, special forms of cellular particles, so-called autophagosomes, are formed intracellularly. Depending on the degree of maturity of the autophagosomal process, these particles take the form of "points", "sickles" or "spheres." By using so-called autophagy markers, for example an LC-3 marker, it has been shown that WIPI proteins, in particular the WIPI-1 protein, are essential components of the pre-autophagosomal structure (PAS) in the form of "dots". In addition, human WIPI-1 may play a role in late stages of autophagia. In addition, it could be demonstrated by using a WIPI-3 antiserum that the WIPI-3 protein co-localized with mitochondria. Surprisingly, it has now been found that the development of autophagy-associated diseases, for example of tumor diseases, correlates with the misprinting of WIPI proteins. In particular, WIPI proteins may have tumor-suppressing properties.
Weiterhin können WIPI Proteine an der Ausbildung und dem Transport sogenannter synaptischer Vesikel in Neuronen beteiligt sein. Synapsen sind die Zell-Zell-Übergangsregionen, über die Reiz- und Informations¬ übertragung zwischen benachbarten Nervenzellen erfolgt. Diese WIPI Transportfunktion trifft sowohl für die Zellen des zentralen Nervensys¬ tems (ZNS) als auch für die Zellen des periphären Nervensystems (PNS) zu, einschließlich der neuromuskulären Endplatten. Außerdem können WIPI Proteine an dem membrangestützen Transport von biolo¬ gischen Makromolekülen, insbesondere mRNA, microRNA, tRNA und/ oder Proteinen, und Proteinkomplexen, beispielsweise Ribosomen, in¬ nerhalb von Zellen, insbesondere innerhalb von Nervenzellen, beteiligt sein.Furthermore, WIPI proteins may be involved in the formation and transport of so-called synaptic vesicles in neurons. Synapses are the cell-cell transition regions via which stimulus and information transmission takes place between adjacent nerve cells. This WIPI transport function applies both to the cells of the central nervous system (CNS) and to the cells of the peripheral nervous system (PNS), including the neuromuscular end plates. Furthermore WIPI proteins may be involved in the membrane-supported transport of biological macromolecules, in particular mRNA, microRNA, tRNA and / or proteins, and protein complexes, for example ribosomes, within cells, in particular within nerve cells.
Das erfindungsgemäße Protein ist dadurch gekennzeichnet, daß es zu¬ mindest teilweise von einer Nukleotidsequenz oder Teilen davon kodiert ist, die zumindest zu 70 %, insbesondere zumindest zu 80 %, identisch mit mindestens einer Nukleotidsequenz aus SEQ ID NO: 1 und SEQ ID NO: 3 und SEQ ID NO: 5 und SEQ ID NO: 7 und SEQ ID NO: 11 ist. Vorzugsweise zeichnet sich das erfindungsgemäße Protein dadurch aus, daß es zumindest teilweise von einer Nukleotidsequenz oder Teilen davon kodiert ist, die zumindest zu 90 %, insbesondere zumindest zu 95 %, identisch mit mindestens einer Nukleotidsequenz aus SEQ ID NO: 1 und SEQ ID NO: 3 und SEQ ID NO: 5 und SEQ ID NO: 7 und SEQ ID NO: 11 ist.The protein according to the invention is characterized in that it is at least partially encoded by a nucleotide sequence or parts thereof which are at least 70%, in particular at least 80%, identical to at least one nucleotide sequence from SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 11. Preferably, the protein according to the invention is characterized in that it is at least partially encoded by a nucleotide sequence or parts thereof which are at least 90%, in particular at least 95%, identical to at least one nucleotide sequence from SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 11.
Die erfindungsgemäßen Proteine können beispielsweise aus einem Or¬ ganismus isoliert und gereinigt werden. Es kann jedoch auch bevorzugt sein, die Proteine in einem experimentellen System zu exprimieren.The proteins according to the invention can be isolated and purified, for example, from an organism. However, it may also be preferable to express the proteins in an experimental system.
Weiterhin umfaßt die Erfindung Nukleotidsequenzen oder Teile davon, die zumindest zu 70%, insbesondere zumindest zu 80%, identisch mit mindestens einer Nukleotidsequenz aus SEQ ID NO: 1 und SEQ ID NO: 3 und SEQ ID NO: 5 und SEQ ID NO: 7 und SEQ ID NO: 11 sind. Ins¬ besondere sind Nukleotidsequenzen oder Teile davon bevorzugt, die zumindest zu 90%, vorzugsweise zumindest zu 95%, identisch mit min¬ destens einer Nukleotidsequenz aus SEQ ID NO: 1 und SEQ ID NO: 3 und SEQ ID NO: 5 und SEQ ID NO: 7 und SEQ ID NO: 11 sind. Diese Nukleotidsequenzen können in isolierter Form vorliegen, vorzugsweise als cDNAs. Abhängig von dem jeweiligen Verwendungszweck können sie aber auch in einen Vektor, beispielsweise einen Expressionsvektor, eingebaut sein. Ferner können diese Sequenzen auch mit anderen Se¬ quenzen kombiniert sein. Weiterhin umfaßt die vorliegende Erfindung die Promotoren der WlPI Gene, die die Genexpression, insbesondere induziert durch Streß und/oder DNA-Schädigungen, regulieren.Furthermore, the invention comprises nucleotide sequences or parts thereof which are at least 70%, in particular at least 80%, identical to at least one nucleotide sequence from SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 11. In particular, nucleotide sequences or parts thereof are preferred which are at least 90%, preferably at least 95%, identical to at least one nucleotide sequence from SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 11. These nucleotide sequences may be in isolated form, preferably as cDNAs. Depending on the intended use can but they can also be incorporated into a vector, for example an expression vector. Furthermore, these sequences can also be combined with other sequences. Furthermore, the present invention encompasses the promoters of WIPI genes that regulate gene expression, in particular induced by stress and / or DNA damage.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Erfindung mindestens eine Nukleotidsequenz aus SEQ ID NO: 1 und SEQ ID NO: 3 und SEQ ID NO: 5 und SEQ ID NO: 7 und SEQ ID NO: 11. Diese mindestens eine Nukleotidsequenz ist vorzugs¬ weise dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein humanes WIPI Protein aus der Gruppe hWIPI-1α und hWIPI-2ß und hWIPI-2δ und hWIPI-2ε und hWIPI-3 ähnliches Protein kodiert.In a very particularly preferred embodiment of the invention, the invention comprises at least one nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 11. This is at least one nucleotide sequence Preferably, characterized in that it encodes at least one human WIPI protein from the group hWIPI-1α and hWIPI-2ß and hWIPI-2δ and hWIPI-2ε and hWIPI-3 like protein.
Im folgenden soll unter der Bezeichnung WIPI Protein sowohl ein wildty¬ pisches Protein als auch ein modifiziertes Protein, das von einer modifi¬ zierten WIPI Gensequenz kodiert ist, einschließlich möglicher Splice Va¬ rianten verstanden werden. In bevorzugter Weise handelt es sich dabei um ein erfindungsgemäßes Protein gemäß Anspruch 1. Mit der Be¬ zeichnung WIPI Protein sollen ausdrücklich auch Peptidfragmente eines WIPI Proteins erfaßt werden. In bevorzugter Weise kann es sich um ein Peptidfragment handeln, das sich als MHC (major-histo-compatibility- complex)-präsentiertes Peptid auf der Oberfläche einer Zelle, insbeson¬ dere bei pathologischen Zuständen, vorzugsweise bei Tumorerkrankun¬ gen, befindet.In the following, the term WIPI protein should be understood as meaning both a wild-type protein and a modified protein which is coded for by a modified WIPI gene sequence, including possible splice variants. In a preferred manner, this is a protein according to the invention as claimed in claim 1. The term WIPI protein also expressly includes peptide fragments of a WIPI protein. Preferably, it may be a peptide fragment which is present as a MHC (major histo-compatibility complex) -presented peptide on the surface of a cell, in particular in pathological conditions, preferably in tumor diseases.
Unter der Bezeichnung Aktivierung soll im folgenden sowohl die Stimu¬ lierung einer nicht vorhandenen Expression und/oder Funktion mindes¬ tens eines WIPI Proteins als auch die Steigerung bzw. Verstärkung einer bereits vorhandenen Expression und/oder Funktion mindestens eines WIPI Proteins verstanden werden. Erfindungsgemäß kann mindestens eine Substanz zum Nachweis der Expression und/oder der Funktion von mindestens einem WIPI Protein in eukaryotischen Zellen bereitgestellt werden. Damit ist insbesondere auch eine Diagnose von Erkrankungen, die mit einer fehlgeleiteten Au- tophagie in Zusammenhang stehen, möglich. Bei dieser Substanz könn¬ te es sich um ein Polypeptid oder Protein, insbesondere um ein Enzym oder ein immunologisches Reagenz, beispielsweise einen Antikörper, handeln. Bei dem Antikörper kann es sich um einen mono- oder polyklo- nalen Antikörper handeln, der insbesondere in einem entsprechenden Antiserum (mono- oder polyklonales Antiserum) vorliegt. Der Antikörper kann beispielsweise gegen das WIPI Protein gerichtet sein und als so¬ genanntes Anti-WIPI immunologisches Reagenz im Rahmen eines Im- munoassays, beispielsweise Western Blot, Proteinchip oder ELISA (en- zyme linked immuno sorbent assay), zum Nachweis des WIPI-Proteins benutzt werden. Beim ELISA Test wird ein Antikörper, der spezifisch ge¬ gen ein Antigen gerichtet ist, beispielweise gegen das WIPI Protein, auf einen festen Träger, vorzugsweise Cellulose oder Polystyrol, immobili¬ siert. Nach Ausbildung der Immunkomplexe wird in einem zweiten Schritt ein markierter Antikörper hinzugegeben. Der Antikörper kann bei¬ spielsweise mit einem Enzym markiert sein, das einen kolorimetrischen Nachweis nach Zugabe eines chromogenen Substrats erlaubt. Daher kann die Antigenkonzentration in der Probe über eine kolorimetrische Bestimmung der Immunkomplex-gebundenen Markerenzyme durch Ver¬ gleich mit Standards bekannter Enzymaktivität ermittelt werden. Prinzi¬ piell können alle aus dem Stand der Technik bekannten Immunoassays eingesetzt werden.The term activation is to be understood below as meaning both the stimulation of a non-existent expression and / or function of at least one WIPI protein and the increase or enhancement of an already existing expression and / or function of at least one WIPI protein. According to the invention, at least one substance can be provided for detecting the expression and / or the function of at least one WIPI protein in eukaryotic cells. In particular, a diagnosis of diseases that are associated with a misdirected autophagy is thus possible. This substance could be a polypeptide or protein, in particular an enzyme or an immunological reagent, for example an antibody. The antibody can be a monoclonal or polyclonal antibody which is present in particular in a corresponding antiserum (monoclonal or polyclonal antiserum). The antibody can be directed, for example, against the WIPI protein and as a so-called anti-WIPI immunological reagent in the context of an immunoassay, for example Western blot, protein chip or ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), for the detection of the WIPI protein to be used. In the ELISA test, an antibody which is specifically directed against an antigen, for example against the WIPI protein, is immobilized on a solid support, preferably cellulose or polystyrene. After formation of the immune complexes, a labeled antibody is added in a second step. The antibody may be labeled, for example, with an enzyme which permits colorimetric detection after addition of a chromogenic substrate. Therefore, the antigen concentration in the sample can be determined by a colorimetric determination of the immune complex-bound marker enzymes by comparison with standards of known enzyme activity. In principle, all immunoassays known from the prior art can be used.
Weiterhin kann es sich bei dem immunologischen Reagenz um ein Pep- tid-Aptamer, d. h. um ein künstlich hergestelltes Peptid, handeln, wel¬ ches spezifisch gegen das WIPI-Protein gerichtet ist bzw. mit diesem wechselwirkt und den Nachweis des WIPI-Proteins, insbesondere nach einem der beschriebenen Verfahren, erlaubt. Ebenso können alle dem Fachmann bekannten Reagenzien, die zur Markierung der WIPI Expres¬ sion und/oder Funktion geeignet sind, beispielsweise Green Fluorescent Protein (GFP) oder Digoxigenin, verwendet werden. So kann es bevor¬ zugt sein, daß derartige Markierungsreagenzien, beispielsweise GFP, und das nachzuweisende WIPI Protein als sogenanntes Fusionsprotein, beispielsweise GFP(Green Fluorescent Protein)-WIPI, in der zu untersu¬ chenden Zelle vorliegen.Furthermore, the immunological reagent can be a peptide aptamer, ie an artificially produced peptide which is specifically directed against or interacts with the WIPI protein and the detection of the WIPI protein, in particular according to one of the methods described, allowed. Likewise, all the Expert known reagents, which are suitable for the marking of WIPI expression and / or function, for example Green Fluorescent Protein (GFP) or digoxigenin, are used. Thus, it may be preferred that such labeling reagents, for example GFP, and the WIPI protein to be detected are present in the cell to be investigated as a so-called fusion protein, for example GFP (Green Fluorescent Protein) WIPI.
Besonders bevorzugt und von besonderem diagnostischen Wert für die Erkennung und Behandlung von Erkrankungen, die durch eine Fehlregu¬ lation von WIPI Genen bzw. Proteinen bedingt sind, ist die Erfassung von WIPI Expressionsmustern einer Zelle. Dazu eignen sich insbeson¬ dere Oligonukleotide, vorzugsweise cDNAs, an denen beispielsweise ein differentieller mRNA fingerprinting Assay durchgeführt werden kann, um die Expressionsintensität von WIPI Genen bei verschiedenen patho¬ logischen Zuständen zu erfassen. Es können aber auch alle anderen Arten der Nukleinsäurenachweistechniken angewandt werden, beispiels¬ weise Southern Blot, Northern Blot sowie alle Varianten der Hybridisie- rungstechniken, einschließlich In-Situ-Hybridisierung, RT-PCR (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction) oder Genchip.Particularly preferred and of particular diagnostic value for the detection and treatment of diseases which are caused by a Fehlregu¬ lation of WIPI genes or proteins, is the detection of WIPI expression patterns of a cell. In particular, oligonucleotides, preferably cDNAs, are suitable for this purpose, on which, for example, a differential mRNA fingerprinting assay can be carried out in order to detect the expression intensity of WIPI genes at different pathological states. However, it is also possible to use all other types of nucleic acid detection techniques, for example Southern blot, Northern blot and all variants of hybridization techniques, including in situ hybridization, RT-PCR (reverse transcription polymerase chain reaction) or gene chip.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Wirkstoff zur Beeinflussung, insbe¬ sondere zur Aktivierung und/oder Inhibierung der Expression und/oder Funktion mindestens eines WIPI Proteins in eukaryotischen Zellen zur Behandlung von pathologischen Zuständen, insbesondere von Auto- phagie-assoziierten Erkrankungen, bereitgestellt. Bei dem Wirkstoff kann es sich ebenfalls um ein Polypeptid oder Protein, insbesondere um ein Enzym oder immunologisches Reagenz, handeln. Als immunologi¬ sches Reagenz kommt ebenso ein Antikörper, beispielsweise ein mono- oder polyklonaler Antikörper, und/oder ein Peptid-Aptamer in Betracht. Weiterhin kann es sich insbesondere auch um einen Funktionsinhibitor oder -aktivator, um eine dominant negative Mutante des WIPI Proteins oder um ein Antisense-Molekül handeln. Bevorzugt wird der Wirkstoff zur Herstellung eines Medikamentes oder einer pharmazeutischen Zu¬ sammensetzung genutzt.The invention further provides an active ingredient for influencing, in particular for activating and / or inhibiting the expression and / or function of at least one WIPI protein in eukaryotic cells for the treatment of pathological conditions, in particular auto-phagia-associated diseases. The active ingredient may also be a polypeptide or protein, in particular an enzyme or immunological reagent. Also suitable as the immunological reagent is an antibody, for example a monoclonal or polyclonal antibody, and / or a peptide aptamer. In particular, it may also be a function inhibitor or activator to a dominant negative mutant of the WIPI protein or to act as an antisense molecule. The active ingredient is preferably used for the production of a medicament or a pharmaceutical composition.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Wirkstoff gegen das WIPI Protein selbst gerichtet. Es kann sich bei dem Wirkstoff um eine Antisensesequenz, aber auch um einen bereits oben erwähnten Funktionsinhibitor oder -aktivator oder um eine dominant ne¬ gative Mutante des WIPI Proteins handeln. Als Aktivator kann beispiels¬ weise eine gentechnisch veränderte Mutante des WIPI Proteins genutzt werden.In a further preferred embodiment of the invention, the active ingredient is directed against the WIPI protein itself. The active substance may be an antisense sequence, but also an already mentioned functional inhibitor or activator or a dominant negative mutant of the WIPI protein. As an activator example, a genetically engineered mutant of the WIPI protein can be used.
Erfindungsgemäß ist es insbesondere bevorzugt, dass der Wirkstoff evolutionär konservierte Aminosäuren des WIPI Proteins beeinflusst, vorzugsweise mit diesen reagiert. Dies ist besonders vorteilhaft, da die konservierten Aminosäuren in WIPl Proteinen die biologische Funktion von WIPI Proteinen, insbesondere die Bindung von Phospholipiden, de¬ finieren. So ist es den Erfindern erstmals gelungen, die Funktion des WIPI-1 Proteins als intrazelluläres Bindungsmodul des Phospholipides PI(3)-P(Phosphatidyl-lnositol-3-Phosphat) nachzuweisen. Durch die Er¬ zeugung und insbesondere Analyse von mutierten Varianten des WIPI-1 Proteins wurden von den Erfindern erstmals evolutionär konservierte Aminosäuren identifiziert, die für eine korrekte intrazelluläre Bindung des Phosholipides erforderlich sind. So konnten für das humane WIPI-iα Protein die folgenden evolutionär konservierten Aminosäuren identifiziert werden (Angabe jeweils mit Positionsnummer): N23, Q24, D25, E64, R107, R110, R112, H185, G198, S203, S205, G208, T209, R212, E224, R226, R227, G228, S251 , T255, H257, S259, S335 und G336. Die evo¬ lutionär konservierten Aminosäuren besitzen in den weiteren humanen WIPI Proteinen, in den humanen WIPI-Spleißvarianten, in orthologen sowie paralogen WIPI-Sequenzen anderer Organismen eine entspre¬ chend unterschiedliche Position. Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Wirk¬ stoff die intrazelluläre Verfügbarkeit von Phospholipiden, insbesondere von Pl(3)-P, für eine Wechselwirkung mit WIPI Proteinen beeinflusst, insbesondere aktiviert oder inhibiert. So hängt die intrazelluläre Verfüg¬ barkeit von Phospholipiden insbesondere davon ab, ob oder inwieweit die Phospholipide vor einer Wechselwirkung mit den WIPI Proteinen in gebundener Form, insbesondere mit Proteinen als Bindungspartner, vor¬ liegen.According to the invention, it is particularly preferred that the active ingredient influences, preferably reacts with, evolutionarily conserved amino acids of the WIPI protein. This is particularly advantageous since the conserved amino acids in WIP1 proteins define the biological function of WIPI proteins, in particular the binding of phospholipids. Thus, for the first time, the inventors succeeded in demonstrating the function of the WIPI-1 protein as an intracellular binding module of the phospholipid PI (3) -P (phosphatidyl-inositol-3-phosphate). By generating and, in particular, analyzing mutated variants of the WIPI-1 protein, the inventors for the first time identified evolutionarily conserved amino acids which are required for correct intracellular binding of the phospholipid. Thus, the following evolutionarily conserved amino acids could be identified for the human WIPI-iα protein (each with position number): N23, Q24, D25, E64, R107, R110, R112, H185, G198, S203, S205, G208, T209, R212 , E224, R226, R227, G228, S251, T255, H257, S259, S335 and G336. The evolutionarily conserved amino acids have a correspondingly different position in the other human WIPI proteins, in the human WIPI splice variants, in orthologous and paralogue WIPI sequences of other organisms. Furthermore, it can be provided according to the invention that the active substance influences, in particular activates or inhibits, the intracellular availability of phospholipids, in particular of Pl (3) -P, for interaction with WIPI proteins. Thus, the intracellular availability of phospholipids depends, in particular, on whether or to what extent the phospholipids are present in front of an interaction with the WIPI proteins in bound form, in particular with proteins as binding partner.
Vorzugsweise beeinflusst, insbesondere aktiviert und/oder inhibiert, der erfindungsgemäß bereitgestellte Wirkstoff die zellulären Funktionen von Mitochondrien, insbesondere die verschiedenen Formen des program¬ mierten Zelltods, beispielsweise des autophagosomalen Zelltods und/oder des apoptotischen Zelltods, und/oder Regulation des Energie¬ haushaltes der Zelle. In einer besonderen Ausführungsform der erfin¬ dungsgemäßen Bereitstellung beeinflusst, insbesondere aktiviert und/oder inhibiert, der Wirkstoff die Expression und/oder Funktion des WIPI-3 Proteins.The active ingredient provided according to the invention preferably influences, in particular activates and / or inhibits, the cellular functions of mitochondria, in particular the various forms of programmed cell death, for example autophagosomal cell death and / or apoptotic cell death, and / or energy balance regulation Cell. In a particular embodiment of the preparation according to the invention, the active ingredient influences, in particular activates and / or inhibits, the expression and / or function of the WIPI-3 protein.
Weiterhin ist die Applikation eines niedermolekularen Moleküls, insbe¬ sondere eines solchen mit einem Molekulargewicht (MG) < 1000, mög¬ lich. Ein niedermolekulares Molekül kann beispielsweise ein Funktion¬ sinhibitor oder -aktivator sein. Mit Vorteil kann auch ein Polynukleotid verwendet werden, das für ein Peptid kodiert, das die Expression des WIPI Proteins beeinflußt, vorzugsweise aktiviert oder inhibiert.Furthermore, the application of a low molecular weight molecule, in particular one with a molecular weight (MW) <1000, possible. A low molecular weight molecule can be, for example, a functional inhibitor or activator. It is also advantageous to use a polynucleotide which codes for a peptide which influences, preferably activates or inhibits, the expression of the WIPI protein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Wirkstoff gegen mindestens einen Regulator, Aktivator, Inhibitor und/ oder gegen einen biologischen Vorläufer des WIPI Proteins gerichtet. Dieser Regulator, Aktivator, Inhibitor und/oder biologischer Vorläufer kann beispielweise ein up- und/oder downstream liegender Transkrip- tionsfaktor sein, der für das Expressionsniveau des WlPI Proteins ver¬ antwortlich ist. Vorzugsweise handelt es sich dabei um Sulfatase.3 und/ oder das ILF (interleukin enhancer-binding factor)-1 ähnliche Protein, wobei Sulfatase.3 das anti-sense Transkript zu WIPI-1 und das ILF-1 ähnliche Protein das anti-sense Transkript zu WIPI-3 ist, die daher die Genregulation von WIPI-1 und WIPI-3 beeinflussen können, insbeson¬ dere aktivieren oder inhibieren. Weiterhin kann es sich bei dem Regula¬ tor um das sogenannte TOR (Target Of Rapamycin)-Protein handeln. Vorzugsweise kann es sich auch um eine Protease handeln, die für den proteolytischen Abbau eines Regulators, Aktivators, Inhibitors und/oder biologischen Vorläufers verantwortlich ist. Aber auch bis jetzt unbekann¬ te Moleküle, die an der Expression und/oder Funktion des WIPI Proteins beteiligt sind, sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung.In a further preferred embodiment of the invention, the active ingredient is directed against at least one regulator, activator, inhibitor and / or against a biological precursor of the WIPI protein. This regulator, activator, inhibitor and / or biological precursor can be, for example, an up- and / or downstream transcrip- be responsible for the level of expression of the WlPI protein ver¬. These are preferably sulfatase.3 and / or the ILF (interleukin enhancer-binding factor) -1-like protein, where sulfatase.3 is the anti-sense transcript to WIPI-1 and the ILF-1-like protein is anti-sense Transcript to WIPI-3, which can therefore influence the gene regulation of WIPI-1 and WIPI-3, in particular activate or inhibit. Furthermore, the regulator may be the so-called TOR (Target Of Rapamycin) protein. Preferably, it may also be a protease which is responsible for the proteolytic degradation of a regulator, activator, inhibitor and / or biological precursor. However, even hitherto unknown molecules which are involved in the expression and / or function of the WIPI protein are the subject of the present invention.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es sich bei dem Wirkstoff um ein Polynukleotid handeln, das ein Polypeptid kodiert, das die Expression und/oder Funktion mindestens eines Regula¬ tors, Aktivators, Inhibitors und/oder biologischen Vorläufers des WIPI Proteins beeinflußt, insbesondere aktiviert oder inhibiert. Hiervon um- fasst werden Sequenzen, die diese Proteine vollständig oder partiell ko¬ dieren, sowohl als Sense- als auch als Antisense-Sequenzen.In a particularly preferred embodiment of the invention, the active ingredient may be a polynucleotide which codes for a polypeptide which influences the expression and / or function of at least one regulator, activator, inhibitor and / or biological precursor of the WIPI protein, in particular activated or inhibited. This includes sequences which completely or partially encode these proteins, both as sense and as antisense sequences.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann der Wirkstoff post-transla- tionale Modifikationen des WIPI Proteins modulieren, insbesondere akti¬ vieren oder inhibieren. Dabei sind insbesondere die Modifikationen der Phosphorylierung und der Sumoylierung zu nennen. Dies kann bei¬ spielsweise durch Beeinflussung, insbesondere Aktivierung oder Inhibie¬ rung, eines Enzyms, vorzugsweise einer Kinase und/oder Sumo-Ligase etc., geschehen, das die post-translationale Modifikation des WIPI Pro¬ teins durchführt. Aber auch jede andere Form einer post-translationalen Modifikation wird von der vorliegenden Erfindung umfaßt. Erfindungsgemäß ist es ebenso möglich, daß der Wirkstoff die Effektor¬ funktion des WIPI Proteins durch Beeinflussung der Assemblierung mit mindestens einem Bindungspartner, vorzugsweise einem Protein, modu¬ liert, insbesondere aktiviert oder inhibiert. Zu diesen WIPI Partnerpro¬ teinen gehören in bevorzugter Weise die Tumorsuppressorproteine p53 und Rb, das Regulatorprotein der Zellteilung Cyclin D, sowie nukleare Rezeptoren von Steroidhormonen, insbesondere Östrogenrezeptoren, Retinsäurerezeptoren und PPAR (Peroxisome proliferator-activated re- ceptor), sowie alle zukünftig identifizierten Partnerproteine. Somit stellen WIPI Proteine auch wichtige Zielstrukturen für die Korrektur jeglichen zellulären Fehlverhaltens dar, das unter Beteiligung von WIPI Proteinen an der Entstehung humaner Erkrankungen beteiligt ist.In one development of the invention, the active substance can modulate, in particular activate or inhibit, post-translational modifications of the WIPI protein. Particular mention should be made of the modifications of phosphorylation and sumoylation. This can take place, for example, by influencing, in particular activating or inhibiting, an enzyme, preferably a kinase and / or sumo ligase, etc., which carries out the post-translational modification of the WIPI protein. However, any other form of post-translational modification is encompassed by the present invention. According to the invention, it is likewise possible for the active ingredient to modulate, in particular activate or inhibit, the effector function of the WIPI protein by influencing the assembly with at least one binding partner, preferably a protein. These WIPI partner proteins preferably include the tumor suppressor proteins p53 and Rb, the cell-division cyclin D regulatory regulator, and nuclear receptors of steroid hormones, in particular estrogen receptors, retinoic acid receptors and PPAR (peroxisome proliferator-activated receptor), as well as all future identified partner proteins , Thus, WIPI proteins are also important targets for the correction of any cellular miscarriage involving WIPI proteins in the development of human disease.
Die Erfindung kann genutzt werden, um alle Formen von Erkrankungen, die mit einer fehlgeleiteten Autophagie in Zusammenhang stehen, zu be¬ handeln. Dabei handelt es sich insbesondere um Tumorerkrankungen, neurodegenerative Erkrankungen, Myopathien, Infektionserkrankungen, Entzündungserkrankungen und/oder um Alterungserkrankungen.The invention can be used to treat all forms of disorders associated with misdirected autophagy. These are in particular tumor diseases, neurodegenerative diseases, myopathies, infectious diseases, inflammatory diseases and / or aging diseases.
Vorteilhafterweise kann die Erfindung zur Behandlung von Erkrankun¬ gen benutzt werden, die auf einer gestörten Peroxisomen-Biogenese beruhen. Peroxisome sind Zellorganellen, die den Abbau von Fettsäuren und Aminosäuren durchführen. Die Anzahl von Peroxisomen in einer Zelle unterliegt einem dynamischen Gleichgewicht (Aufbau/Synthese versus Abbau von Peroxisomen). Eine gestörte Peroxisomen-Biogenese kann zu pathologischen Zuständen führen, insbesondere zu Hyperoxalu- ria Syndrom, Refsum's Syndrom, ALDP (Adreno-Leuko-Dystrophy), RCDP (Rhizomelic Chondrodysplasia Punctata), Zellweger Syndrom und alle PBDs (Peroxisome Biogenesis Disorder). Der zelluläre Abbau von Peroxisomen verläuft mit Hilfe autophagosomaler Proteine, insbe¬ sondere mit Hilfe von WIPI Proteinen. Daher ist es möglich, durch Be¬ einflussung, insbesondere Aktivierung und/oder Inhibierung der Expres- sion und/oder Funktion von WIPl Proteinen, die soeben erwähnten Er¬ krankungen zu behandeln.Advantageously, the invention can be used for the treatment of diseases which are based on a disturbed peroxisome biogenesis. Peroxisomes are cell organelles that carry out the breakdown of fatty acids and amino acids. The number of peroxisomes in a cell undergoes a dynamic equilibrium (synthesis / synthesis versus degradation of peroxisomes). Disturbed peroxisome biogenesis can lead to pathological conditions, in particular to hyperoxuria syndrome, Refsum's syndrome, ALDP (adreno-leuco-dystrophy), RCDP (rhizomelic chondrodysplasia punctata), Zellweger syndrome and all PBDs (peroxisome biogenesis disorder). The cellular degradation of peroxisomes proceeds with the aid of autophagosomal proteins, in particular with the aid of WIPI proteins. It is therefore possible, by influencing, in particular activation and / or inhibition of expressions sion and / or function of WIP1 proteins to treat the diseases just mentioned.
Weiterhin können durch die Erfindung Erkrankungen des Fettstoffwech¬ sels behandelt werden. Die fettabbauende Funktion der Leberzelle be¬ ruht im wesentlichen Ausmaß auf der Funktion der Peroxisomen von Leberzellen. Aufgrund des soeben erwähnten Zusammenhangs zwi¬ schen der Anzahl der Funktion der Peroxisomen und dem Prozeß der Autophagie können die WlPI Proteine als Zielstrukturen für die Therapie von Erkrankungen des Fettstoffwechsels, insbesondere der Leber, ver¬ wendet werden. So kann die Bereitstellung eines Wirkstoffes in der be¬ schriebenen Weise zur Stimulation des Fettstoffwechsels und zur ver¬ besserten Regeneration der Leber nach Infektionen, beispielsweise He¬ patitis, Krebserkrankungen, beispielsweise hepatozelluläres Karzinom, und Fibrosen (Alkoholikerleber) führen.Furthermore, diseases of the fatty substance metabolism can be treated by the invention. The fat-degrading function of the hepatocyte essentially restores the function of the peroxisomes of liver cells. Because of the just mentioned relationship between the number of peroxisomes and the process of autophagy, the WlPI proteins can be used as target structures for the therapy of disorders of lipid metabolism, in particular of the liver. Thus, the provision of an active substance in the manner described for the stimulation of lipid metabolism and improved regeneration of the liver can lead to infections, for example hepatitis, cancers, for example hepatocellular carcinoma, and fibroses (alcoholic liver).
Eine extreme Form der Störung des zellulären Fettstoffwechsels liegt bei der klinischen Manifestation der Cachexie vor. Cachexie ist ein Abmage- rungssyndrom, das bei 50 % aller Krebspatienten eintritt. Bei der Ca¬ chexie kommt es zum Abbau von Fett und Muskelgewebe. Bei diesem Gewebeabbau ist der proteolytische Prozeß von großer Bedeutung, auch unter Beteiligung von Autophagie. In bevorzugter Weise eignet sich daher die vorliegende Erfindung ebenfalls zur Therapie der Cache¬ xie.An extreme form of disruption of cellular lipid metabolism exists in the clinical manifestation of cachexia. Cachexia is an emaciation syndrome that affects 50% of cancer patients. In the case of calcium excretion, fat and muscle tissue are broken down. In this tissue degradation, the proteolytic process is of great importance, even with the involvement of autophagy. Preferably, therefore, the present invention is also suitable for the therapy of Cache¬ xie.
Weiterhin kann es bevorzugt sein, durch Modulation, insbesondere Akti¬ vierung und/oder Inhibierung, der Expression und/oder Funktion mindes¬ tens eines WIPI Proteins Zellen entweder gegenüber Schädigungen, insbesondere gegenüber Zell- und/oder DNA-Schädigungen, zu sensiti- vieren oder zu desensitivieren. Dies kann vorteilhaft für die Aktivierung autophagischer Schutzmechanismen oder für die Unterbindung über¬ schießender Reaktionen sein. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Nachweis und/oder zur Untersuchung des Autophagie-Status in eukaryotischen Zellen, um¬ fassend die VerfahrensschritteFurthermore, it may be preferable, by modulation, in particular Akti¬ vation and / or inhibition, the expression and / or function of at least one WIPI protein cells either to damage, especially against cell and / or DNA damage, sensitive or desensitize. This can be advantageous for the activation of autophagic protective mechanisms or for the suppression of overshooting reactions. The invention furthermore relates to a method for detecting and / or investigating the autophagy status in eukaryotic cells, encompassing the method steps
Bereitstellen von mindestens ein WIPI Protein exprimieren- den ZellenProviding at least one WIPI protein expressing cells
Nachweis und/oder Untersuchung der Expression und/oderDetection and / or study of expression and / or
Verteilung und/oder Funktion des mindestens einen WIPIDistribution and / or function of the at least one WIPI
Proteins in den Zellen.Protein in the cells.
Für dieses zelluläre Nachweissystem werden vorteilhaft Zellen einge¬ setzt, die den Nachweis von WIPI-Proteinen mit hoher Effizienz erlau¬ ben. Bevorzugt werden für das Nachweisverfahren mitotische, d. h. in der Wachstumsphase befindliche, Zellen bereitgestellt. Vorzugsweise handelt es sich bei den mitotischen Zellen um G361-Zellen, da diese eine hohe Konzentration von WIPI Proteinen exprimieren und Autopha- gie effizient ausführen. Diese Zellen lassen bereits im Frühstadium der Autophagie nachweisbare autophagosomale Erscheinungsformen, ins¬ besondere in Form von „Punkten", erkennen. In einer weiteren Ausfüh¬ rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das WIPI Protein mit einem Markierungsreagenz, insbesondere einem fluoreszierenden Markierungsreagenz, gekoppelt. Bevorzugt wird das WIPI Protein mit einem fluoreszierenden immunologischen Anti-WIPI-Reagenz, vorzugs¬ weise mit einem fluoreszierenden Antikörper und/oder einem fluoreszie¬ renden Peptidaptamer, gekoppelt.For this cellular detection system, it is advantageous to use cells which permit the detection of WIPI proteins with high efficiency. Preferred for the detection method mitotic, d. H. in the growth phase, cells provided. Preferably, the mitotic cells are G361 cells, as these express a high concentration of WIPI proteins and perform autophagy efficiently. These cells reveal detectable autophagosomal manifestations, especially in the form of "dots", even in the early stages of autophagy In a further embodiment of the method according to the invention, the WIPI protein is coupled with a labeling reagent, in particular a fluorescent labeling reagent the WIPI protein is coupled with a fluorescent immunological anti-WIPI reagent, preferably with a fluorescent antibody and / or a fluorescing peptide aptamer.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das WIPI Protein als WIPI-Fusionsprotein, insbesonde¬ re als fluoreszierendes WIPI-Fusionsprotein, exprimiert. Erfindungsge¬ mäß ist es besonders bevorzugt, daß das WIPI Protein als GFP-WIPI- Fusionsprotein exprimiert wird. Auf diese Weise entfällt ein nach der Ex¬ pression des WIPI Proteins erforderlicher Markierungsschritt. Erfindungsgemäß kann die Expression und/oder Verteilung und/oder Funktion des WIPI Proteins durch Visualisierungsmethoden, insbeson¬ dere fluoreszenzmikroskopische, fluorimetrische, fluoreszenzzytometri- sche und/oder immunologische Methoden, insbesondere nach einem der bereits beschriebenen Verfahren, nachgewiesen und/oder unter¬ sucht.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the WIPI protein is expressed as a WIPI fusion protein, in particular as a fluorescent WIPI fusion protein. According to the invention, it is particularly preferred that the WIPI protein is expressed as GFP-WIPI fusion protein. In this way, a labeling step required after the expression of the WIPI protein is omitted. According to the invention, the expression and / or distribution and / or function of the WIPI protein can be detected and / or examined by visualization methods, in particular fluorescence microscopic, fluorimetric, fluorescence-cytometric and / or immunological methods, in particular according to one of the methods already described.
Die Erfindung umfaßt außerdem auch ein Verfahren zur Untersuchung der Aktivität mindestens einer Substanz zur Beeinflussung des Au- tophagie-Prozesses, insbesondere durch Aktivierung und/oder Inhibie¬ rung der Expression und/oder Funktion mindestens eines WIPI Proteins in eukaryotischen Zellen zur Behandlung von pathologischen Zustän¬ den, insbesondere von Autophagie assoziierten Erkrankungen, umfas¬ send die VerfahrensschritteThe invention also includes a method for assaying the activity of at least one substance for influencing the autophagy process, in particular by activating and / or inhibiting the expression and / or function of at least one WIPI protein in eukaryotic cells for the treatment of pathological conditions The disorders associated with autophagy, in particular, include the process steps
Bereitstellen von ein WIPI Protein exprimierenden ZellenProviding cells expressing WIPI protein
Inkubation der Zellen mit der SubstanzIncubation of the cells with the substance
Untersuchung der Expression und/oder Verteilung und/oderExamination of expression and / or distribution and / or
Funktion des WIPI Proteins in den Zellen.Function of the WIPI protein in the cells.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah¬ rens werden mitotischen Zellen, vorzugsweise G361 -Zellen, mit der Substanz inkubiert und anschließend der Einfluß dieser Substanz auf die Entstehung von WIPI Proteinen aufweisende Autophagosomen un¬ tersucht. So können Aktivatoren der Autophagie durch die Induktion au- tophagosomaler Partikel erkannt werden. Zur Erkennung von Inhibitoren der Autophagie kann die Substanz in Kombination mit einem Induktor der Autophagie, beispielsweise EBSS (Earle's buffered salt solution)- Medium, appliziert werden, dessen positive Wirkung auf die Autophagie durch den gesuchten Inhibitor, beispielsweise PI-3-Kinaseinhibitor Wort- mannin, unterbunden wird. Somit eignet sich dieses Verfahren für die Identifizierung von Wirkstoffen, insbesondere Aktivatoren oder Inhibito- ren, der Autopahgie. Derartige Wirkstoffe können die Expression und/ oder Funktion von WIPI Proteinen bzw. von deren Regulatoren, Aktiva¬ toren, Inhibitoren und/oder biologischen Vorläufern entweder beeinflus¬ sen, insbesondere aktivieren und/oder inhibieren.In a preferred embodiment of the method according to the invention, mitotic cells, preferably G361 cells, are incubated with the substance, and subsequently the influence of this substance on the formation of autophagosomes having WIPI proteins is examined. Thus, activators of autophagy can be recognized by the induction of autophageal particles. For the detection of inhibitors of autophagy, the substance can be administered in combination with an inducer of autophagy, for example EBSS (Earle's buffered salt solution) medium, whose positive effect on autophagy by the desired inhibitor, for example PI-3 kinase inhibitor word- mannin, is stopped. Thus, this process is suitable for the identification of active substances, in particular activators or inhibitors. ren, the car dealership. Such agents may either affect, in particular activate and / or inhibit, the expression and / or function of WIPI proteins or their regulators, activators, inhibitors and / or biological precursors.
Ebenso könnten diese Wirkstoffe über andere, insbesondere noch un¬ bekannte, zelluläre Zielstrukturen den Prozeß der Autophagie beeinflus¬ sen, insbesondere aktivieren und/oder inhibieren.Likewise, these active ingredients could influence, in particular activate and / or inhibit, the process of autophagy via other, in particular still unknown, cellular target structures.
Bezüglich weiterer Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.With regard to further features of the method according to the invention, reference is made to the preceding description.
Die Erfindung umfaßt ferner eine pharmazeutische Zusammensetzung, die mindestens einen Wirkstoff enthält, der die Expression und/oder Funktion von mindestens einem WIPI Protein beeinflußt, insbesondere aktiviert oder inhibiert, und gegebenenfalls ein pharmazeutisches Trä¬ germaterial. Dabei kann es sich bei dem Wirkstoff um ein Polypeptid o- der Protein handeln, insbesondere um ein Enzym oder Antikörper. Be¬ vorzugt kann es sich dabei, wie bereits weiter oben erwähnt, um einen Funktionsinhibitor oder -aktivator oder um eine dominant negative Mu¬ tante des WlPI Proteins handeln. Weiterhin kann der Wirkstoff ein Poly¬ nukleotid sein, insbesondere eine cDNA. Ferner kann es sich bei dem Wirkstoff um ein Polynukleotid handeln, welches ein Polypeptid kodiert, das die Expression des WIPI Proteins beeinflußt, vorzugsweise aktiviert oder inhibiert. Bei dem erfindungsgemäßen Wirkstoff kann es sich au¬ ßerdem um eine niedermolekulare Verbindung, insbesondere um ein niedermolekulares Molekül mit einem Molekulargewicht (MG) < 1.000 handeln. Ferner kann es sich bei dem Wirkstoff auch um eine sogenann¬ te Antisense-Sequenz handeln. Darunter versteht man eine Sequenz, die in der Lage ist, mit der mRNA, beispielsweise des WIPI Proteins, ei¬ nen Doppelstrang auszubilden, um auf diese Weise die Translation ei¬ nes Zielpeptids bzw. -proteins zu verhindern. Es ist weiterhin möglich, die Sequenz des WlPI Proteins selbst zu nutzen, um eine Überexpres- sion zu erzielen, beispielsweise durch den Einbau in einen Vektor oder ein Plasmid.The invention further encompasses a pharmaceutical composition which comprises at least one active substance which influences the expression and / or function of at least one WIPI protein, in particular activates or inhibits it, and optionally a pharmaceutical carrier material. In this case, the active ingredient may be a polypeptide or protein, in particular an enzyme or antibody. Preferably, as already mentioned above, it may be a function inhibitor or activator or a dominant negative mutant of the WIPI protein. Furthermore, the active ingredient may be a poly nucleotide, in particular a cDNA. Further, the active agent may be a polynucleotide encoding a polypeptide that affects, preferably activates or inhibits, the expression of the WIPI protein. The active ingredient according to the invention may, moreover, be a low molecular weight compound, in particular a low molecular weight molecule having a molecular weight (MW) <1,000. Furthermore, the active ingredient may also be a so-called antisense sequence. This is understood as meaning a sequence which is able to form a double strand with the mRNA, for example of the WIPI protein, in order to prevent the translation of a target peptide or protein in this way. It is also possible to use the sequence of the WlPI protein itself in order to avoid overexpression. sion, for example by incorporation into a vector or a plasmid.
Weiterhin ist bevorzugt, daß der Wirkstoff der pharmazeutischen Zu¬ sammensetzung die Expression und/oder Funktion eines Regulators, Aktivators, Inhibitors und/oder biologischen Vorläufers des WIPI Proteins beeinflußt, insbesondere aktiviert oder inhibiert. Dieser Regulator, Akti¬ vator, Inhibitor und/oder biologische Vorläufer kann beispielsweise eine Kinase und/oder eine Ligase sein, die an der Regulation der Aktivität des WIPI Proteins beteiligt ist. Weiterhin ist es möglich, daß es sich da¬ bei um einen Transkriptionsfaktor handelt, der eine Rolle für das Ex¬ pressionsniveau des WIPI Proteins spielt. Auch ein Polynukleotid, das ein Polypeptid kodiert, welches die Expression eines Regulators, Aktiva¬ tors, Inhibitors und/oder biologischen Vorläufers des WIPI Proteins be¬ einflußt, insbesondere aktiviert oder inhibiert, kann in einer solchen Zu¬ sammensetzung enthalten sein. Weiterhin ist es möglich, daß der Wirk¬ stoff ein niedermolekulares Molekül ist, welches vorzugsweise ein Mole¬ kulargewicht (MG) < 1.000 aufweist, und das die Expression und/oder Funktion des WIPI Proteins beeinflußt, insbesondere aktiviert oder inhi¬ biert. Bezüglich weiterer Merkmale des Wirkstoffs wird auf die obige Be¬ schreibung verwiesen.It is further preferred that the active ingredient of the pharmaceutical composition influences, in particular activates or inhibits, the expression and / or function of a regulator, activator, inhibitor and / or biological precursor of the WIPI protein. This regulator, activator, inhibitor and / or biological precursor can be, for example, a kinase and / or a ligase which is involved in the regulation of the activity of the WIPI protein. Furthermore, it is possible that this is a transcription factor which plays a role in the level of expression of the WIPI protein. A polynucleotide which codes for a polypeptide which influences, in particular activates or inhibits, the expression of a regulator, activator, inhibitor and / or biological precursor of the WIPI protein can also be present in such a composition. Furthermore, it is possible that the active substance is a low molecular weight molecule which preferably has a molecular weight (MW) <1,000, and which influences the expression and / or function of the WIPI protein, in particular activates or inhibits it. For further features of the active ingredient, reference is made to the above description.
Wie bereits erwähnt, stimulieren lebensverlängernde Bedingungen, bei¬ spielsweise Hunger oder reduzierte Kalorienzufuhr, die Autophagie. Es kann daher der Einsatz von Stimulatoren der Autophagie, vorzugsweise der hier beschriebenen Wirkstoffe zur Beeinflussung, insbesondere zur Aktivierung und/oder Inhibierung der Expression und/oder Funktion min¬ destens eines WIPI Proteins, bevorzugt sein, um eine lebensverlän¬ gernde Wirkung auf einen Organismus, insbesondere auf Pflanze, Tier und/oder Mensch, zu erzielen. Die Erfindung betrifft ferner einen Diagnosekit. Dieser umfaßt mindes¬ tens eine Substanz, die zum Nachweis der Expression und/oder Vertei¬ lung und/oder Funktion mindestens eines WIPI Proteins in eukaryoti- schen Zellen geeignet ist, zur Diagnose von pathologischen Zuständen, insbesondere von Autophagie-assoziierten Erkrankungen. Weiterhin können mit einem solchen Kit Erkrankungen diagnostiziert werden, die mit einer Über- oder Unterexpression bzw. mit einer Über- oder Unter¬ funktion des WIPI Proteins verbunden sind. Auch hierbei kann der Nachweis der Erkrankungen über den Nachweis einer gestörten Ex¬ pression und/oder Funktion des WIPI Proteins erfolgen. Insbesondere kann es sich bei der Substanz um eine solche handeln, die als Poly¬ nukleotid und/oder Polypeptid diesen Nachweis erbringt. Zu den weite¬ ren Merkmalen einer solchen Substanz wird auf den entsprechenden bisherigen Text der Beschreibung Bezug genommen.As already mentioned, life-prolonging conditions, such as hunger or reduced calorie intake, stimulate autophagy. Therefore, the use of stimulators of autophagy, preferably of the active ingredients described here for influencing, in particular for activating and / or inhibiting the expression and / or function of at least one WIPI protein, may be preferred in order to have a life-prolonging effect on an organism , in particular on plants, animals and / or humans. The invention further relates to a diagnostic kit. This comprises at least one substance which is suitable for detecting the expression and / or distribution and / or function of at least one WIPI protein in eukaryotic cells, for the diagnosis of pathological conditions, in particular of autophagy-associated diseases. Furthermore, with such a kit diseases can be diagnosed which are associated with an over- or under-expression or with an over- or under function of the WIPI protein. Here too, the detection of the diseases can be carried out by detecting a disturbed expression and / or function of the WIPI protein. In particular, the substance may be one which provides this detection as a poly-nucleotide and / or polypeptide. For the further characteristics of such a substance, reference is made to the corresponding previous text of the description.
Weiterhin kann es bevorzugt sein, mindestens eine Nukleotidsequenz gemäß der obigen Beschreibung zum Nachweis von Proteinäquivalen¬ ten einzusetzen, die eine mindestens 30 %ige Homologie zu den von der vorliegenden Erfindung umfaßten Nukleotidsequenzen aufweisen. Bei den Proteinäquivalenten handelt es sich um Proteine aus anderen Organismen, insbesondere Hefe, Fruchtfliege und/oder Pflanzen.Furthermore, it may be preferred to use at least one nucleotide sequence according to the above description for the detection of protein equivalents which have at least 30% homology to the nucleotide sequences encompassed by the present invention. The protein equivalents are proteins from other organisms, in particular yeast, fruit fly and / or plants.
Wie bereits erwähnt, sind WIPI Proteine evolutionär hoch konserviert und existieren in allen Organismen, von Einzellern, beispielsweise He¬ fen, bis zum Menschen einschließlich Pflanzen. Somit kann die Modula¬ tion von WIPI Proteinfunktionen in vielen Organismen nutzbringend ein¬ gesetzt werden. Die vorliegende Erfindung umfaßt daher auch die Ver¬ wendung eines Wirkstoffes gemäß der obigen Beschreibung in der Bio¬ technologie, insbesondere zur Verbesserung der Eigenschaften von Nutzpflanzen und/oder Mikroorganismen. So kann beispielsweise der biotechnologische Einsatz von Nutzpflanzen, beispielsweise hinsichtlich der Abwehr pflanzlicher Infektionen, einer verbesserten Lebensfähigkeit von Pflanzen unter Streßbedingungen etc., durch modulierende Wirk¬ stoffe von WIPI Proteinen optimiert werden. Damit können insbesondere die Erträge landwirtschaftlicher Nutzpflanzen (Lebensmitteltechnologie) verbessert werden. Es ist ebenfalls denkbar, daß der biotechnologische Einsatz von Mikroorganismen, beispielsweise von Hefen in Gärungspro¬ zessen oder Mikroorganismen in biotechnologischen Produktionspro¬ zessen, durch Beeinflussung der WIPI Proteinfunktionen optimierbar ist. Es kann weiterhin bevorzugt sein, WIPI Gene bzw. WIPI Proteine in der Biosensorik, vorzugsweise in generierten Einzellern, einzusetzen, um Umweltbedingungen durch induzierbare Autophagie zu reflektieren. Es kann ebenfalls bevorzugt sein, ein Biosensor in Hefezellen oder in ge¬ eigneten Mehrzellern zu etablieren, um chemische und biologische Sub¬ stanzen durch rezeptor-gekoppelte, induzierbare Autophagie und der damit verbundenen Akkumulation von WIPI Proteinen zu detektieren, vorzugsweise als fluoreszierendes Fusionsprotein. Besonders bevorzugt können die WIPI Gene bzw. WIPI Proteine in der biosynthetischen Pro¬ duktivität und/oder im Alterungsverhalten eingesetzt werden.As already mentioned, WIPI proteins are evolutionarily highly conserved and exist in all organisms, from unicellular organisms, for example yeasts, to humans, including plants. Thus, the modulation of WIPI protein functions can be usefully employed in many organisms. The present invention therefore also encompasses the use of an active ingredient according to the above description in biotechnology, in particular for improving the properties of useful plants and / or microorganisms. For example, the biotechnological use of crops, for example in terms of defense against plant infections, improved viability of plants under stress conditions, etc., be optimized by modulating agents of WIPI proteins. In particular, the yields of agricultural crops (food technology) can be improved. It is also conceivable that the biotechnological use of microorganisms, for example of yeasts in fermentation processes or microorganisms in biotechnological production processes, can be optimized by influencing the WIPI protein functions. It may further be preferred to use WIPI genes or WIPI proteins in biosensing, preferably in unicellular organisms, in order to reflect environmental conditions by inducible autophagy. It may also be preferred to establish a biosensor in yeast cells or in suitable multicellular organisms in order to detect chemical and biological substances by receptor-coupled, inducible autophagy and the associated accumulation of WIPI proteins, preferably as a fluorescent fusion protein. Particularly preferably, the WIPI genes or WIPI proteins can be used in the biosynthetic productivity and / or in the aging behavior.
Die beschriebenen Merkmale und weitere Merkmale der Erfindung er¬ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Aus¬ führungsformen in Form von Beispielen in Verbindung mit den Unteran¬ sprüchen und Figuren. Hierbei körinen die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein.The described features and further features of the invention will become apparent from the following description of preferred Aus¬ embodiments in the form of examples in conjunction with the subclaims and figures. In this case, the individual features may be realized individually or in combination with each other.
Übersicht zum Sequenzprotokoll:Overview of the sequence protocol:
SEQ ID NO: 1 : h WIP Ma cDNASEQ ID NO: 1: h WIP Ma cDNA
SEQ ID NO: 2: hWIPI-1a AminosäuresequenzSEQ ID NO: 2: hWIPI-1a amino acid sequence
SEQ ID NO: 3: hWlPI-2ß cDNASEQ ID NO: 3: hWlPI-2β cDNA
SEQ ID NO: 4: hWIPI-2ß AminosäuresequenzSEQ ID NO: 4: hWIPI-2β amino acid sequence
SEQ ID NO: 5: hWIPI-2δ cDNASEQ ID NO: 5: hWIPI-2δ cDNA
SEQ ID NO: 6: hWIPI-2δ Aminosäuresequenz SEQ ID NO: 7: hWIPI-2ε cDNASEQ ID NO: 6: hWIPI-2δ amino acid sequence SEQ ID NO: 7: hWIPI-2ε cDNA
SEQ ID NO: 8: hWIPI-2ε AminosäuresequenzSEQ ID NO: 8: hWIPI-2ε amino acid sequence
SEQ ID NO: 9: hWIPl-3 cDNASEQ ID NO: 9: hWIPl-3 cDNA
SEQ ID NO: 10: hWIPI-3 AminosäuresequenzSEQ ID NO: 10: hWIPI-3 amino acid sequence
SEQ ID NO: 11 :hWIPI-3 ähnliche cDNASEQ ID NO: 11: hWIPI-3-like cDNA
SEQ ID NO: 12: hWIPI-3 ähnliche AminosäuresequenzSEQ ID NO: 12: hWIPI-3-like amino acid sequence
SEQ ID NO: 13: hWIPI-4 cDNASEQ ID NO: 13: hWIPI-4 cDNA
SEQ ID NO: 14: hWIPI-4 AminosäuresequenzSEQ ID NO: 14: hWIPI-4 amino acid sequence
SEQ ID NO: 15-22: Primer für Herstellung spezifischer 32P markier¬ ter cDNA-Proben für die humanen WIPI Protei¬ ne 1-4 (Beispiel I)SEQ ID NO: 15-22: primer for preparation of specific 32 P-labeled cDNA samples for the human WIPI proteins 1-4 (Example I)
SEQ ID NO: 23-34: Primer für die Isolation von WIPI Genen (Bei¬ spiel II)SEQ ID NO: 23-34: primer for the isolation of WIPI genes (Example II)
Figur 1 : Analyse der hWIPI-1 mRNA Expression in humanen MeIa- nomzelllinien und hWIPI Proteinexpression in G361 und He- La ZellenFIG. 1: Analysis of hWIPI-1 mRNA expression in human melanoma cell lines and hWIPI protein expression in G361 and He-La cells
Beispiel I: Erfassung von Messenger RNA ExpressionsmusterExample I: Detection of messenger RNA expression patterns
Für die Herstellung spezifischer 32P markierter cDNA-Proben für huma¬ ne WIPI Proteine wurden die Oligonukleotidsequenzen SEQ ID NO: 15- 22 in standardmäßigen PCR-Amplifikationen (20 Zyklen: 94 0C 30 s, 55 0C 30 s, 72 0C 1 min, 1 Zyklus: 72 0C 2 min; REDTag™, Polymerase, SIGMA) verwendet: humane WIPI-1 SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 16, humane WIPI-2 SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 18, humane WIPI-3 SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 und humane WIPI-4 SEQ ID NO: 21 , SEQ ID NO: 22. Diese PCR-Fragmente wurden markiert, indem das Random Primer DNA-Markierungssystem (Invitrogen) verwendet wurde, und Chroma Spin™-Säulen (BD Biosciences) nach den Herstellerprotokollen gereinigt. Für die Northern Hybridisierungen wurden die Anweisungen aus den folgenden Arrays bzw. Blots befolgt: Cancer Profiling Array II, RNA Master Blot, Human MTN Blot l/ll (BD Biosciences). Der RNeasy Kit (Qiagen) wurde für die Isolierung der gesamten RNA und die stan¬ dardisierten Northern Blotting und Hybridisierungsverfahren wurden durchgeführt, indem die ExpressHyb-Lösung (BD Biosciences) verwen¬ det wurde. Zur Kontrolle für die gleichmäßige Beladung der Agarosegele mit RNA wurde mit Ethidiumbromid angefärbt, und die Arrays bzw. Blots wurden mit 32P markiertem Actin oder Ubiquitin (BD Biosciences) hybri¬ disiert.For the preparation of specific 32 P-labeled cDNA samples for human WIPI proteins, the oligonucleotide sequences SEQ ID NO: 15-22 were amplified in standard PCR amplifications (20 cycles: 94 ° C. 30 s, 55 ° C. 30 s, 72 ° C. 1 min, 1 cycle: 72 0 C 2 min; REDTAG ™, polymerase, SIGMA) were used: human WIPI-1 SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 16, human WIPI-2 SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO : 18, human WIPI-3 SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, and human WIPI-4 SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22. These PCR fragments were labeled using the random primer DNA labeling system (Fig. Invitrogen) and Chroma Spin ™ columns (BD Biosciences) according to the manufacturer's protocols cleaned. For the Northern hybridizations, the instructions from the following arrays or blots were followed: Cancer Profiling Array II, RNA Master Blot, Human MTN Blot 1 / ll (BD Biosciences). The RNeasy kit (Qiagen) was used for the isolation of the entire RNA and the standardized Northern blotting and hybridization methods were carried out by using the ExpressHyb solution (BD Biosciences). To control the uniform loading of the agarose gels with RNA was stained with ethidium bromide, and the arrays or blots were hybridized with 32 P labeled actin or ubiquitin (BD Biosciences) hybri¬.
Beispiel II: Isolation von WIPI-GenenExample II: Isolation of WIPI genes
Ein partielles cDNA-Fragment von hWIPI-1 (ohne die Nukleotide 1-152) wurde aus einer menschlichen Leber cDNA-Bibliothek (Klon 78) in einer Überprüfung auf p53 inhibitorische Kapazität isoliert. Um einen vollstän¬ digen hWIPI-1α cDNA Klon herzustellen, wurde die fehlende 5' DNA- Sequenz durch RT-PCR (Vorteil Ein-Schritt RT-PCR, BD Biosciences) aus mRNA von menschlichen Hoden (BD Biosciences) kloniert. Das 3'- Oligonukleotid mit der Sequenz SEQ ID NO: 23 wurde so entworfen, daß sie mit einer einzelnen Bglll-Schnittstelle (Nukleotide 277/281) in¬ nerhalb des ORF von hWIPI-1 übereinstimmt. Das 5'Oligonukleotid mit der Sequenz SEQ ID NO: 24 wurde so entworfen, daß sie mit der Rei¬ henfolge der von NCBI erhaltenen EST-Sequenzen übereinstimmt (AA482531 , Z24843, AA043660, AK079986). Dieses RT-PCR-Fragment wurde mit dem anfänglichen cDNA-Klonisolat (Klon 78) fusioniert, um pAR31CD-hWIPI-1α zu erhalten. Um eine vollständige GFP-hWIPI-1α zu erhalten, wurde die vollständige hWIPMα cDNA durch PCR amplifi- ziert (15 Zyklen; 96 0C 1 min, 53 0C 1 ,5 min, 72 0C 2,5 min; Pfu Turbo Polymerase/Stratagene), indem die pAR31CD-hWIPI-1α als ein Templat mit den Oligonukleotidsequenzen SEQ ID NO: 25-26 verwendet wurde. Das resultierende PCR-Fragment wurde in pEGFP.CI subkloniert (BD Biociences); Schnitt EcoRI/Xhol). Das Klonieren von Mitgliedern der menschlichen WIPI-Familie wurde mit RT-PCR durchgeführt (TITANUM Ein-Schritt RT-PCR, BD Biosciences), indem die mRNA von menschli¬ chen Hoden (BD Biosciences) und die Oligonukleotide gemäß den Se¬ quenzen 27-34, die gemäß den BLAST-Suchergebnissen bei NCBI ent¬ worfen wurden, verwendet wurden: hWIPI-2α SEQ ID NO: 27-28, hWIPI- 2ß SEQ ID NO: 29-30, hWIPI-3 SEQ ID NO: 31-32, hWIPI-4 SEQ ID NO: 33-34. Die resultierenden PCR-Fragmente wurden in pEGFP.CI Moniert. Alle Konstrukte wurden durch PCR und überlappende automati¬ sche DNA-Sequenzierung verifiziert (GENterprise Genomics, Deutsch¬ land). Die folgenden Genbankzugangsnummern wurden unseren WIPI- Isolaten zugeteilt: AY691424 (hWIPMα), AY691425 (hWIPI-2ß), AY691426 (hWIPI-2δ), AY691427 (hWIPI-3), AY691428 (hWIPI-4). A partial hWIPI-1 cDNA fragment (without nucleotides 1-152) was isolated from a human liver cDNA library (clone 78) in a p53 inhibitory capacity assay. In order to produce a complete hWIPI-1α cDNA clone, the missing 5 'DNA sequence was cloned by RT-PCR (advantage of one-step RT-PCR, BD Biosciences) from mRNA of human testes (BD Biosciences). The 3'-oligonucleotide having the sequence SEQ ID NO: 23 was designed so that it coincides with a single BglII site (nucleotides 277/281) within the ORF of hWIPI-1. The 5'-oligonucleotide having the sequence SEQ ID NO: 24 was designed in such a way that it agrees with the sequence of the EST sequences obtained from NCBI (AA482531, Z24843, AA043660, AK079986). This RT-PCR fragment was fused to the initial cDNA clone isolate (clone 78) to obtain pAR31CD-hWIPI-1α. In order to obtain a complete GFP hWIPI-1α, the full hWIPMα cDNA by PCR was amplificate sheet (15 cycles; 1 min 96 0 C, 53 0 C 1, 5 min, 72 0 C for 2.5 min; Pfu Turbo polymerase / Stratagene) using the pAR31CD-hWIPI-1α as a template with oligonucleotide sequences SEQ ID NO: 25-26. The resulting PCR fragment was subcloned into pEGFP.CI (BD Biociences); Cut EcoRI / Xhol). The cloning of members of the human WIPI family was carried out by RT-PCR (TITANUM one-step RT-PCR, BD Biosciences), in which the mRNA of human testes (BD Biosciences) and the oligonucleotides according to the sequences 27- 34, which were prepared according to the BLAST search results at NCBI, were used: hWIPI-2α SEQ ID NO: 27-28, hWIPI-2β SEQ ID NO: 29-30, hWIPI-3 SEQ ID NO: 31-32 , hWIPI-4 SEQ ID NO: 33-34. The resulting PCR fragments were cloned into pEGFP.CI. All constructs were verified by PCR and overlapping automatic DNA sequencing (GENterprise Genomics, Germany). The following Genbank accession numbers were assigned to our WIPI isolates: AY691424 (hWIPMα), AY691425 (hWIPI-2β), AY691426 (hWIPI-2δ), AY691427 (hWIPI-3), AY691428 (hWIPI-4).

Claims

Patentansprüche claims
1. WIPI Protein (WD-repeat proteins jnteracting with Phospho-lipid- inosides), dadurch gekennzeichnet, daß es zumindest teilweise von einer Nukleotidsequenz oder Teilen davon kodiert ist, die zu¬ mindest zu 70 %, insbesondere zumindest zu 80 %, identisch mit einer Nukleotidsequenz gemäß SEQ ID NO: 1 , SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7 und/oder SEQ ID NO: 11 ist .1. WIPI protein (WD-repeat proteins interfering with phospholipid inosides), characterized in that it is at least partially encoded by a nucleotide sequence or parts thereof, which zu¬ at least 70%, in particular at least 80%, identical to a nucleotide sequence according to SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7 and / or SEQ ID NO: 11.
2. Nukleinsäure oder Teile davon, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest zu 70 %, insbesondere zumindest zu 80 %, identisch mit einer Nukleotidsequenz gemäß SEQ ID NO: 1 , SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7 und/oder SEQ ID NO: 11 ist.2. Nucleic acid or parts thereof, characterized in that it is at least 70%, in particular at least 80%, identical to a nucleotide sequence according to SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7 and / or SEQ ID NO: 11.
3. Nukleinsäure, kodierend für das humane WIPI-iα mit der Nukleo¬ tidsequenz gemäß SEQ ID NO: 1 , oder Teile davon.3. Nucleic acid encoding the human WIPI-iα with the nucleotide sequence according to SEQ ID NO: 1, or parts thereof.
4. Nukleinsäure, kodierend für das humane WIPI-2ß mit der Nukleo¬ tidsequenz gemäß SEQ ID NO: 3, oder Teile davon.4. nucleic acid encoding the human WIPI-2ß with the nucleotide tidsequenz according to SEQ ID NO: 3, or parts thereof.
5. Nukleinsäure, kodierend für das humane WIPI-2δ mit der Nukleo¬ tidsequenz gemäß SEQ ID NO: 5, oder Teile davon.5. Nucleic acid encoding human WIPI-2δ with the nucleotide sequence according to SEQ ID NO: 5, or parts thereof.
6. Nukleinsäure, kodierend für das humane WIPI-2ε mit der Nukleo¬ tidsequenz gemäß SEQ ID NO: 7, oder Teile davon.6. Nucleic acid encoding human WIPI-2ε with the nucleotide sequence according to SEQ ID NO: 7, or parts thereof.
7. Nukleinsäure, kodierend für das humane WIPI-3 ähnliche Protein mit der Nukleotidsequenz gemäß SEQ ID NO: 11 , oder Teile da¬ von. 7. nucleic acid encoding the human WIPI-3 similar protein with the nucleotide sequence according to SEQ ID NO: 11, or parts da¬ of.
8. Bereitstellung mindestens einer Substanz zum Nachweis der Ex¬ pression und/oder Funktion mindestens eines WIPI Proteins in eukaryotischen Zellen zur Diagnose von pathologischen Zustän¬ den, insbesondere von Autophagie-assoziierten Erkrankungen.8. Provision of at least one substance for detecting the expression and / or function of at least one WIPI protein in eukaryotic cells for the diagnosis of pathological conditions, in particular of autophagy-associated diseases.
9. Bereitstellung mindestens eines Wirkstoffes zur Beeinflussung, insbesondere zur Aktivierung und/oder Inhibierung, der Expres¬ sion und/oder Funktion mindestens eines WIPI Proteins in euka¬ ryotischen Zellen zur Behandlung von pathologischen Zustnden, insbesondere von Autophagie-assoziierten Erkrankungen.9. Provision of at least one active substance for influencing, in particular for activating and / or inhibiting, the expression and / or function of at least one WIPI protein in eukaryotic cells for the treatment of pathological conditions, in particular of autophagy-associated diseases.
10. Bereitstellung mindestens eines Wirkstoffes zur Beeinflus¬ sung, insbesondere zur Aktivierung und/oder Inhibierung, der Ex¬ pression und/oder Funktion mindestens eines WIPI Proteins in eu¬ karyotischen Zellen zur Herstellung eines Medikamentes oder ei¬ ner pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von pathologischen Zuständen, insbesondere von Autophagie-asso¬ ziierten Erkrankungen.10. Provision of at least one active substance for influencing, in particular for activating and / or inhibiting, the expression and / or function of at least one WIPI protein in eukaryotic cells for the production of a medicament or a pharmaceutical composition for the treatment of pathological States, especially of autophagy-associated diseases.
11. Bereitstellung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem WIPI Protein um einen Ver¬ treter aus der Familie von WIPI-1 Protein, WIPI-2 Protein, WIPI-3 Protein, WIPI-3 ähnliches Protein und/oder WIPI-4 Protein und/ oder eine Splice Variante davon handelt.11. Provision according to one of claims 8 to 10, characterized in that it is the WIPI protein from a triester from the family of WIPI-1 protein, WIPI-2 protein, WIPI-3 protein, WIPI-3-like protein and / or WIPI-4 protein and / or a splice variant thereof.
12. Bereitstellung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß das WIPI Protein von einer Nukleotidse- quenz oder Teilen davon kodiert ist, die zumindest zu 70 %, ins¬ besondere zumindest zu 80 %, identisch mit einer Nukleotidse- quenz gemäß SEQ ID NO: 1 , SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7 und/oder SEQ ID NO: 11 ist. 12. Provision according to one of claims 8 to 11, characterized in that the WIPI protein is encoded by a nucleotide sequence or parts thereof which are at least 70%, in particular at least 80%, identical to a nucleotide sequence according to SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7 and / or SEQ ID NO: 11.
13. Bereitstellung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das WIPI Protein von einer Nukleotidse- quenz, oder Teilen davon kodiert ist, die identisch mit einer Nukle- otidsequenz gemäß SEQ ID NO: 1 , SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7 und/oder SEQ ID NO: 11 ist.13. Provision according to one of claims 8 to 12, characterized in that the WIPI protein is encoded by a nucleotide sequence, or parts thereof, identical to a nucleotide sequence according to SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7 and / or SEQ ID NO: 11.
14. Bereitstellung eines Wirkstoffes nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff ein Polypep¬ tid oder Protein, insbesondere ein Enzym oder Antikörper, ist.14. Provision of an active substance according to any one of claims 9 to 13, characterized in that the active ingredient is a polypeptide or protein, in particular an enzyme or antibody.
15. Bereitstellung eines Wirkstoffes nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff ein Poly¬ nukleotid, insbesondere eine cDNA und/oder ein Antisense- Molekül, ist.15. Provision of an active ingredient according to any one of claims 9 to 14, characterized in that the active ingredient is a poly nucleotide, in particular a cDNA and / or an antisense molecule.
16. Bereitstellung eines Wirkstoffes nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff gegen das WIPI Protein gerichtet ist.16. Provision of an active ingredient according to one of claims 9 to 15, characterized in that the active ingredient is directed against the WIPI protein.
17. Bereitstellung eines Wirkstoffes nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff ein Poly¬ nukleotid ist, welches ein Polypeptid kodiert, das die Expression und/oder Funktion des WIPI Proteins beeinflußt, insbesondere ak¬ tiviert oder inhibiert.17. Provision of an active substance according to any one of claims 9 to 16, characterized in that the active ingredient is a poly nucleotide which encodes a polypeptide which influences the expression and / or function of the WIPI protein, in particular activated or inhibited.
18. Bereitstellung eines Wirkstoffes nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff gegen min¬ destens einen Regulator, insbesondere TOR (Target Of Rapamy- cin), Aktivator, Inhibitor und/oder gegen einen biologischen Vor¬ läufer des WIPI Proteins gerichtet ist. 18. Provision of an active substance according to one of claims 9 to 17, characterized in that the active ingredient against at least one regulator, in particular TOR (Target Of Rapamycin), activator, inhibitor and / or against a biological Vor¬ runner of WIPI Protein is directed.
19. Bereitstellung eines Wirkstoffes nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Regulator Sulfatase.3 und/oder ein ILF-1 (interleukin enhancer-binding factor) ähnliches Protein ist.19. Provision of an active ingredient according to claim 18, characterized in that the regulator sulfatase.3 and / or an ILF-1 (interleukin enhancer-binding factor) is similar protein.
20. Bereitstellung eines Wirkstoffes nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff ein Poly¬ nukleotid ist, welches ein Polypeptid kodiert, das die Expression und/oder Funktion mindestens eines Regulators, Aktivators, Inhibi¬ tors und/ oder eines biologischen Vorläufers des WIPI Proteins beeinflußt, insbesondere aktiviert oder inhibiert.20. Provision of an active ingredient according to any one of claims 9 to 19, characterized in that the active ingredient is a poly nucleotide which encodes a polypeptide which comprises the expression and / or function of at least one regulator, activator, inhibitor and / or one biological precursor of the WIPI protein, in particular activated or inhibited.
21. Bereitstellung eines Wirkstoffes nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff die post- translationale Modifikation des WIPI Proteins beeinflußt, insbe¬ sondere aktiviert oder inhibiert.21. Provision of an active substance according to any one of claims 9 to 20, characterized in that the active substance influences the post-translational modification of the WIPI protein, in particular activates or inhibits.
22. Bereitstellung eines Wirkstoffes nach einem der Ansprüche 9 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff die Phospho¬ rylierung und/oder Sumoylierung des WIPI Proteins beeinflußt, insbesondere aktiviert oder inhibiert.22. Provision of an active ingredient according to any one of claims 9 to 21, characterized in that the active ingredient affects the Phospho¬ rylation and / or sumoylation of the WIPI protein, in particular activated or inhibited.
23. Bereitstellung eines Wirkstoffes nach einem der Ansprüche 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff ein Enzym, insbesondere eine Kinase und/oder Ligase, vorzugsweise eine Sumo-Ligase, beeinflußt, insbesondere aktiviert oder inhibiert.23. Provision of an active ingredient according to any one of claims 9 to 22, characterized in that the active substance an enzyme, in particular a kinase and / or ligase, preferably a sumo ligase, influenced, in particular activated or inhibited.
24. Bereitstellung eines Wirkstoffes nach einem der Ansprüche 9 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff die Assemb¬ lierung des WIPI Proteins mit mindestens einem Bindungspartner beeinflußt, insbesondere aktiviert oder inhibiert. 24. Provision of an active ingredient according to any one of claims 9 to 23, characterized in that the active ingredient affects the Assemb¬ lation of WIPI protein with at least one binding partner, in particular activated or inhibited.
25. Bereitstellung eines Wirkstoffes nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Bindungspartner ein Protein, insbeson¬ dere ein Tumorsuppressorprotein oder ein Regulatorprotein oder ein Steroidhormon, ist.25. Provision of an active compound according to claim 24, characterized in that the binding partner is a protein, in particular a tumor suppressor protein or a regulator protein or a steroid hormone.
26. Bereitstellung eines Wirkstoffes nach einem der Ansprüche 9 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff ein nieder¬ molekulares Molekül mit einem Molekulargewicht < 1000 ist.26. Provision of an active ingredient according to any one of claims 9 to 25, characterized in that the active ingredient is a nieder¬ molecular molecule having a molecular weight <1000.
27. Bereitstellung nach einem der Ansprüche 8 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Erkrankungen um Tumorer¬ krankungen, neurodegenerative Erkrankungen, Myopathien, Infek¬ tionserkrankungen, Entzündungserkrankungen, Alterungserkran¬ kungen und/oder um Erkrankungen des Fettstoffwechsels handelt.27. Provision according to one of claims 8 to 26, characterized in that the diseases are tumors, neurodegenerative diseases, myopathies, infectious diseases, inflammatory diseases, aging diseases and / or diseases of the lipid metabolism.
28. Verfahren zum Nachweis und/oder zur Untersuchung des Autophagie-Status in eukaryotischen Zellen, umfassend die Ver¬ fahrensschritte28. A method for detecting and / or investigating autophagy status in eukaryotic cells comprising the steps of Ver¬
Bereitstellen von mindestens ein WIPI Protein exprimieren- den ZellenProviding at least one WIPI protein expressing cells
Nachweis und/oder Untersuchung der Expression und/oder Verteilung und/oder Funktion des mindestens einen WIPI Proteins in den Zellen.Detection and / or investigation of the expression and / or distribution and / or function of the at least one WIPI protein in the cells.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß mito¬ tische Zellen, vorzugsweise G361 -Zellen, bereitgestellt werden.29. The method according to claim 28, characterized in that mito¬ tables cells, preferably G361 cells are provided.
30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß das WIPI-Protein mit einem Markierungsreagenz, insbeson¬ dere einem fluoreszierenden Markierungsreagenz, vorzugsweise einem fluoreszierenden Antikörper und/oder fluoreszierenden Pep- tid-Aptamer, gekoppelt wird. 30. The method according to claim 28 or 29, characterized in that the WIPI protein with a labeling reagent, in particular a fluorescent labeling reagent, preferably a fluorescent antibody and / or fluorescent peptide aptamer coupled.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 29, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das WIPI-Protein als WIPI-Fusionsprotein, insbe¬ sondere als fluorzeszierendes WIPI-Fusionsprotein, vorzugsweise als GFP-WIPI, exprimiert wird.31. The method according to any one of claims 28 to 29, characterized gekenn¬ characterized in that the WIPI protein is expressed as WIPI fusion protein, in particular as a fluorescent WIPI fusion protein, preferably as GFP-WIPI.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, daß die Expression und/oder Verteilung und/oder Funktion des WIPI-Proteins durch Visualisierungsmethoden, ins¬ besondere fluoreszenzmikroskopische, fluorimetrische, fluores- zenzzytometrische und/oder immunologische Methoden nachge¬ wiesen und/oder untersucht wird.32. The method according to any one of claims 28 to 31, characterized in that the expression and / or distribution and / or function of the WIPI protein nachge¬ by visualization methods, in particular fluorescence microscopy, fluorimetric, fluorescence cytometric and / or immunological methods and / or examined.
33. Verfahren zur Untersuchung der Aktivität mindestens einer Sub¬ stanz zur Beeinflussung des Autophagie-Prozesses, insbesondere durch Aktivierung und/oder Inhibierung, der Expression und/oder Funktion mindestens eines WIPI Proteins in eukaryotischen Zellen zur Behandlung von pathologischen Zuständen, insbesondere von Autophagie-assoziierten Erkrankungen, umfassend die Verfah¬ rensschritte33. Method for the investigation of the activity of at least one substance for influencing the autophagy process, in particular by activation and / or inhibition, of the expression and / or function of at least one WIPI protein in eukaryotic cells for the treatment of pathological conditions, in particular of autophagy associated diseases, comprising the procedural steps
Bereitstellen von ein WIPI Protein exprimierenden ZellenProviding cells expressing WIPI protein
Inkubation der Zellen mit der SubstanzIncubation of the cells with the substance
Untersuchung der Expression und/oder Verteilung und/oderExamination of expression and / or distribution and / or
Funktion des WIPI Proteins in den Zellen.Function of the WIPI protein in the cells.
34. Verfahren nach Anspruch 33, weiter gekennzeichnet durch mindestens eines der Merkmale des kennzeichnenden Teils der Ansprüche 29 bis 32.34. The method according to claim 33, further characterized by at least one of the features of the characterizing part of claims 29 to 32.
35. Pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend eine wirk¬ same Menge mindestens eines Wirkstoffes, der die Expression und/oder Funktion von mindestens einem WIPI Protein beeinflußt, insbesondere aktiviert oder inhibiert, und gegebenenfalls ein pharmazeutisches Trägermaterial.35. A pharmaceutical composition comprising an effective amount of at least one active substance which influences the expression and / or function of at least one WIPI protein, especially activated or inhibited, and optionally a pharmaceutical carrier material.
36. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff die Expression und/oder Funktion mindestens eines Regulators, Aktivators, Inhibi¬ tors und/oder biologischen Vorläufers des WIPI Proteins beein¬ flußt, insbesondere aktiviert oder inhibiert.36. Pharmaceutical composition according to claim 35, characterized in that the active ingredient influences the expression and / or function of at least one regulator, activator, inhibitor and / or biological precursor of the WIPI protein, in particular activates or inhibits.
37. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 35 o- der 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff ein niedermo¬ lekulares Molekül mit einem Molekulargewicht < 1000 ist.37. Pharmaceutical composition according to claim 35 or 36, characterized in that the active substance is a low molecular weight molecule with a molecular weight of <1000.
38. Diagnosekit, umfassend mindestens eine Substanz zum Nachweis der Expression und/oder Verteilung und/oder Funktion mindestens eines WIPI Proteins in eukaryotischen Zellen zur Di¬ agnose von pathologischen Zuständen, insbesondere von Au- tophagie-assoziierten Erkrankungen.38. A diagnostic kit comprising at least one substance for detecting the expression and / or distribution and / or function of at least one WIPI protein in eukaryotic cells for the diagnosis of pathological conditions, in particular auto-phagia-associated diseases.
39. Diagnosekit nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die pathologischen Zustände mit einer Über- und/oder Unter¬ expression bzw. - funktion des WIPI Proteins verbunden sind.39. Diagnosis kit according to claim 38, characterized in that the pathological states are associated with an over- and / or under expression or function of the WIPI protein.
40. Verwendung eines Wirkstoffes mit mindestens einem Merk¬ mal aus den Ansprüchen 11 bis 27 in der Biotechnologie, insbe¬ sondere zur Verbesserung der Eigenschaften von Nutzpflanzen und/ oder Mikroorganismen, und in der Biosensorik. 40. Use of an active substance with at least one feature from claims 11 to 27 in biotechnology, in particular for improving the properties of crops and / or microorganisms, and in biosensing.
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