WO2018007726A1 - Kit for detecting a protein biomarker in a biological sample and amplifying the signal - Google Patents

Kit for detecting a protein biomarker in a biological sample and amplifying the signal Download PDF

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WO2018007726A1
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receptor
chimeric
reporter gene
plasmid
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Ghislain Yannick GANGWE NANA
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Gangwe Nana Ghislain Yannick
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Definitions

  • the present invention relates to the field of in vitro diagnostic kits for the detection of biomarkers of pathologies in a biological sample. More specifically, the present invention is in the field of protein detection techniques, including low concentration, quantification of proteins in a biological sample and amplification of the detected signal.
  • Pathologies such as cancer or autoimmune diseases require a rapid diagnosis to consider a background treatment.
  • a physical examination allows the practitioner to suspect a cancer that can then be confirmed by imaging and diagnosed by biopsy following the study of genes, proteins and other specific factors.
  • early diagnoses have been developed to take care of patients as soon as possible and thus increase the chances of recovery.
  • immunoassays are still the preferred platform for most protein studies, especially clinical diagnoses and drug development, where specificity is critical.
  • the specificity of the Western blot can be very high.
  • Western blots are limited to the detection of the denatured protein, since all the proteins in the sample are denatured before the electrophoresis step of separating the proteins according to their molecular weight.
  • the protein transfer step on the membrane is technically complex, requiring many steps and a relatively large volume of sample, and therefore are not easily automated. This transfer step is relatively long and expensive.
  • the Western Blot is a good qualitative technique but is very limited from a quantitative point of view. Only a comparison with an internal control can be done but it is purely indicative of a trend.
  • ELISA tests are technically less difficult than Western blots, and can be adapted to higher throughput with plate processing and automated detection systems, but like the Western blot, they offer only single-blot results protein per test. Unlike the Western blot, an ELISA can be used to detect intact natural proteins. ELISA tests can be quantitative when run with a standard curve of a known protein, and well characterized antibodies. However, these tests are not very accurate and also require many steps and a relatively large sample volume. The limit of detection of a protein in a biological sample by ELISA is of the order of pg / ml to several ng / ml.
  • Protein chips offer advantages of higher throughput, multiplex analysis, low reagent consumption, sensitivity and lower sample quantity requirement compared to ELISA or Western Blot tests. However, the use of protein chips is generally not feasible routinely by a hospital practitioner. Protein chip tests are more suitable and used for basic research and drug discovery where it is necessary to look at several proteins (> 100), or a "proteome" in a sample. For clinical diagnosis, only a few proteins with controls are sufficient. This approach is limited by the absence of very specific capture reagents. In addition, the current assay is not sensitive enough to measure low abundance proteins. As long as only a limited number of proteins have to be analyzed, protein chips will have difficulty becoming a competitive alternative to conventional methods. (O.
  • a method for detecting a biomarker in a biological sample by bringing the biological sample into contact with a modified lactic acid bacterium expressing a detection system, optionally a system for amplifying the signal of said biomarker, said biomarker being a protein that can be in very low concentration,
  • a plasmid for integrating at least one gene of interest into a bacterium for the expression of the system for detecting and amplifying said biomarker a plasmid for integrating at least one gene of interest into a bacterium for the expression of the system for detecting and amplifying said biomarker
  • the invention relates to a method for detecting a biomarker in a biological sample comprising the steps of:
  • a modified lactic acid bacterium said lactic bacterium having at least one histidine kinase receptor and at least one coding sequence for a reporter gene, said receptor histidine kinase being chimeric and the extracellular domain of said receptor further comprising a binding domain (or portion) of a biomarker, said chimeric receptor being activated by its natural ligand and / or biomarker, and the cytoplasmic portion of said biomarker receptor activating a specific signaling cascade of said receptor capable of activating reporter gene expression
  • the modified lactic acid bacterium results from the modification of the nucleic acid content of the lactic acid bacterium by adding a DNA fragment, for example at least one plasmid. It is therefore a genetically modified bacterium.
  • chimeric is understood to mean that the receptor comprises a representative portion of the histidine-kinase receptor that can naturally be found in the organism from which it is derived, and a binding domain to a biomarker that the original receptor does not possess.
  • the biomarker can not normally bind to the original histidine kinase receptor.
  • the chimeric receptor is encoded by a sequence comprising a sequence encoding all or part of the original histidine kinase receptor and a specific binding domain of a biomarker.
  • the original histidine kinase receptor may be of bacterial origin and the biomarker binding domain of mammalian origin, for example human.
  • the method for detecting a biomarker in a biological sample according to the invention comprises the steps of:
  • This particular method may further comprise (i) a preliminary step of measuring the expression of the reporter gene as a function of increasing and known amounts of biomarker, and / or (ii) a step of amplifying the detection of the biomarker by activation transcription in said modified lactic acid bacterium of at least one coding sequence for an amplifying molecule.
  • the method according to the invention also comprises a preliminary step of measuring the expression of the reporter gene as a function of increasing and known amounts of biomarker. This step makes it possible to establish a standard range from a known biomarker concentration for the determination of the unknown biomarker concentration in the biological sample to be tested.
  • the biomarker is a protein that may or may not be present in the biological sample depending on the state of the organism from which the sample originated. For example, for the diagnosis of a pathology in humans, the presence of the protein may reveal that the patient has a specific pathology.
  • the method according to the invention makes it possible to detect a protein, even in low concentration, that is to say less than 1 ng / mL, preferably less than 1 ⁇ g / mL, more preferably less than 0.1 ⁇ g / mL. mL, in the biological sample and amplify the detection signal.
  • the biomarker may, without limitation, be a protein implicated in a human pathology such as a cancer or an autoimmune disease, for example PSA for prostate cancer in humans, IL6, IL1 beta , IL10, IL12, IL15, IL17, IL38 or TNFa for inflammatory and autoimmune diseases in humans. All types of proteins can be detected by the invention. Table 1 lists a number of proteins, without being limiting, which can be detected according to the invention as well as the class of pathology in which they are involved. Similarly, extracellular matrix proteins such as collagen could be detected by the present invention. Protein Type of pathology
  • EGP 40 (EpCAM): Carcinoma marker
  • TTF-1 CTC marker for lung cancer
  • GCC guanylyl cyclase C
  • PSMA CTC Prostate Cancer marker
  • AKA anti-keratin antibody
  • IgG (MYC) / IgM (MYC) Mycoplasmosis due to M. pneumoniae bacteria
  • the method according to the invention also comprises a step of amplifying the detection of the biomarker by activation of the transcription in the modified lactic acid bacteria of at least one coding sequence for an amplifying molecule.
  • the method according to the invention comprises the steps of:
  • a modified lactic bacterium said lactic bacterium having at least one histidine kinase receptor and at least one coding sequence for a reporter gene, at least one sequence coding for an amplifying molecule, said histidine receptor -kinase being chimeric and the extracellular domain of said receptor further comprising a binding domain of a biomarker, said chimeric receptor being activated by its natural ligand and / or biomarker, and the cytoplasmic portion of said receptor activates a specific signaling cascade of said receptor activating the expression of the reporter gene
  • the cytoplasmic part can indifferently be called cytoplasmic domain or intracellular domain.
  • the invention relates to a plasmid for transfer into a bacterium comprising:
  • At least one sequence encoding a histidine kinase receptor At least one sequence encoding a histidine kinase receptor
  • At least one coding sequence for a reporter gene At least one coding sequence for a reporter gene
  • sequence encoding a histidine kinase receptor encodes a chimeric histidine kinase receptor having a binding domain of a biomarker on the extracellular domain of said receptor, said receptor being activated by its natural ligand and / or biomarker and the cytoplasmic portion of said receptor activates a signaling cascade specific for said receptor capable of activating expression of the reporter gene.
  • the receptor is a NisK receptor at least a portion of the extracellular domain further comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being at least one of the variable regions of a monoclonal antibody having a high affinity for the biomarker
  • the receptor is a NisK receptor at least a portion of the extracellular domain additionally comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being an extracellular domain for ligand recognition of a receptor whose the ligand is the biomarker.
  • the receptor is a NisK receptor at least a portion of the extracellular domain further comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being the ligand of the biomarker, said biomarker being, in this case, case, a specific receptor of said ligand.
  • the plasmid according to the invention also comprises at least one coding sequence for an amplifying molecule, the expression of said amplifying molecule being activated by the signaling cascade activated by the binding of the biomarker to the chimeric receptor.
  • the plasmid for transfer into a bacterium comprises:
  • At least one sequence encoding a histidine kinase receptor At least one sequence encoding a histidine kinase receptor
  • At least one coding sequence for a reporter gene At least one coding sequence for a reporter gene
  • At least one sequence coding for an amplifying molecule characterized in that said sequence encoding a histidine kinase receptor encodes a chimeric histidine kinase receptor whose extracellular domain comprises a binding domain of a biomarker, said chimeric receptor being activated by its natural ligand and / or the biomarker, and in that the cytoplasmic part of said receptor activates a specific signaling cascade of said receptor activating the expression of the reporter gene.
  • the coding sequence for an amplifying molecule is a coding sequence for the natural ligand of the NisK receptor and / or a coding sequence for a biomarker mimetic peptide synthesized by the modified lactic acid bacterium in the presence of the biomarker.
  • the plasmid for transfer into a bacterium comprises: i) a sequence coding for a chimeric NisK receptor,
  • NisK chimeric receptor comprises a binding domain of a biomarker, said wherein the chimeric receptor is activated by its natural ligand and / or the biomarker, and in that the cytoplasmic portion of said receptor corresponds to the cytoplasmic domain of a NisK receptor.
  • said biomarker binding domain is at least one of the variable regions of a monoclonal antibody having a high affinity for the biomarker; alternatively, said biomarker binding domain is an extracellular ligand recognition domain of a receptor whose ligand is the biomarker.
  • the plasmid may also further comprise at least one coding sequence for an amplifying molecule, the expression of said amplifying molecule being activated by the signaling cascade activated by the fixing of the biomarker on said chimeric receptor.
  • the coding sequence for said enhancer molecule is a sequence encoding the natural ligand of the NisK receptor and / or a coding sequence for a biomarker mimetic peptide synthesized by the modified lactic acid bacterium in the presence of the biomarker.
  • the NICE (Nisin Controlled Gene Expression System) system is the expression system of nisin in lactic acid bacteria. This system has the characteristic of self-regulating. Nisin activates the NisK histidine kinase membrane receptor. Once activated, the NisK receptor phosphorylates the intracellular regulatory protein NisR, the latter activating the PnisA and / or PnisF promoter and therefore the genes under the control of this promoter. This system has been widely used especially in the food industry to produce large quantities of a protein of interest.
  • the plasmid according to the invention comprises the sequence encoding the intracellular regulatory protein NisR, for the chimeric receptor, the coding sequence coding for the reporter gene under the control of a PnisA promoter and / or PnisF and the coding sequence for an amplifying molecule under the control of a PnisA and / or PnisF promoter.
  • the sequence coding for the biomarker-specific binding zone is inserted at the BAES (sensory histidine kinase in two-component regulatory system) upstream the sequence of histidine kinase A (dimerization / phosphoacceptor zone) according to the scheme of the figure 1 .
  • the biomarker is a protein.
  • the plasmid is encoded by the sequence SEQ ID 1 and by an insert of a sequence chosen from SEQ ID 2 to 9.
  • the plasmid consists of a basic plasmid pGNSK SEQ ID 1 sequence in which can be inserted at least one of the sequences SEQ ID 2 to 9 coding for at least the chimeric receptor according to the invention on wherein the biomarker of interest can bind and optionally at least one coding sequence for an enhancer molecule and at least one coding sequence for a reporter gene.
  • the plasmid according to the invention is intended to be inserted into a bacterium, preferably a lactic bacterium, more preferably a bacterium of the Lactococcus lactis type, for the bacterium to express the chimeric receptor, as well as the reporter gene and in one embodiment. that the bacterium further expresses the amplifying molecule under the control of the promoter sensitive to the chimeric receptor signaling cascade.
  • the plasmid according to the invention is intended for the implementation of the method according to the invention for the detection of a biomarker in a biological sample.
  • the invention provides a modified lactic acid bacterium for detecting a biomarker in a biological sample comprising:
  • At least one histidine kinase receptor At least one coding sequence for a reporter gene
  • histidine kinase receptor is chimeric and said receptor further comprises a binding domain of a biomarker located on the extracellular domain of the receptor, said receptor being activated by its natural ligand and / or the biomarker,
  • cytoplasmic portion of said receptor activates a signaling cascade activating expression of the reporter gene.
  • the chimeric histidine kinase receptor is a NisK receptor at least a portion of the extracellular domain further comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being at least one of the variable regions of a monoclonal antibody having a high affinity for the biomarker.
  • the chimeric histidine kinase receptor is the NisK receptor at least a portion of the extracellular domain further comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being an extracellular ligand recognition domain. a receptor whose ligand is the biomarker.
  • the chimeric histidine kinase receptor is a NisK receptor at least a portion of the extracellular domain further comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being the ligand of the biomarker, said biomarker being, in this case, a specific receptor of said ligand.
  • the reporter gene is placed in front of a promoter activatable by NisR.
  • the reporter gene is chosen from GFP, GusA, luciferase, lacZ, CobA or any other reporter gene known to those skilled in the art and that the latter is placed in front of a promoter activatable by NisR, NisR being activated by the NisK-c receptor after fixation of the biomarker on NisK-c.
  • the reporter gene according to the invention is preferably under the control of a PnisA or PnisF promoter.
  • NisR is phosphorylated and phosphorylated NisR will activate the transcription of the reporter gene under the control of PnisA or PnisF.
  • the reporter gene is chosen from the luminescent reporter genes.
  • the luminescent reporter genes for the practice of the present invention are luciferase.
  • the modified lactic acid bacterium further comprises at least one coding sequence for an amplifying molecule, the expression of said amplifying molecule being activated by the binding of the biomarker to the chimeric receptor.
  • the sequence coding for an amplifying molecule according to the invention is preferably under the control of a PnisA or PnisF promoter.
  • the modified lactic acid bacterium for detecting a biomarker in a biological sample comprises:
  • At least one histidine kinase receptor At least one histidine kinase receptor
  • histidine kinase receptor is chimeric and said receptor further comprises a binding domain of a biomarker on the extracellular domain of said receptor, said receptor being activated by its natural ligand and / or the biomarker,
  • cytoplasmic portion of said receptor activates a signaling cascade activating expression of the reporter gene.
  • the amplifying molecule is the native ligand of the histidine kinase receptor and / or the biomarker and / or a biomarker sequence recognizable by the histidine kinase receptor.
  • the histidine kinase receptor capable of recognizing a sequence of the biomarker, the biomarker and / or the native ligand is the Nisk receptor and / or the chimeric NisK-c receptor.
  • the modified lactic bacterium is a Gram + bacterium selected from the genera Lactobacillus, Pediococcus, Lactococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Bifidobacterium, preferably Lactococcus. Even more preferably, the lactic acid bacterium is a Lactococcus lactis.
  • Lactococcus lactis are non-invasive and non-pathogenic bacteria widely used in the manufacture of dairy products, including cheese.
  • Lactococcus lactis is a well-characterized bacterium, as is Escherichia coli or Bacillus subtilis.
  • the modified bacterium is a Gram + bacterium such as Bacillus sp.
  • the modified lactic acid bacterium according to the invention comprises at least one plasmid according to the invention as described above.
  • the bacterium may include one of the following combinations:
  • At least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the chimeric receptor according to the invention at least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the reporter gene
  • At least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the chimeric receptor according to the invention at least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the reporter gene, at least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the amplifying molecule
  • At least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the chimeric receptor according to the invention, the bacterium already comprising a reporter gene controlled by the chimeric receptor-activated signaling pathway;
  • At least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the chimeric receptor according to the invention, for the expression of the reporter gene, for the expression of the amplifying molecule.
  • the lactic acid bacterium expresses the system for detecting and amplifying the biomarker by integrating at least one copy of a plasmid comprising the sequence coding for the intracellular regulatory protein NisR, the chimeric receptor, the coding sequence for the reporter gene under control of a PnisA and / or PnisF promoter and the coding sequence for an amplifying molecule under the control of a PnisA and / or PnisF promoter.
  • the lactic bacterium expresses the biomarker detection and amplification system by integrating at least one copy of a plasmid containing a coding sequence for the reporter gene and at least one copy of a plasmid containing a sequence encoding the chimeric receptor and a sequence coding for the amplifying molecule.
  • the plasmid encoding the reporter gene can be co-transfected with the plasmid encoding the chimeric receptor and the amplifying molecule or be present constitutively in the bacterial strain used or in the same plasmid as the gene encoding the chimeric receptor and the amplifying molecule.
  • the reporter gene is under the control of a promoter sensitive to the chimeric receptor signaling cascade, either under the control of a PnisA and / or PnisF promoter.
  • the modified lactic acid bacterium allows the implementation of the method according to the invention.
  • the present invention relates to kits for detecting a biomarker in a biological sample.
  • the kit for the detection of a biomarker in a biological sample comprises at least one modified lactic acid bacterium according to the invention
  • the bacteria present in the kit may be in the form of a pellet, suspended in a culture medium, taken in a culture gel, frozen or lyophilized.
  • the bacteria are freeze-dried and to be re-cultured after rehydration.
  • the standard is a biomarker or the amplifying molecule.
  • the kit for the detection of a biomarker in a biological sample comprises:
  • kits of the invention may comprise transfection reagents, lactic acid bacteria, lactic acid bacteria culture medium, 96-well culture plates, microfluidic systems.
  • the present invention has the advantages of reducing the number of steps to be carried out by the experimenter, of drastically reducing the time to obtain the results, and of having a greater limit of detection, in particular thanks to his control system. amplification of the signal by a chain reaction.
  • the present invention is transposable to the detection of any type of protein, including when present in very small amounts in a biological sample. By amplifying the signal, even a small amount of protein can be detectable by amplification of the signal.
  • the technology of the present invention also has the advantage of being affordable and potentially more profitable than state-of-the-art techniques. By the possibility of having receptors instead of an antibody, this system offers the possibility of analyzing proteins for which antibodies do not currently exist.
  • the present invention can be used in monoplex, to detect a single protein, or in a multiplex, to detect several proteins simultaneously.
  • the applications of the present invention can be:
  • the pathologies concerned by the present invention may in particular be oncological, inflammatory or autoimmune pathologies.
  • Figure 1a shows a NisK-c design scheme by genetic modification of native NisK reception.
  • Figure 1b shows a schematic of plasmid pGNSK.
  • Figure 1c shows an example of an insertion scheme of the NisK-c receptor in the plasmid pGNSK.
  • FIG. 1 d represents an example of an insertion scheme of the amplifying molecule and then of Nisk-c in the plasmid pGNSK.
  • the number of base pairs corresponds to that of the PSA specific system according to the invention.
  • FIG. 2 represents the verification of the authenticity of the plasmid by BamHI enzymatic digestion in the colonies transformed with at least one plasmid according to the invention.
  • FIG. 3 represents the measurement of fluorescence in the absence and in the presence of PSA in bacteria incorporating the plasmid according to the specific invention of the detection of PSA.
  • FIG. 4 represents the measurement of fluorescence in the absence and with increasing doses of IL6 in bacteria incorporating the plasmid according to the specific invention of the detection of NL6.
  • FIG. 5 represents a test for determining the limit of detection of NL6 by fluorescence measurement of bacteria incorporating the plasmid according to the invention, specific for the detection of NL6 in the absence and in the presence of increasing doses of IL6.
  • BAES NisK receptor histidine kinase transduction signal
  • Biomarker is a protein that may or may not be present in the biological sample depending on the state of the organism from which the sample originated.
  • the biomarker is a measurable biological characteristic related to a normal or pathological process.
  • HATPase_c histidine ATPases of the NICE system.
  • the intracellular domain (HATPase_c) of NisK or Nisk-c phosphorylates the intracellular regulatory protein NisR which then activates the PnisA promoter and / or the PnisF promoter.
  • HisKA histidine kinase A (dimerization / phosphoacceptor) of the NisK receptor IL6: Interleukin 6: cytokine involved in the acute phase of inflammation and regulates acute and chronic inflammation.
  • Nisin Nisin biosynthesis sensor protein: receptor histidine kinase membrane of nisin.
  • the intracellular domain (HATPase_c) of NisK phosphorylates the intracellular regulatory protein NisR which then activates the PnisA promoter and / or the PnisF promoter.
  • NisK-c chimeric histidine kinase receptor according to the invention
  • NisR Intracellular regulatory protein of the system, phosphorylated by NisK or NisK-c. Once phosphorylated activates the PnisA promoter and the PnisF promoter.
  • pGNSK basic plasmid according to the invention in which an insert containing at least one NisK-c receptor according to the invention can be inserted
  • PnisA and PnisF promoters activated by NisR phosphorylated by NisK or Nisk-c and triggering downstream gene synthesis
  • PSA prostate-specific antigen: the prostate specific antigen is a protein made exclusively by the prostate serving to liquefy semen. This protein is strongly expressed in the case of benign hypertrophy or prostate cancer in humans.
  • repD replication gene D
  • repE replication gene E
  • repF replication gene F
  • repG replication gene G
  • chimeric receptor receptor according to the invention being a histidine kinase receptor not recognizing the biomarker naturally and comprising a field of biomarker recognition. The chimeric receptor is also capable of activating a signaling pathway triggering the synthesis of the reporter gene and optionally an amplifying molecule.
  • TNFcx tumor necrosis factor: cytokine involved in systemic inflammation and in the acute phase of inflammation. Deregulation of this cytokine is observed in many autoimmune diseases.
  • NISK-c Different receptors chimeric NISK-c according to the invention were constructed (GeneArt ® Gene Synthesis, Thermofisher). These receptors are encoded by synthetic genes. They comprise: the cytoplasmic domain of the native NisK receptors responsible for the initiation of signal transduction which leads to the activation of NisR a recognition domain of the biomarker of interest that may correspond to:
  • o is the binding domain of the biomarker on signaling molecules of the cytokine or hormone type
  • the Ncol site at the end of PnisF later allows transcriptional fusion with a gene that may be a reporter gene.
  • Nap7 PSA Nisk-anti-protein 7 (NisK-c model 7) SEQ ID 2 specific to PSA, PnisF with sites
  • NapT7 TNFa Nisk-anti-protein 7 (NisK-c model 7) SEQ ID 3 specific for TNFa, PnisF with site
  • Nap6 PSA Nisk-anti-protein 6 (NisK-c model 6) SEQ ID 4 specific to PSA, PnisF with site
  • NapT6 TNFa Nisk-anti-protein 6 (NisK-c model 6) SEQ ID 5 specific for TNFa, PnisF with site
  • OPnapIR IL6 Nisk-anti-protein 7 (NisK-c model 7) SEQ ID 6 specific NL6, PnisF with site
  • OPnapl7 IL6 Nisk-anti-protein 7 (NisK-c model 7) SEQ ID 7 specific to NL6, PnisF, PnisA, with
  • the synthetic genes Nap7, NapT7, Nap6, NapT6 of Table 1 combine the native NisK cytoplasmic domain with the variable regions of the heavy and light chain of a monoclonal antibody specific for the biomarker.
  • the OPnapIR synthetic gene combines the cytoplasmic domain of native NisK with the extracellular portion of a transmembrane receptor specifically recognizing the biomarker.
  • the synthetic gene OPnapl7 furthermore comprises an enhancer consisting of a sequence coding for NL6 plus a sequence for an extracellular secretion signal Usp45 (see section "synthetic genes coding for the signal amplifiers” below). Synthetic genes encoding signal amplifiers:
  • the system comprises a signal amplifier induced by the binding of the biomarker on NisK-c capable of specifically recognizing the biomarker.
  • This enhancer is encoded by a synthetic gene having a sequence coding for an extracellular secretion signal, Usp45 in the case of the bacterium Lactococcus lactis. Table 2 lists, without limitation, the synthetic genes of the amplifiers.
  • the OPnapl7 gene combines a NL6-specific NisK-c coding sequence and an NL6 and Usp45 enhancer coding.
  • the sequence for this synthetic gene is identified in Tables 1 and 2 by the same sequence number, SEQ ID 7, since it is the same sequence.
  • a plasmid pGNSK was constructed by insertion of a synthetic fragment comprising an erytromicin resistance gene (Em), an origin of replication pAMbl (rep E, rep G, rep F, rep D), a gene coding for NisR, a PnisF promoter, the NdeI and Fsel restriction sites) in the vector pBluescript II SK via the Smal cloning site (Genecust ®, Luxembourg).
  • This plasmid is capable of replicating in gram + and gram- bacteria.
  • This plasmid pGNSK is the basic plasmid of the invention in which an insert containing at least one coding sequence for a NisK-c receptor according to the invention can be inserted.
  • the plasmid pGNSK has the sequence number SEQ ID1.
  • Synthetic genes OPnapl7, OPnapIR, Amnap7 and AmnapT7 are cloned into NdeI-BglII site of plasmid PGNSK ligated (GeneArt ® Gene Synthesis, Thermofisher).
  • the synthetic genes (NAP7 NAP6, NAPT7, NAPT6) are cloned via the Ndel-Fsel site of the plasmid PGNSK or pGNAmnaP or pGNAmnaPT by the method of seamless cloning using the assembly kit geneart ® Seamless plus Cloning and Assembly Kit in accordance with the recommendations of the merchant (Thermofisher).
  • the fluorescent reporter gene cobA is cloned via the Ncol-Fsel site of plasmid PGNAPI.
  • Table 3 summarizes the plasmids used or obtained according to the invention.
  • the resulting plasmids are propagated in E.coli (in accordance with the manufacturer's recommendations (geneart ® Seamless plus Cloning & Assembly Kit, Thermofisher)): 3 ⁇ of the mixture of the assembly reaction (ligation) is added to a flask of chemically competent E. coli bacteria (One Shot DH10B TM T1 R SA Thermofisher). In parallel, 3 ⁇ l of the pGNSK control DNA is added to a separate flask of chemically competent E. coli bacteria (One Shot TM DH10B T1 R SA, Thermofisher).
  • the transformation mixture is incubated on ice for 30 minutes then transferred to a water bath at 37 ° C for exactly 10 minutes and then again on ice for 2 minutes.
  • 250 ⁇ l of SOC medium is added at room temperature to the transformation mixture and then stirred horizontally (200 rpm) at 37 ° C. for 1 hour.
  • 5-150 ⁇ of each transformation are distributed on a preheated selective plate (LB with 100 g / ml of ampicillin). The plates are incubated overnight at 37 ° C. The next day, individual colonies are collected. Their plasmid DNA is isolated purified.
  • Plasmid DNA is isolated using PureLink® HiPure Plasmid Kits Miniprep (Thermofisher) and their concentration determined by UV spectroscopy. The plasmids are then analyzed by restriction analysis and the results are visualized by agarose gel electrophoresis (E-Gel® EX agarose gel 1%, Invitrogen TM).
  • the constructs were verified by sequencing (Thermofisher) in accordance with its quality control charter ((GeneArt ® Gene Synthesis, Thermofisher). The sequence of congruence in the insertion sites was 100%.
  • Positive clone plasmids are electroporated in a strain of lactic acid bacterium, Lactococcus lactis MG1363.
  • This strain has the peculiarity of not produce nisin. It does not contain the NisR and NisK regulatory genes.
  • This strain MG1363 is made electrocompetent in SGM17-G medium (medium M17 plus 0.5M saccarose, 2.5% glycine and 0.5% glucose) according to the recommendations of the supplier (Mobitec). Electrocompetent cells are thawed on ice.
  • electrocompetent cells 50 ⁇ l of electrocompetent cells are transferred to a pre-refrigerated electroporation cuvette and then 1 ⁇ l of the plasmid (> 100 ng) is added to the electrocompetent cells.
  • electroporation is done immediately using the Bio-Rad micropulser (2000V, 25 Pf, 200 ⁇ -Puise (normal reading is 4.5-5 ms)).
  • G / L-M17 M17 culture medium (Merck, Millipore) plus 0.5% glucose
  • 20 mM MgCl 2 + 2 mM CaCl 2 was added to the cuvette at room temperature.
  • the cuvette is then kept for 5 minutes on ice and then incubated for 1-2 hours at 30 ° C.
  • 100 ⁇ l and 900 ⁇ l of the electroporated cells are plated at 30 ° C. on M17 + agarose (1.5%) containing 0.5% (weight / volume) of glucose and 0.5 M of sucrose (M17GS) with the antibiotics. selection (5 ⁇ g ml Erythromycin for the plasmid with Nisk-c supplemented with 10 ⁇ g / ml Chloramphenicol if a second plasmid with the gusA reporter gene pNZ8008 is present).
  • the pellet is taken up in 10 ml of the R3 suspension solution (PureLink® HiPure plasmidKits Midiprep, Thermofisher) plus 40 mg / ml of lysozyme in the reaction tube. Resuspension is incubated for 30 minutes at 37 ° C. The plasmid DNA is then isolated (PureLink® HiPure plasmidKits Miniprep (Thermofisher)). The isolated plasmids are analyzed after restriction by BamHI enzymatic digestion according to the indications of the kit (Anza TM Restriction Enzyme Cloning System, Invitrogen TM) and revelation on agarose gel. The first colony corresponds to the size marker (E-Gel® 1 Kb Plus DNA Ladder, Invitrogen TM) and each column corresponds to an isolated colony. The empty plasmid (pGNSK) served as a control.
  • Figure 2 shows that 67% of the colonies after transformation with the plasmid pGNAP6 gave positive clones, 75% of the colonies after transformation with the plasmid pGNAP7 gave positive clones. 100% of the colonies after transformation with the plasmid pGNT6 and pGN06 gave positive clones.
  • the indicator strains (positive clones) are then grown overnight in M17G (M17 medium plus 0.5% glucose) supplemented with the selection antibiotic (10 g / ml Erythromycin for the plasmid with Nisk-c supplemented with 10 g / ml Chloramphenicol if second plasmid present (pNZ8008)). Then 1 ml of glycerol (60%) is added to 3 ml of culture and the cells are stored at -80 ° C for long-term storage.
  • This step aims to: a) demonstrate that the reporter gene is induced by the biomarker of interest.
  • the bacteria are brought into contact with the biomarker of interest and the induction of the expression of the reporter gene under the control of the PnisA or PnisF promoter which are normally naturally induced in the presence of nisin is followed.
  • the protein of interest (human PSA (merkmillipore) or recombinant human IL6 or recombinant human TNF ⁇ (Thermofisher) according to the bacterial strain) is prepared in 0.1% Tween 80 dissolved in distilled water acidified to pH 2.5 with HCl to prevent adsorption of the protein onto the surfaces of the polypropylene tube so that the concentration of the interest in the culture medium ranges from 1 to 1000 ⁇ g / ml.
  • Plasmids were introduced into Lactococcus lactis MG1363 by electroporation as previously described harboring plasmid pNZ8008 (NIZO, Mobitec), a pNZ273 derivative which contains a transcriptional fusion of the GusA reporter gene encoding ⁇ -glucuronidase to the PnisA promoter.
  • the resulting transformed bacteria are designated U-NGN.
  • the indicator strains were plated on plates of GM17-X-Gluc (M17 [Merck, Germany] agar media supplemented with 1% glucose and 0.5 mM 5-bromo-4-chloro-3-indolylglucuronide ( X-Gluc, Thermofisher) plus chloramphenicol (5 ⁇ g / ml) and erythromycin (3 ⁇ g / ml) in the presence or absence of 1 ⁇ g / ml of the protein of interest The cells are cultured at 30 ° C. overnight. Transformants that showed resistance to chloramphenicol (5 mg / ml) and erythromycin (3 mg / ml) were easily obtained.
  • GM17-X-Gluc M17 [Merck, Germany] agar media supplemented with 1% glucose and 0.5 mM 5-bromo-4-chloro-3-indolylglucuronide ( X-Gluc, Thermofisher) plus chloramphenicol
  • Bacteria containing the chimeric NisK-c receptor plasmid according to the invention gave rise to white colonies on GM17-X-Gluc plates (M17 [Merck, Germany] supplemented with 1% glucose and 0.5 mM 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-glucuronide (X-Gluc, Thermofisher) when the protein of interest was not added to the plates or when the plasmid pGNSK did not contain the modified gene (example of PSA In contrast, blue colonies were obtained when these transformants were plated on GM17-X Gluc plates in which the protein of interest was included (eg PSA or NL6).
  • GM17-X-Gluc plates M17 [Merck, Germany] supplemented with 1% glucose and 0.5 mM 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-glucuronide (X-Gluc, Thermofisher) when the protein of interest was not added to the plates or when the plasmid
  • ⁇ -glucuronidase activity reporter gene
  • non-induction conditions no blue colony formed in lack of specific biomarker
  • high levels blue colony formation
  • the cells used in this test are L. lactis MG1363 bacteria integrating the PGN06 plasmid comprising the PSA-specific NAP6 gene and the cobA reporter gene fused to PnisF (indicator bacterium U-GNO6).
  • Cells then stored at -80 ° C are diluted 1: 25 in M17 medium supplemented with glucose (0.5%), and supplemented with erythromycin (10 ⁇ g / ml). Cells are cultured at 30 ° C without aeration to an optical absorbance of 0.16 to 600 nm.
  • the bacterial suspensions are then divided into 50 ⁇ portions in a 96-well microtiter plate.
  • the results obtained are shown in FIG. 3.
  • the indicator cells without the protein of interest in other words the controls (0 ng / ml of PSA), had a fluorescence of 20% EMI.
  • the fluorescence increased significantly to 31.40% EMI (the standard deviation is the result of three experiments performed in parallel).
  • the experiment made it possible to show that the presence of PSA in the medium induced the production of the cobA reporter gene placed under the control of the PnisF promoter by the system with the PSA specific Nisk-c receptor.
  • Transformants harboring the plasmids according to the invention comprising the chimeric receptors according to the invention express genes under the control of nisin-inducible promoters such as PnisA, PnisF in Lactococcus lactis MG1363.
  • Cells are cultured in the evening and kept in culture on the night. These cells growing (optical absorbance of about 0.7 at 600 nm) were diluted 1: 25 in culture medium M17 supplemented with glucose (0.5%), 10 "3 M aminolevulinic acid and supplemented with erythromycin (10 ⁇ g / ml) The cells are cultured at 30 ° C. without aeration for 1 h 30 to 2 h until an optical absorbance at 600 nm measured with a spectrophotometer of between 0.2 and 0.3.
  • the bacterial suspensions are then divided into 50 ⁇ portions in a 96-well microtiter plate.
  • Various solutions of IL6 at increasing concentrations (0, 15, 30, 60 and 125 ⁇ g / ml) are prepared in 0.1% Tween 80 (pH 2.5). 150 ⁇ of these solutions are distributed in dedicated wells.
  • the 96-well plate is sealed and placed in the Flx-Xenius XM (SAFAS) thermocontrolled multimode microplate reader at 30 ° C.
  • the measurement of fluorescence as well as the Bacterial growth is performed every hour for 7 hours (beginning of the stationary phase).
  • the excitation wavelength is 357 nm and the emission wavelength is 605 nm.
  • the fluorescence is expressed in% EMI.
  • the background is the well containing cells with a solution of 0 ng / mL IL6.
  • the background fluorescence values were subtracted from the measured fluorescence values for the other IL6 concentrations to obtain relative fluorescence values (RUF) (measured value divided by the background noise value).
  • RUF relative fluorescence values
  • the system according to the invention therefore makes it possible, in addition to the detection, to quantify biomarkers using the concentration standards and this in a short time.
  • Test of the detection limit of the Nisck-c system example of L. lactis MG1363 harboring the plasmid pGNAPI ⁇ bA (U-GNIC)
  • the IL6 bioassay used in this study consisted of the following steps: For this test, IL6 concentrations ranging from 0 to 1000 ⁇ g / ml IL6 (final concentration of the assay mixture) are added (Fig. a sample of U-cells GNIC thawed and diluted 1: 100 in M17G (more than 10 "3 M aminolevulinic acid), followed by overnight incubation at 30 ° C the next day 150 ⁇ of the supernatant are removed, followed by freezing at - 20 ° C (30min) then thaw and fluorescence measurement Fluorescence is expressed in% EMI as determined with a plate reader (Flx-Xenius XM Thermocontrolled Multimode Microplate Reader (SAFAS)) All IL6 assays were replicated twice, each replicate contained three parallel wells for each IL6 concentration, and from the repeated experiments and well replication, the lowest IL6 concentrations (minimum detection limits) were determined as values. relative fluorescence units (RUs)
  • the fluorescence signal remains below the detection limits under non-induction conditions and is increased to high levels by the addition of small amounts (> 1 ⁇ g) of IL6 in the culture medium (FIG. ), while presenting a dose-linear relationship.
  • small amounts > 1 ⁇ g
  • IL6 in the culture medium
  • the cultures having been left overnight, the signal reaches saturation and given the amplification of the signal by the system, the low concentrations of induction end up giving a signal almost equivalent to that obtained by the higher concentrations. Because the amplification of the signal is dose-dependent until the saturation of the signal, the system can therefore in principle allow the detection of even single molecules.

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Abstract

The present invention concerns a method for detecting a biomarker in a biological sample, a plasmid, a bacteria and kits for doing same. The present invention is characterised by a modified lactic acid bacteria, said lactic acid bacteria having at least one histidine kinase receptor and at least one sequence coding for a reporter gene, said histidine kinase receptor being chimeric and the extracellular domain of said receptor comprising a biomarker binding domain, said chimeric receptor being activated by the natural ligand and/or the biomarker of same, and the cytoplasmic domain of said receptor activating a specific signalling cascade of said receptor capable of activating the expression of the reporter gene. In one embodiment, the system according to the invention further comprises an amplifying molecule allowing the biomarker detection signal to be amplified. Advantageously, the biomarker is a protein.

Description

KIT DE DETECTION D'UN BIOMARQUEUR PROTEIQUE DANS UN  KIT FOR DETECTING A PROTEIN BIOMARKER IN A
ECHANTILLON BIOLOGIQUE ET AMPLIFICATION DU SIGNAL  BIOLOGICAL SAMPLE AND SIGNAL AMPLIFICATION
Domaine de l'invention Field of the invention
La présente invention se rapporte au domaine des kits de diagnostic in vitro pour la détection de biomarqueurs de pathologies dans un échantillon biologique. Plus spécifiquement, la présente invention est du domaine des techniques de détection de protéines, y compris en faible concentration, de la quantification de protéines dans un échantillon biologique et d'amplification du signal détecté. The present invention relates to the field of in vitro diagnostic kits for the detection of biomarkers of pathologies in a biological sample. More specifically, the present invention is in the field of protein detection techniques, including low concentration, quantification of proteins in a biological sample and amplification of the detected signal.
Contexte de l'invention Context of the invention
D'une façon générale, plus une pathologie est détectée précocement chez un patient, plus les probabilités de guérison augmentent puisque la prise en charge sera meilleure et plus efficace. In general, the earlier a pathology is detected in a patient, the greater the likelihood of healing, since management will be better and more effective.
Des pathologies comme le cancer ou encore les maladies auto-immunes nécessitent un diagnostic rapide afin d'envisager un traitement de fond. En général, un examen physique permet au praticien de suspecter un cancer qui peut ensuite être confirmé par imagerie puis diagnostiqué par biopsie suite à l'étude de gènes, de protéines et autres facteurs spécifiques. Plus globalement, depuis quelques années, les diagnostics précoces se sont développés afin de prendre en charge les patients le plus tôt possible et ainsi augmenter les chances de guérison. Pathologies such as cancer or autoimmune diseases require a rapid diagnosis to consider a background treatment. In general, a physical examination allows the practitioner to suspect a cancer that can then be confirmed by imaging and diagnosed by biopsy following the study of genes, proteins and other specific factors. More generally, in recent years, early diagnoses have been developed to take care of patients as soon as possible and thus increase the chances of recovery.
L'établissement d'un diagnostic repose notamment sur des techniques de biologie moléculaire reposant soit sur l'interaction anticorps/antigène telles que la méthode ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay), le western blot ou l'immunohistochimie, soit sur l'étude génétique par des techniques de PCR (Polymérase Chain Reaction), la PCR quantitative, les techniques de séquençage ou la cytogénétique (caryotype, hybridation in situ). Parmi ces méthodes utilisées actuellement, le caryotypage, les techniques d'hybridation in situ, la PCR, le séquençage permettent dans certains cas de reconnaître la pathologie dans le cas d'anomalie chromosomique caractéristique, mais ne mettent cependant pas en évidence les anomalies génétiques additionnelles et les modifications post-traductionnelles des protéines. La PCR et le séquençage bien que très sensibles de par l'amplification du signal sont limités à l'analyse des gènes. Ceci limite leur utilisation en diagnostic car en effet, il n'y a pas de corrélation absolue entre les niveaux d'expression d'ARNm et l'expression de la protéine correspondante (Gygi et al., 1999). De plus, il est impossible de déduire la situation fonctionnelle d'une protéine pure à partir de son niveau d'expression. Par conséquent, des technologies qui faciliteront l'analyse directe des protéines sont nécessaires. The establishment of a diagnosis is based in particular on molecular biology techniques based either on the antibody / antigen interaction such as the ELISA method (Enzyme-linked Immunosorbent Assay), the western blot or the immunohistochemistry, or on the study. genetics by PCR (Polymerase Chain Reaction) techniques, quantitative PCR, sequencing techniques or cytogenetics (karyotype, in situ hybridization). Among these methods currently used, karyotyping, in situ hybridization techniques, PCR, sequencing allow in certain cases to recognize the pathology in the case of characteristic chromosomal anomaly, but do not however highlight additional genetic abnormalities and post-translational modifications of proteins. PCR and sequencing, although highly sensitive by signal amplification, are limited to gene analysis. This limits their use in diagnosis because indeed, there is no absolute correlation between the mRNA expression levels and the expression of the corresponding protein (Gygi et al., 1999). Moreover, it is impossible to deduce the functional situation of a pure protein from its level of expression. Therefore, technologies that will facilitate direct protein analysis are needed.
Etat de la technique II existe de l'état de la technique des méthodes d'analyse des protéines : State of the art There are state of the art methods of protein analysis:
Parmi ces méthodes, les dosages immunologiques sont encore la plateforme préférée pour la plupart des études sur les protéines, en particulier les diagnostics cliniques et le développement de médicaments, où la spécificité est critique. Among these methods, immunoassays are still the preferred platform for most protein studies, especially clinical diagnoses and drug development, where specificity is critical.
La spécificité du Western blot peut être très élevée. Cependant, les Western blots sont limités à la détection de la protéine dénaturée, car toutes les protéines dans l'échantillon sont dénaturées avant l'étape d'électrophorèse consistant à séparer les protéines selon leur poids moléculaire. De plus, l'étape de transfert des protéines sur membrane est techniquement complexe, nécessitant de nombreuses étapes et un volume relativement important d'échantillon, et ne sont donc pas facilement automatisées. Cette étape de transfert est relativement longue et coûteuse. Le Western Blot est une bonne technique qualitative mais est très limitée d'un point de vue quantitatif. Seule une comparaison par rapport à un contrôle interne peut être réalisée mais celle-ci est purement indicative d'une tendance. Des tests ELISA sont techniquement moins difficiles que des transferts de Western blot, et peuvent être adaptés à un débit plus élevé avec les systèmes de traitement de plaques et de détection automatisée, mais comme le Western blot, ils offrent seulement des résultats d'une seule protéine par essai. Contrairement au Western blot, un ELISA peut être utilisé pour détecter les protéines naturelles intactes. Les tests ELISA peuvent être quantitatifs lorsqu'ils sont exécutés avec une courbe standard d'une protéine connue, et les anticorps bien caractérisés. Cependant, ces tests ne sont pas très précis et nécessitent également de nombreuses étapes et un volume relativement important d'échantillon. La limite de détection d'une protéine dans un échantillon biologique par ELISA est de l'ordre du pg/ml à plusieurs ng/ml. The specificity of the Western blot can be very high. However, Western blots are limited to the detection of the denatured protein, since all the proteins in the sample are denatured before the electrophoresis step of separating the proteins according to their molecular weight. In addition, the protein transfer step on the membrane is technically complex, requiring many steps and a relatively large volume of sample, and therefore are not easily automated. This transfer step is relatively long and expensive. The Western Blot is a good qualitative technique but is very limited from a quantitative point of view. Only a comparison with an internal control can be done but it is purely indicative of a trend. ELISA tests are technically less difficult than Western blots, and can be adapted to higher throughput with plate processing and automated detection systems, but like the Western blot, they offer only single-blot results protein per test. Unlike the Western blot, an ELISA can be used to detect intact natural proteins. ELISA tests can be quantitative when run with a standard curve of a known protein, and well characterized antibodies. However, these tests are not very accurate and also require many steps and a relatively large sample volume. The limit of detection of a protein in a biological sample by ELISA is of the order of pg / ml to several ng / ml.
Les puces à protéines offrent des avantages de débit plus élevé, l'analyse multiplex, une faible consommation de réactifs, de sensibilité et une exigence en quantité d'échantillon inférieure par rapport aux tests ELISA ou Western Blot. Cependant, l'utilisation des puces à protéine n'est généralement pas réalisable en routine par un praticien hospitalier. Les tests en puce à protéines sont plus adaptés et utilisés pour la recherche fondamentale et la découverte de médicaments où il est nécessaire de regarder plusieurs protéines (>100), ou un «protéome» dans un échantillon. Pour le diagnostic clinique, seulement quelques protéines avec des contrôles sont suffisantes. Cette approche est limitée par l'absence de réactifs de capture très spécifiques. En outre, le dosage actuel n'est pas suffisamment sensible pour mesurer les protéines de faible abondance. Tant que seul un nombre limité de protéine doit être analysé, les puces à protéines auront des difficultés à devenir une alternative compétitive face aux méthodes classiques. (O. Poetz et al. / Mechanisms ofAgeing and Development 126 (2005) 161170). Quant aux méthodes de spectrométrie de masse telles que la technologie SELDI, elles conviennent pour la détection rapide de différences dans la teneur totale en protéines d'échantillons différents. Cependant, elles présentent des limitations en ce qui concerne les protéines de haut poids moléculaire ou des protéines de membrane. De plus, la sensibilité des expériences de SELDI est beaucoup plus faible par rapport aux dosages immunologiques en sandwich (Bandera et al, 2003 ; Uchida et al, 2002 ; Zhang et al, 2002). Récemment, l'hypothèse d'exploiter les systèmes d'auto-induction des bactéries à des fins de détection de protéines a été émise par Norris V et al (Norris V et al, The mimic chain reaction, J Mol Microbiol Biotechnol, 2012). Ces systèmes d'auto- induction sont aujourd'hui utilisés pour produire des protéines recombinantes en quantité mais pas pour du diagnostic. Protein chips offer advantages of higher throughput, multiplex analysis, low reagent consumption, sensitivity and lower sample quantity requirement compared to ELISA or Western Blot tests. However, the use of protein chips is generally not feasible routinely by a hospital practitioner. Protein chip tests are more suitable and used for basic research and drug discovery where it is necessary to look at several proteins (> 100), or a "proteome" in a sample. For clinical diagnosis, only a few proteins with controls are sufficient. This approach is limited by the absence of very specific capture reagents. In addition, the current assay is not sensitive enough to measure low abundance proteins. As long as only a limited number of proteins have to be analyzed, protein chips will have difficulty becoming a competitive alternative to conventional methods. (O. Poetz et al., Mechanisms of Age and Development 126 (2005) 161170). As for mass spectrometry methods such as SELDI technology, they are suitable for the rapid detection of differences in the total protein content of different samples. However, they have limitations with respect to high molecular weight proteins or membrane proteins. In addition, the sensitivity of SELDI experiments is much lower compared to sandwich immunoassays (Bandera et al, 2003, Uchida et al, 2002, Zhang et al, 2002). Recently, the hypothesis of exploiting the self-induction systems of bacteria for the purpose of protein detection has been issued by Norris V et al (Norris V et al., The Molecular Chain Reaction, J Mol Microbiol Biotechnol, 2012). . These self-induction systems are nowadays used to produce recombinant proteins in quantity but not for diagnosis.
Il est donc nécessaire de proposer de nouvelles solutions pour détecter de façon fiable, rapide, sure, hautement spécifique et efficace une protéine, même en très faible quantité, dans un échantillon biologique et amplifier le signal détecté. It is therefore necessary to propose new solutions for reliably, rapidly, safely, highly specific and efficient detection of a protein, even in a very small amount, in a biological sample and amplifying the detected signal.
Solution apportée par l'invention Solution provided by the invention
La présente invention se propose de remédier aux inconvénients de l'art antérieur : The present invention proposes to remedy the disadvantages of the prior art:
- par un procédé de détection d'un biomarqueur dans un échantillon biologique par le biais de la mise en contact de l'échantillon biologique avec une bactérie lactique modifiée exprimant un système de détection, optionnellement un système d'amplification du signal dudit biomarqueur, ledit biomarqueur étant une protéine pouvant être en très faible concentration, by a method for detecting a biomarker in a biological sample by bringing the biological sample into contact with a modified lactic acid bacterium expressing a detection system, optionally a system for amplifying the signal of said biomarker, said biomarker being a protein that can be in very low concentration,
- par un plasmide pour intégrer au moins un gène d'intérêt dans une bactérie pour l'expression du système de détection et d'amplification dudit biomarqueur,  by a plasmid for integrating at least one gene of interest into a bacterium for the expression of the system for detecting and amplifying said biomarker,
- et par une bactérie lactique modifiée exprimant le système de détection, et optionnellement le système d'amplification du signal dudit biomarqueur.  and by a modified lactic acid bacterium expressing the detection system, and optionally the system for amplifying the signal of said biomarker.
Ainsi selon un premier aspect, l'invention porte sur un procédé de détection d'un biomarqueur dans un échantillon biologique comprenant les étapes de : Thus according to a first aspect, the invention relates to a method for detecting a biomarker in a biological sample comprising the steps of:
- mise en contact de l'échantillon biologique avec une bactérie lactique modifiée, ladite bactérie lactique ayant au moins un récepteur histidine-kinase et au moins une séquence codant pour un gène rapporteur, ledit récepteur histidine-kinase étant chimérique et le domaine extracellulaire dudit récepteur comportant en outre un domaine (ou portion) de liaison d'un biomarqueur, ledit récepteur chimérique étant activé par son ligand naturel et/ou le biomarqueur, et la partie cytoplasmique dudit récepteur activant une cascade de signalisation spécifique dudit récepteur capable d'activer l'expression du gène rapporteur contacting the biological sample with a modified lactic acid bacterium, said lactic bacterium having at least one histidine kinase receptor and at least one coding sequence for a reporter gene, said receptor histidine kinase being chimeric and the extracellular domain of said receptor further comprising a binding domain (or portion) of a biomarker, said chimeric receptor being activated by its natural ligand and / or biomarker, and the cytoplasmic portion of said biomarker receptor activating a specific signaling cascade of said receptor capable of activating reporter gene expression
- maintien en culture de ladite bactérie en présence de l'échantillon biologique  - keeping said bacterium in culture in the presence of the biological sample
- mesure de l'expression du gène rapporteur. L'on comprend que la bactérie lactique modifiée résulte de la modification du contenu en acides nucléiques de la bactérie lactique par ajout d'un fragment d'ADN, par exemple au moins un plasmide. Il s'agit donc d'une bactérie génétiquement modifiée.  measurement of the expression of the reporter gene. It is understood that the modified lactic acid bacterium results from the modification of the nucleic acid content of the lactic acid bacterium by adding a DNA fragment, for example at least one plasmid. It is therefore a genetically modified bacterium.
L'on comprend par « chimérique » que le récepteur comporte une portion représentative du récepteur histidine-kinase pouvant naturellement être retrouvée chez l'organisme dont il est issu, et un domaine de liaison à un biomarqueur que le récepteur originel ne possède pas. Le biomarqueur ne peut normalement pas se lier au récepteur histidine-kinase originel. Dans un mode préféré de réalisation, le récepteur chimérique est codée par une séquence comportant une séquence codant pour tout ou partie du récepteur histidine-kinase originel et un domaine de liaison spécifique d'un biomarqueur. Le récepteur histidine-kinase originel peut être d'origine bactérienne et le domaine de liaison du biomarqueur d'origine mammifère, par exemple humaine. The term "chimeric" is understood to mean that the receptor comprises a representative portion of the histidine-kinase receptor that can naturally be found in the organism from which it is derived, and a binding domain to a biomarker that the original receptor does not possess. The biomarker can not normally bind to the original histidine kinase receptor. In a preferred embodiment, the chimeric receptor is encoded by a sequence comprising a sequence encoding all or part of the original histidine kinase receptor and a specific binding domain of a biomarker. The original histidine kinase receptor may be of bacterial origin and the biomarker binding domain of mammalian origin, for example human.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé de détection d'un biomarqueur dans un échantillon biologique selon l'invention comprend les étapes de : In a particular embodiment, the method for detecting a biomarker in a biological sample according to the invention comprises the steps of:
1 ) mise en contact de l'échantillon biologique avec une bactérie lactique modifiée de sorte à ce qu'elle exprime un système de détection et d'amplification dudit biomarqueur par intégration d'un ou plusieurs plasmides comprenant une séquence codant pour un récepteur chimérique NisK, une séquence codant pour la protéine de régulation intracellulaire NisR et une séquence codant pour un gène rapporteur sous contrôle d'un promoteur PnisA et/ou PnisF,  1) bringing the biological sample into contact with a modified lactic acid bacterium so that it expresses a system for detecting and amplifying said biomarker by integrating one or more plasmids comprising a sequence encoding a chimeric NisK receptor; a sequence encoding the intracellular regulatory protein NisR and a coding sequence for a reporter gene under the control of a PnisA and / or PnisF promoter,
2) maintien en culture de ladite bactérie en présence de l'échantillon biologique, et  2) maintaining said bacteria in culture in the presence of the biological sample, and
3) mesure de l'expression du gène rapporteur. Ce procédé particulier peut en outre comporter (i) une étape préalable de mesure de l'expression du gène rapporteur en fonction de quantités croissantes et connues de biomarqueur, et/ou (ii) une étape d'amplification de la détection du biomarqueur par activation de la transcription dans ladite bactérie lactique modifiée d'au moins une séquence codant pour une molécule amplificatrice. 3) measuring the expression of the reporter gene. This particular method may further comprise (i) a preliminary step of measuring the expression of the reporter gene as a function of increasing and known amounts of biomarker, and / or (ii) a step of amplifying the detection of the biomarker by activation transcription in said modified lactic acid bacterium of at least one coding sequence for an amplifying molecule.
Dans un mode de réalisation, le procédé selon l'invention comporte en outre une étape préalable de mesure de l'expression du gène rapporteur en fonction de quantités croissantes et connues de biomarqueur. Cette étape permet d'établir une gamme étalon à partir de concentration connue en biomarqueur pour la détermination de la concentration inconnue en biomarqueur dans l'échantillon biologique à tester. In one embodiment, the method according to the invention also comprises a preliminary step of measuring the expression of the reporter gene as a function of increasing and known amounts of biomarker. This step makes it possible to establish a standard range from a known biomarker concentration for the determination of the unknown biomarker concentration in the biological sample to be tested.
Le biomarqueur est une protéine présente ou non dans l'échantillon biologique selon l'état de l'organisme dont provient l'échantillon. Par exemple, pour le diagnostic d'une pathologie chez l'Homme, la présence de la protéine peut révéler que le patient est atteint d'une pathologie précise. Le procédé selon l'invention permet de détecter une protéine, même en faible concentration, c'est-à-dire inférieure à 1 ng/mL, de préférence inférieure à 1 pg/mL, encore plus préférentiellement inférieure à 0,1 pg/mL, dans l'échantillon biologique et d'amplifier le signal de détection. Le biomarqueur peut de façon non limitative être une protéine impliquée dans une pathologie humaine telle qu'un cancer ou une maladie auto-immune, par exemple la PSA pour le cancer de la prostate chez l'Homme, l'IL6, l'IL1 beta, l'IL10, l'IL12, l'IL15, l'IL17, l'IL38 ou le TNFa pour les maladies inflammatoires et auto-immunes chez l'Homme. Tous types de protéines peuvent être détectés par l'invention. Le tableau 1 cite un certain nombre de protéines, sans être limitatif, pouvant être détectées selon l'invention ainsi que la classe de pathologie dans laquelle elles sont impliquées. De même, des protéines de la matrice extracellulaire telle que le collagène pourraient être détectées par la présente invention. Protéine Type de pathologie The biomarker is a protein that may or may not be present in the biological sample depending on the state of the organism from which the sample originated. For example, for the diagnosis of a pathology in humans, the presence of the protein may reveal that the patient has a specific pathology. The method according to the invention makes it possible to detect a protein, even in low concentration, that is to say less than 1 ng / mL, preferably less than 1 μg / mL, more preferably less than 0.1 μg / mL. mL, in the biological sample and amplify the detection signal. The biomarker may, without limitation, be a protein implicated in a human pathology such as a cancer or an autoimmune disease, for example PSA for prostate cancer in humans, IL6, IL1 beta , IL10, IL12, IL15, IL17, IL38 or TNFa for inflammatory and autoimmune diseases in humans. All types of proteins can be detected by the invention. Table 1 lists a number of proteins, without being limiting, which can be detected according to the invention as well as the class of pathology in which they are involved. Similarly, extracellular matrix proteins such as collagen could be detected by the present invention. Protein Type of pathology
HER2 Cancer  HER2 Cancer
mucin 1 (MUC1 ) Cancer mucin 1 (MUC1) Cancer
EGP 40 (EpCAM) : marqueur de Carcinome  EGP 40 (EpCAM): Carcinoma marker
Cellule Tumorale Circulante (CTC)  Circulating Tumor Cell (CTC)
mammaglobine : marqueur de Cancer Du Sein Mammaglobin: Breast Cancer marker
CTC CTC
TP53 muté Cancer TP53 mutated Cancer
TTF-1 : marqueur de CTC Cancer Du Poumon  TTF-1: CTC marker for lung cancer
EML4-ALK fusion protein Cancer  EML4-ALK fusion protein Cancer
Kras muté (G12C) Cancer  Kras mutated (G12C) Cancer
EGFR muté (L858R) Cancer  Mutated EGFR (L858R) Cancer
EGFR muté (T790M) Cancer  Mutated EGFR (T790M) Cancer
tumor-associated antigen L6 Cancer tumor-associated antigen L6 Cancer
cytokeratine 8, 18, et/ou 19: Cancer cytokeratin 8, 18, and / or 19: Cancer
marqueur de CTC CTC marker
guanylyl cyclase C (GCC) : Cancer Colorectal guanylyl cyclase C (GCC): Colorectal Cancer
marqueur de CTC CTC marker
(p210BCR-ABL) Leucémie myéloïde chronique  (p210BCR-ABL) Chronic myeloid leukemia
p185BCR-ABL) Leucémie myéloïde chronique p185BCR-ABL) Chronic myeloid leukemia
p190BCR-ABL Leucémie aiguë p190BCR-ABL Acute Leukemia
PSCA Cancer De La Prostate  PSCA Prostate Cancer
PSMA : marqueur de CTC Cancer De La Prostate  PSMA: CTC Prostate Cancer marker
HE4 (WFDC2) Cancer  HE4 (WFDC2) Cancer
uMAGE-A Cancer De La Peau uMAGE-A Skin Cancer
IgA-EMA Maladie Coeliaque  IgA-EMA Celiac Disease
IgA-tTG/lgG-tTG Maladie Coeliaque  IgA-tTG / IgG-tTG Celiac Disease
anti-peptides cycliques citrullinés Polyarthrite Rhumatoïde anti-cyclic peptides citrullinated Rheumatoid arthritis
(PCC)  (PCC)
anticorps anti-kératine(AKA) Polyarthrite Rhumatoïde anti-keratin antibody (AKA) Rheumatoid arthritis
IgG (MYC)/lgM (MYC) Mycoplasmose due à la bactérie M. pneumoniae  IgG (MYC) / IgM (MYC) Mycoplasmosis due to M. pneumoniae bacteria
Tableau 1 . Protéines pouvant être détectées, non limitativement, selon le système selon l'invention Table 1. Proteins that can be detected, without limitation, according to the system according to the invention
Des applications vétérinaires de la présente invention sont réalisables. Veterinary applications of the present invention are feasible.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le procédé selon l'invention comporte en outre une étape d'amplification de la détection du biomarqueur par activation de la transcription dans la bactérie lactique modifiée d'au moins une séquence codant pour une molécule amplificatrice. Ainsi le procédé selon l'invention comprend les étapes de : In one embodiment of the invention, the method according to the invention also comprises a step of amplifying the detection of the biomarker by activation of the transcription in the modified lactic acid bacteria of at least one coding sequence for an amplifying molecule. Thus, the method according to the invention comprises the steps of:
- mise en contact de l'échantillon biologique avec une bactérie lactique modifiée, ladite bactérie lactique ayant au moins un récepteur histidine-kinase et au moins une séquence codant pour un gène rapporteur, au moins une séquence codant pour une molécule amplificatrice, ledit récepteur histidine-kinase étant chimérique et le domaine extracellulaire dudit récepteur comportant en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit récepteur chimérique étant activé par son ligand naturel et/ou le biomarqueur, et la partie cytoplasmique dudit récepteur active une cascade de signalisation spécifique dudit récepteur activant l'expression du gène rapporteur  contacting the biological sample with a modified lactic bacterium, said lactic bacterium having at least one histidine kinase receptor and at least one coding sequence for a reporter gene, at least one sequence coding for an amplifying molecule, said histidine receptor -kinase being chimeric and the extracellular domain of said receptor further comprising a binding domain of a biomarker, said chimeric receptor being activated by its natural ligand and / or biomarker, and the cytoplasmic portion of said receptor activates a specific signaling cascade of said receptor activating the expression of the reporter gene
- maintien en culture de ladite bactérie en présence de l'échantillon biologique - keeping said bacterium in culture in the presence of the biological sample
- mesure de l'expression du gène rapporteur. measurement of the expression of the reporter gene.
La partie cytoplasmique peut indifféremment être appelée domaine cytoplasmique ou domaine intracellulaire. The cytoplasmic part can indifferently be called cytoplasmic domain or intracellular domain.
Selon un second aspect, l'invention porte sur un plasmide pour transfert dans une bactérie comportant : According to a second aspect, the invention relates to a plasmid for transfer into a bacterium comprising:
- Au moins une séquence codant pour un récepteur histidine-kinase,  At least one sequence encoding a histidine kinase receptor,
- Au moins une séquence codant pour un gène rapporteur,  At least one coding sequence for a reporter gene,
caractérisé en ce que ladite séquence codant pour un récepteur histidine-kinase code pour un récepteur histidine-kinase chimérique comportant un domaine de liaison d'un biomarqueur sur le domaine extracellulaire dudit récepteur, ledit récepteur étant activé par son ligand naturel et/ou le biomarqueur, et la partie cytoplasmique dudit récepteur active une cascade de signalisation spécifique dudit récepteur capable d'activer l'expression du gène rapporteur. characterized in that said sequence encoding a histidine kinase receptor encodes a chimeric histidine kinase receptor having a binding domain of a biomarker on the extracellular domain of said receptor, said receptor being activated by its natural ligand and / or biomarker and the cytoplasmic portion of said receptor activates a signaling cascade specific for said receptor capable of activating expression of the reporter gene.
Dans une variante de réalisation, le récepteur est un récepteur NisK dont au moins une portion du domaine extracellulaire comporte en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit domaine de liaison étant au moins une des régions variables d'un anticorps monoclonal ayant une forte affinité pour le biomarqueur Dans une autre variante de réalisation, le récepteur est un récepteur NisK dont au moins une portion du domaine extracellulaire comporte en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit domaine de liaison étant un domaine extracellulaire de reconnaissance du ligand d'un récepteur dont le ligand est le biomarqueur. Dans encore une autre variante de réalisation, le récepteur est un récepteur NisK dont au moins une portion du domaine extracellulaire comporte en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit domaine de liaison étant le ligand du biomarqueur, ledit biomarqueur étant, dans ce cas, un récepteur spécifique dudit ligand. In an alternative embodiment, the receptor is a NisK receptor at least a portion of the extracellular domain further comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being at least one of the variable regions of a monoclonal antibody having a high affinity for the biomarker In another variant embodiment, the receptor is a NisK receptor at least a portion of the extracellular domain additionally comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being an extracellular domain for ligand recognition of a receptor whose the ligand is the biomarker. In yet another embodiment, the receptor is a NisK receptor at least a portion of the extracellular domain further comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being the ligand of the biomarker, said biomarker being, in this case, case, a specific receptor of said ligand.
Dans un mode de réalisation, le plasmide selon l'invention comporte en outre au moins une séquence codant pour une molécule amplificatrice, l'expression de ladite molécule amplificatrice étant activée par la cascade de signalisation activée par la fixation du biomarqueur sur le récepteur chimérique. Dans ce mode de réalisation, le plasmide pour transfert dans une bactérie comporte : In one embodiment, the plasmid according to the invention also comprises at least one coding sequence for an amplifying molecule, the expression of said amplifying molecule being activated by the signaling cascade activated by the binding of the biomarker to the chimeric receptor. In this embodiment, the plasmid for transfer into a bacterium comprises:
- Au moins une séquence codant pour un récepteur histidine-kinase,  At least one sequence encoding a histidine kinase receptor,
- Au moins une séquence codant pour un gène rapporteur,  At least one coding sequence for a reporter gene,
- Au moins une séquence codant pour une molécule amplificatrice, caractérisé en ce que ladite séquence codant pour un récepteur histidine-kinase code pour un récepteur histidine-kinase chimérique dont le domaine extracellulaire comporte un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit récepteur chimérique étant activé par son ligand naturel et/ou le biomarqueur, et en ce que la partie cytoplasmique dudit récepteur active une cascade de signalisation spécifique dudit récepteur activant l'expression du gène rapporteur.  At least one sequence coding for an amplifying molecule, characterized in that said sequence encoding a histidine kinase receptor encodes a chimeric histidine kinase receptor whose extracellular domain comprises a binding domain of a biomarker, said chimeric receptor being activated by its natural ligand and / or the biomarker, and in that the cytoplasmic part of said receptor activates a specific signaling cascade of said receptor activating the expression of the reporter gene.
Avantageusement, la séquence codant pour une molécule amplificatrice est une séquence codant pour le ligand naturel du récepteur NisK et/ou une séquence codant pour un peptide mimétique du biomarqueur synthétisés par la bactérie lactique modifiée en présence du biomarqueur.  Advantageously, the coding sequence for an amplifying molecule is a coding sequence for the natural ligand of the NisK receptor and / or a coding sequence for a biomarker mimetic peptide synthesized by the modified lactic acid bacterium in the presence of the biomarker.
Dans un mode de réalisation particulier, le plasmide pour transfert dans une bactérie comporte : i) une séquence codant pour un récepteur chimérique NisK, In a particular embodiment, the plasmid for transfer into a bacterium comprises: i) a sequence coding for a chimeric NisK receptor,
ii) une séquence codant pour la protéine de régulation intracellulaire NisR et iii) une séquence codant pour un gène rapporteur sous contrôle d'un promoteur PnisA et/ou PnisF, et est caractérisé en ce qu'au moins une portion du domaine extracellulaire dudit récepteur chimérique NisK comporte un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit récepteur chimérique étant activé par son ligand naturel et/ou le biomarqueur, et en ce que la partie cytoplasmique dudit récepteur correspond au domaine cytoplasmique d'un récepteur NisK. ii) a sequence coding for the intracellular regulatory protein NisR and iii) a sequence coding for a reporter gene under the control of a PnisA and / or PnisF promoter, and is characterized in that at least a portion of the extracellular domain of said NisK chimeric receptor comprises a binding domain of a biomarker, said wherein the chimeric receptor is activated by its natural ligand and / or the biomarker, and in that the cytoplasmic portion of said receptor corresponds to the cytoplasmic domain of a NisK receptor.
Dans un mode de mise en œuvre préféré, ledit domaine de liaison d'un biomarqueur est au moins une des régions variables d'un anticorps monoclonal ayant une forte affinité pour le biomarqueur ; alternativement, ledit domaine de liaison d'un biomarqueur est un domaine extracellulaire de reconnaissance du ligand d'un récepteur dont le ligand est le biomarqueur. In a preferred embodiment, said biomarker binding domain is at least one of the variable regions of a monoclonal antibody having a high affinity for the biomarker; alternatively, said biomarker binding domain is an extracellular ligand recognition domain of a receptor whose ligand is the biomarker.
Le plasmide peut également comporter en outre au moins une séquence codant pour une molécule amplificatrice, l'expression de ladite molécule amplificatrice étant activée par la cascade de signalisation activée par la fixation du biomarqueur sur ledit récepteur chimérique. Dans un mode de réalisation préféré, la séquence codant pour ladite molécule amplificatrice est une séquence codant pour le ligand naturel du récepteur NisK et/ou une séquence codant pour un peptide mimétique du biomarqueur synthétisés par la bactérie lactique modifiée en présence du biomarqueur. The plasmid may also further comprise at least one coding sequence for an amplifying molecule, the expression of said amplifying molecule being activated by the signaling cascade activated by the fixing of the biomarker on said chimeric receptor. In a preferred embodiment, the coding sequence for said enhancer molecule is a sequence encoding the natural ligand of the NisK receptor and / or a coding sequence for a biomarker mimetic peptide synthesized by the modified lactic acid bacterium in the presence of the biomarker.
Le système NICE (Nisin Controlled gene expression System) est le système d'expression de la nisine dans les bactéries lactiques. Ce système présente la caractéristique de s'autoréguler. La nisine active le récepteur membranaire histidine kinase NisK. Une fois activé, le récepteur NisK phosphoryle la protéine de régulation intracellulaire NisR, cette dernière activant le promoteur PnisA et/ou PnisF et par conséquent, les gènes sous le contrôle de ce promoteur. Ce système a largement été exploité notamment dans l'industrie agroalimentaire pour produire de grandes quantités d'une protéine d'intérêt. L'on comprend que dans un mode de réalisation, le plasmide selon l'invention comprend la séquence codant la protéine de régulation intracellulaire NisR, pour le récepteur chimérique, la séquence codant pour le gène rapporteur sous contrôle d'un promoteur PnisA et/ou PnisF et la séquence codant pour une molécule amplificatrice sous le contrôle d'un promoteur PnisA et/ou PnisF. The NICE (Nisin Controlled Gene Expression System) system is the expression system of nisin in lactic acid bacteria. This system has the characteristic of self-regulating. Nisin activates the NisK histidine kinase membrane receptor. Once activated, the NisK receptor phosphorylates the intracellular regulatory protein NisR, the latter activating the PnisA and / or PnisF promoter and therefore the genes under the control of this promoter. This system has been widely used especially in the food industry to produce large quantities of a protein of interest. It is understood that in one embodiment, the plasmid according to the invention comprises the sequence encoding the intracellular regulatory protein NisR, for the chimeric receptor, the coding sequence coding for the reporter gene under the control of a PnisA promoter and / or PnisF and the coding sequence for an amplifying molecule under the control of a PnisA and / or PnisF promoter.
La séquence codant pour la zone de liaison spécifique au biomarqueur est insérée au niveau du BAES (sensory histidine kinase in two-component regulatory System) en amont la séquence de l'histidine kinase A (zone de dimérisation / phosphoaccepteur) selon le schéma de la figure 1 . Avantageusement, le biomarqueur est une protéine. The sequence coding for the biomarker-specific binding zone is inserted at the BAES (sensory histidine kinase in two-component regulatory system) upstream the sequence of histidine kinase A (dimerization / phosphoacceptor zone) according to the scheme of the figure 1 . Advantageously, the biomarker is a protein.
Avantageusement, le plasmide est codé par la séquence SEQ ID 1 et par un insert d'une séquence choisie parmi les SEQ ID 2 à 9. Advantageously, the plasmid is encoded by the sequence SEQ ID 1 and by an insert of a sequence chosen from SEQ ID 2 to 9.
L'on comprend que le plasmide est constitué d'un plasmide de base pGNSK de séquence SEQ ID 1 dans lequel peuvent être insérées l'une au moins des séquences SEQ ID 2 à 9 codant pour au moins le récepteur chimérique selon l'invention sur lequel le biomarqueur d'intérêt peut se lier et optionnellement au moins une séquence codant pour une molécule amplificatrice et au moins une séquence codant pour un gène rapporteur. It is understood that the plasmid consists of a basic plasmid pGNSK SEQ ID 1 sequence in which can be inserted at least one of the sequences SEQ ID 2 to 9 coding for at least the chimeric receptor according to the invention on wherein the biomarker of interest can bind and optionally at least one coding sequence for an enhancer molecule and at least one coding sequence for a reporter gene.
Le plasmide selon l'invention est destiné à être inséré dans une bactérie, de préférence une bactérie lactique, plus préférentiellement une bactérie de type Lactococcus lactis, pour que la bactérie exprime le récepteur chimérique, ainsi que le gène rapporteur et dans un mode de réalisation que la bactérie exprime en outre la molécule amplificatrice sous contrôle du promoteur sensible à la cascade de signalisation du récepteur chimérique. Le plasmide selon l'invention est destiné à la mise en œuvre du procédé selon l'invention pour la détection d'un biomarqueur dans un échantillon biologique. The plasmid according to the invention is intended to be inserted into a bacterium, preferably a lactic bacterium, more preferably a bacterium of the Lactococcus lactis type, for the bacterium to express the chimeric receptor, as well as the reporter gene and in one embodiment. that the bacterium further expresses the amplifying molecule under the control of the promoter sensitive to the chimeric receptor signaling cascade. The plasmid according to the invention is intended for the implementation of the method according to the invention for the detection of a biomarker in a biological sample.
Selon un autre aspect, l'invention porte sur une bactérie lactique modifiée pour la détection d'un biomarqueur dans un échantillon biologique comportant : In another aspect, the invention provides a modified lactic acid bacterium for detecting a biomarker in a biological sample comprising:
- Au moins un récepteur histidine-kinase - Au moins une séquence codant pour un gène rapporteur At least one histidine kinase receptor At least one coding sequence for a reporter gene
caractérisé en ce que ledit récepteur histidine-kinase est chimérique et ledit récepteur comporte en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur situé sur la domaine extracellulaire du récepteur, ledit récepteur étant activé par son ligand naturel et/ou le biomarqueur, characterized in that said histidine kinase receptor is chimeric and said receptor further comprises a binding domain of a biomarker located on the extracellular domain of the receptor, said receptor being activated by its natural ligand and / or the biomarker,
et en ce que la partie cytoplasmique dudit récepteur active une cascade de signalisation activant l'expression du gène rapporteur. and in that the cytoplasmic portion of said receptor activates a signaling cascade activating expression of the reporter gene.
Dans un premier mode de réalisation, le récepteur histidine-kinase chimérique est un récepteur NisK dont au moins une portion du domaine extracellulaire comporte en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit domaine de liaison étant au moins une des régions variables d'un anticorps monoclonal ayant une forte affinité pour le biomarqueur. In a first embodiment, the chimeric histidine kinase receptor is a NisK receptor at least a portion of the extracellular domain further comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being at least one of the variable regions of a monoclonal antibody having a high affinity for the biomarker.
Dans un second mode de réalisation, le récepteur histidine-kinase chimérique est le récepteur NisK dont au moins une portion du domaine extracellulaire comporte en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit domaine de liaison étant une le domaine extracellulaire de reconnaissance du ligand d'un récepteur dont le ligand est le biomarqueur. In a second embodiment, the chimeric histidine kinase receptor is the NisK receptor at least a portion of the extracellular domain further comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being an extracellular ligand recognition domain. a receptor whose ligand is the biomarker.
Dans encore une autre variante de réalisation, le récepteur histidine-kinase chimérique est un récepteur NisK dont au moins une portion du domaine extracellulaire comporte en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit domaine de liaison étant le ligand du biomarqueur, ledit biomarqueur étant, dans ce cas, un récepteur spécifique dudit ligand. In yet another embodiment, the chimeric histidine kinase receptor is a NisK receptor at least a portion of the extracellular domain further comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being the ligand of the biomarker, said biomarker being, in this case, a specific receptor of said ligand.
Avantageusement, le gène rapporteur est placé devant un promoteur activable par NisR. L'on comprend que le gène rapporteur est choisi parmi la GFP, GusA, luciférase, lacZ, CobA ou tout autre gène rapporteur connu de l'Homme du métier et que ce dernier est placé devant un promoteur activable par NisR, NisR étant activé par le récepteur NisK-c après fixation du biomarqueur sur le NisK-c. Le gène rapporteur selon l'invention est préférentiellement sous le contrôle d'un promoteur PnisA ou PnisF. Lorsque le récepteur chimérique selon l'invention est activé par le biomarqueur, NisR est phosphorylé et NisR phosphorylé va activer la transcription du gène rapporteur sous le contrôle de PnisA ou PnisF. Préférentiellement, le gène rapporteur est choisi parmi les gènes rapporteurs luminescents. Les gènes rapporteurs luminescents pour la mise en œuvre de la présente invention sont la luciférase. Advantageously, the reporter gene is placed in front of a promoter activatable by NisR. It is understood that the reporter gene is chosen from GFP, GusA, luciferase, lacZ, CobA or any other reporter gene known to those skilled in the art and that the latter is placed in front of a promoter activatable by NisR, NisR being activated by the NisK-c receptor after fixation of the biomarker on NisK-c. The reporter gene according to the invention is preferably under the control of a PnisA or PnisF promoter. When the chimeric receptor according to the invention is activated by the biomarker, NisR is phosphorylated and phosphorylated NisR will activate the transcription of the reporter gene under the control of PnisA or PnisF. Preferably, the reporter gene is chosen from the luminescent reporter genes. The luminescent reporter genes for the practice of the present invention are luciferase.
Dans un mode de réalisation, la bactérie lactique modifiée comporte en outre au moins une séquence codant pour une molécule amplificatrice, l'expression de ladite molécule amplificatrice étant activée par la fixation du biomarqueur sur le récepteur chimérique. La séquence codant pour une molécule amplificatrice selon l'invention est préférentiellement sous le contrôle d'un promoteur PnisA ou PnisF. Dans ce mode de réalisation, la bactérie lactique modifiée pour la détection d'un biomarqueur dans un échantillon biologique comporte : In one embodiment, the modified lactic acid bacterium further comprises at least one coding sequence for an amplifying molecule, the expression of said amplifying molecule being activated by the binding of the biomarker to the chimeric receptor. The sequence coding for an amplifying molecule according to the invention is preferably under the control of a PnisA or PnisF promoter. In this embodiment, the modified lactic acid bacterium for detecting a biomarker in a biological sample comprises:
- Au moins un récepteur histidine-kinase  At least one histidine kinase receptor
- Au moins une séquence codant pour un gène rapporteur  At least one coding sequence for a reporter gene
- Au moins une séquence codant pour une molécule amplificatrice  At least one coding sequence for an amplifying molecule
caractérisé en ce que ledit récepteur histidine-kinase est chimérique et ledit récepteur comporte en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur sur le domaine extracellulaire dudit récepteur, ledit récepteur étant activé par son ligand naturel et/ou le biomarqueur, characterized in that said histidine kinase receptor is chimeric and said receptor further comprises a binding domain of a biomarker on the extracellular domain of said receptor, said receptor being activated by its natural ligand and / or the biomarker,
et en ce que la partie cytoplasmique dudit récepteur active une cascade de signalisation activant l'expression du gène rapporteur. and in that the cytoplasmic portion of said receptor activates a signaling cascade activating expression of the reporter gene.
Avantageusement, la molécule amplificatrice est le ligand natif du récepteur histidine- kinase et/ou le biomarqueur et/ou une séquence du biomarqueur reconnaissable par le récepteur histidine-kinase. Le récepteur histidine-kinase pouvant reconnaître un séquence du biomarqueur, le biomarqueur et/ou le ligand natif est le récepteur Nisk et/ou le récepteur chimérique NisK-c. Advantageously, the amplifying molecule is the native ligand of the histidine kinase receptor and / or the biomarker and / or a biomarker sequence recognizable by the histidine kinase receptor. The histidine kinase receptor capable of recognizing a sequence of the biomarker, the biomarker and / or the native ligand is the Nisk receptor and / or the chimeric NisK-c receptor.
Avantageusement, la bactérie lactique modifiée est une bactérie Gram+ choisie parmi les genres Lactobacillus, Pediococcus, Lactococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Bifidobacterium, de préférence Lactococcus. De façon encore plus préférée, la bactérie lactique est une Lactococcus lactis. Advantageously, the modified lactic bacterium is a Gram + bacterium selected from the genera Lactobacillus, Pediococcus, Lactococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Bifidobacterium, preferably Lactococcus. Even more preferably, the lactic acid bacterium is a Lactococcus lactis.
Les bactéries lactiques dont Lactococcus lactis sont des bactéries non invasives et non pathogène utilisée largement dans la fabrication de produits laitiers, notamment le fromage. Lactococcus lactis est une bactérie bien caractérisée, au même titre que Escherichia coli ou Bacillus subtilis. The lactic acid bacteria of which Lactococcus lactis are non-invasive and non-pathogenic bacteria widely used in the manufacture of dairy products, including cheese. Lactococcus lactis is a well-characterized bacterium, as is Escherichia coli or Bacillus subtilis.
Dans une autre variante, la bactérie modifiée est une bactérie Gram+ telle que Bacillus sp. Ainsi l'on comprend que la bactérie lactique modifiée selon l'invention comporte au moins un plasmide selon l'invention tel que décrit précédemment. La bactérie peut comprendre une des combinaisons suivantes : In another variant, the modified bacterium is a Gram + bacterium such as Bacillus sp. Thus it is understood that the modified lactic acid bacterium according to the invention comprises at least one plasmid according to the invention as described above. The bacterium may include one of the following combinations:
- Au moins une copie d'un plasmide comportant le matériel génétique pour l'expression du récepteur chimérique selon l'invention, au moins une copie d'un plasmide comportant le matériel génétique pour l'expression du gène rapporteur At least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the chimeric receptor according to the invention, at least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the reporter gene
- Au moins une copie d'un plasmide comportant le matériel génétique pour l'expression du récepteur chimérique selon l'invention, au moins une copie d'un plasmide comportant le matériel génétique pour l'expression du gène rapporteur, au moins une copie d'un plasmide comportant le matériel génétique pour l'expression de la molécule amplificatrice  At least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the chimeric receptor according to the invention, at least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the reporter gene, at least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the amplifying molecule
- Au moins une copie d'un plasmide comportant le matériel génétique pour l'expression du récepteur chimérique selon l'invention, la bactérie comportant déjà un gène rapporteur contrôlé par la voie de signalisation activée par le récepteur chimérique  At least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the chimeric receptor according to the invention, the bacterium already comprising a reporter gene controlled by the chimeric receptor-activated signaling pathway;
- Au moins une copie d'un plasmide comportant le matériel génétique pour l'expression du récepteur chimérique selon l'invention, la bactérie comportant déjà un gène rapporteur contrôlé par la voie de signalisation activée par le récepteur chimérique ainsi qu'une molécule amplificatrice dont la synthèse est activée par la détection du biomarqueur - Au moins une copie d'un plasmide comportant le matériel génétique pour l'expression du récepteur chimérique selon l'invention, au moins une copie d'un plasmide comportant le matériel génétique pour l'expression de la molécule amplificatrice, la bactérie comportant déjà un gène rapporteur contrôlé par la voie de signalisation activée par le récepteur chimériqueAt least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the chimeric receptor according to the invention, the bacterium already comprising a reporter gene controlled by the chimeric receptor-activated signaling pathway and an amplifying molecule of which synthesis is activated by biomarker detection At least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the chimeric receptor according to the invention, at least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the amplifying molecule, the bacterium containing already a reporter gene controlled by the chimeric receptor-activated signaling pathway
- au moins une copie d'un plasmide comportant le matériel génétique pour l'expression du récepteur chimérique selon l'invention, pour l'expression du gène rapporteur, pour l'expression de la molécule amplificatrice. at least one copy of a plasmid comprising the genetic material for the expression of the chimeric receptor according to the invention, for the expression of the reporter gene, for the expression of the amplifying molecule.
L'on comprend que dans un mode de réalisation, la bactérie lactique exprime le système de détection et d'amplification du biomarqueur par intégration d'au moins une copie d'un plasmide comprenant la séquence codant pour la protéine de régulation intracellulaire NisR, le récepteur chimérique, la séquence codant pour le gène rapporteur sous contrôle d'un promoteur PnisA et/ou PnisF et la séquence codant pour une molécule amplificatrice sous le contrôle d'un promoteur PnisA et/ou PnisF. It is understood that in one embodiment, the lactic acid bacterium expresses the system for detecting and amplifying the biomarker by integrating at least one copy of a plasmid comprising the sequence coding for the intracellular regulatory protein NisR, the chimeric receptor, the coding sequence for the reporter gene under control of a PnisA and / or PnisF promoter and the coding sequence for an amplifying molecule under the control of a PnisA and / or PnisF promoter.
Selon une variante de réalisation, la bactérie lactique exprime le système de détection et d'amplification du biomarqueur par intégration d'au moins une copie d'un plasmide contenant une séquence codant pour le gène rapporteur et d'au moins une copie d'un plasmide contenant une séquence codant pour le récepteur chimérique et une séquence codant pour la molécule amplificatrice. Le plasmide codant pour le gène rapporteur peut être co-transfecté avec le plasmide codant pour le récepteur chimérique et la molécule amplificatrice ou être présent constitutivement dans la souche bactérienne utilisée ou dans le même plasmide que le gène codant pour le récepteur chimérique et la molécule amplificatrice. Dans cette variante de réalisation, le gène rapporteur est sous contrôle d'un promoteur sensible à la cascade de signalisation du récepteur chimérique, soit sous le contrôle d'un promoteur PnisA et/ou PnisF. According to one variant embodiment, the lactic bacterium expresses the biomarker detection and amplification system by integrating at least one copy of a plasmid containing a coding sequence for the reporter gene and at least one copy of a plasmid containing a sequence encoding the chimeric receptor and a sequence coding for the amplifying molecule. The plasmid encoding the reporter gene can be co-transfected with the plasmid encoding the chimeric receptor and the amplifying molecule or be present constitutively in the bacterial strain used or in the same plasmid as the gene encoding the chimeric receptor and the amplifying molecule. . In this variant embodiment, the reporter gene is under the control of a promoter sensitive to the chimeric receptor signaling cascade, either under the control of a PnisA and / or PnisF promoter.
La bactérie lactique modifiée permet la mise en œuvre du procédé conforme à l'invention. Selon un troisième aspect, la présente invention porte sur des kits de détection d'un biomarqueur dans un échantillon biologique. The modified lactic acid bacterium allows the implementation of the method according to the invention. According to a third aspect, the present invention relates to kits for detecting a biomarker in a biological sample.
Selon une première variante, le kit pour la détection d'un biomarqueur dans un échantillon biologique comporte - au moins une bactérie lactique modifiée conformément à l'invention According to a first variant, the kit for the detection of a biomarker in a biological sample comprises at least one modified lactic acid bacterium according to the invention
- le milieu de culture de ladite bactérie  the culture medium of said bacterium
- un standard.  - a standard.
Les bactéries présentes dans le kit peuvent être sous forme de culot, en suspension dans un milieu de culture, prise dans un gel de culture, congelées ou lyophilisées. Préférentiellement les bactéries sont lyophilisées et à remettre en culture après réhydratation. The bacteria present in the kit may be in the form of a pellet, suspended in a culture medium, taken in a culture gel, frozen or lyophilized. Preferably, the bacteria are freeze-dried and to be re-cultured after rehydration.
L'on comprend que le standard est un le biomarqueur ou la molécule amplificatrice. We understand that the standard is a biomarker or the amplifying molecule.
Selon une deuxième variante, le kit pour la détection d'un biomarqueur dans un échantillon biologique comporte : According to a second variant, the kit for the detection of a biomarker in a biological sample comprises:
- au moins un plasmide selon l'invention  at least one plasmid according to the invention
- un standard.  - a standard.
L'on comprend que les kits de l'invention peuvent comporter des réactifs de transfection, des bactéries lactiques, du milieu de culture des bactéries lactiques, des plaques de culture de type 96 puits, des systèmes micro fluidique. La présente invention présente les avantages de diminuer le nombre d'étapes à réaliser par l'expérimentateur, de réduire de façon conséquente le temps d'obtention des résultats, et d'avoir une limite de détection plus importante, notamment grâce à son système d'amplification du signal par réaction en chaîne. De plus, la présente invention est transposable à la détection de tout type de protéines, y compris lorsqu'elles sont présentes en de très faibles quantités dans un échantillon biologique. De part l'amplification du signal, une quantité même infime de protéine peut être détectable par amplification du signal. La technologie de la présente invention présente également l'avantage d'être abordable et potentiellement plus rentable que les techniques de l'état de l'art. De par la possibilité d'avoir des récepteurs à la place d'un anticorps, ce système offre la possibilité d'analyser des protéines pour lesquelles des anticorps n'existent pas actuellement. It is understood that the kits of the invention may comprise transfection reagents, lactic acid bacteria, lactic acid bacteria culture medium, 96-well culture plates, microfluidic systems. The present invention has the advantages of reducing the number of steps to be carried out by the experimenter, of drastically reducing the time to obtain the results, and of having a greater limit of detection, in particular thanks to his control system. amplification of the signal by a chain reaction. In addition, the present invention is transposable to the detection of any type of protein, including when present in very small amounts in a biological sample. By amplifying the signal, even a small amount of protein can be detectable by amplification of the signal. The technology of the present invention also has the advantage of being affordable and potentially more profitable than state-of-the-art techniques. By the possibility of having receptors instead of an antibody, this system offers the possibility of analyzing proteins for which antibodies do not currently exist.
La présente invention peut être utilisée en monoplex, pour détecter une seule protéine, ou en multiplex, pour détecter plusieurs protéines de façon simultanée. The present invention can be used in monoplex, to detect a single protein, or in a multiplex, to detect several proteins simultaneously.
Les applications de la présente invention peuvent être : The applications of the present invention can be:
- des applications diagnostiques à destination de l'Homme ou de l'animal, dont le diagnostic précoce, - diagnostic applications intended for humans or animals, including early diagnosis,
- l'orientation thérapeutique et la stratification de pathologies pour une meilleure orientation thérapeutique  - the therapeutic orientation and the stratification of pathologies for a better therapeutic orientation
- le suivi de pathologies par quantification du biomarqueur à différents temps par l'objet de l'invention  the monitoring of pathologies by quantification of the biomarker at different times by the object of the invention
- l'évaluation de la réponse d'un patient à une solution thérapeutique.  the evaluation of the response of a patient to a therapeutic solution.
Les pathologies concernées par la présente invention peuvent notamment être des pathologies oncologiques, inflammatoire ou auto-immunes. The pathologies concerned by the present invention may in particular be oncological, inflammatory or autoimmune pathologies.
La présente invention sera mieux comprise à la lumière d'exemples non limitatifs de réalisation. The present invention will be better understood in the light of nonlimiting examples of embodiment.
Brève description des figures : Brief description of the figures:
La figure 1 a représente un schéma de conception de NisK-c par modification génétique du réception NisK natif. Figure 1a shows a NisK-c design scheme by genetic modification of native NisK reception.
La figure 1 b représente un schéma du plasmide pGNSK. Figure 1b shows a schematic of plasmid pGNSK.
La figure 1 c représente un exemple de schéma d'insertion du récepteur NisK-c dans le plasmide pGNSK. Figure 1c shows an example of an insertion scheme of the NisK-c receptor in the plasmid pGNSK.
La figure 1 d représente un exemple de schéma d'insertion de la molécule amplificatrice puis du Nisk-c dans le plasmide pGNSK. Dans les figures 1 c et figure 1d : le nombre de paires de base correspond à celui du système spécifique à la PSA selon l'invention. FIG. 1 d represents an example of an insertion scheme of the amplifying molecule and then of Nisk-c in the plasmid pGNSK. In FIGS. 1c and 1d: the number of base pairs corresponds to that of the PSA specific system according to the invention.
La figure 2 représente la vérification de l'authenticité du plasmide par digestion enzymatique BamHI chez les colonies transformées par au moins un plasmide selon l'invention. FIG. 2 represents the verification of the authenticity of the plasmid by BamHI enzymatic digestion in the colonies transformed with at least one plasmid according to the invention.
La figure 3 représente la mesure de fluorescence en absence et en présence de PSA chez des bactéries intégrant le plasmide selon l'invention spécifique de la détection de la PSA. FIG. 3 represents the measurement of fluorescence in the absence and in the presence of PSA in bacteria incorporating the plasmid according to the specific invention of the detection of PSA.
La figure 4 représente la mesure de fluorescence en absence et avec des doses croissantes d'IL6 chez des bactéries intégrant le plasmide selon l'invention spécifique de la détection de NL6. FIG. 4 represents the measurement of fluorescence in the absence and with increasing doses of IL6 in bacteria incorporating the plasmid according to the specific invention of the detection of NL6.
La figure 5 représente un test de détermination de la limite de détection de NL6 par mesure de fluorescence de bactéries intégrant le plasmide selon l'invention spécifique de la détection de NL6 en absence et en présence de doses croissantes d'IL6. FIG. 5 represents a test for determining the limit of detection of NL6 by fluorescence measurement of bacteria incorporating the plasmid according to the invention, specific for the detection of NL6 in the absence and in the presence of increasing doses of IL6.
Définitions : Definitions:
BAES : Signal de transduction histidine kinase du récepteur NisK BAES: NisK receptor histidine kinase transduction signal
Biomarqueur : Le biomarqueur est une protéine présente ou non dans l'échantillon biologique selon l'état de l'organisme dont provient l'échantillon. Le biomarqueur est une caractéristique biologique mesurable liée à un processus normal ou pathologique. Biomarker: The biomarker is a protein that may or may not be present in the biological sample depending on the state of the organism from which the sample originated. The biomarker is a measurable biological characteristic related to a normal or pathological process.
Ery : résistance à l'Erythromycine Ery: resistance to Erythromycin
HATPase_c : histidine ATPases du système NICE. Le domaine intracellulaire (HATPase_c ) du NisK ou Nisk-c phosphoryle la protéine de régulation intracellulaire NisR qui active alors le promoteur PnisA et/ou le promoteur PnisF. HATPase_c: histidine ATPases of the NICE system. The intracellular domain (HATPase_c) of NisK or Nisk-c phosphorylates the intracellular regulatory protein NisR which then activates the PnisA promoter and / or the PnisF promoter.
HisKA : histidine kinase A (dimérisation / phosphoaccepteur) du récepteur NisK IL6 : Interleukine 6 : cytokine impliquée dans la phase aiguë de l'inflammation et régule l'inflammation aiguë et chronique. HisKA: histidine kinase A (dimerization / phosphoacceptor) of the NisK receptor IL6: Interleukin 6: cytokine involved in the acute phase of inflammation and regulates acute and chronic inflammation.
NisK : Nisin biosynthesis sensor protein : récepteur histidine-kinase membranaire de la nisine. Le domaine intracellulaire (HATPase_c) du NisK phosphoryle la protéine de régulation intracellulaire NisR qui active alors le promoteur PnisA et/ou le promoteur PnisF. Nisin: Nisin biosynthesis sensor protein: receptor histidine kinase membrane of nisin. The intracellular domain (HATPase_c) of NisK phosphorylates the intracellular regulatory protein NisR which then activates the PnisA promoter and / or the PnisF promoter.
NisK-c : récepteur histidine-kinase chimérique selon l'invention NisK-c: chimeric histidine kinase receptor according to the invention
NisR : protéine de régulation intracellulaire du système, phosphorylée par NisK ou NisK-c. NisR une fois phosphorylée active le promoteur PnisA et le promoteur PnisF. pGNSK : plasmide de base selon l'invention dans lequel un insert contenant au minimum un récepteur NisK-c selon l'invention peut être inséré NisR: Intracellular regulatory protein of the system, phosphorylated by NisK or NisK-c. Once phosphorylated activates the PnisA promoter and the PnisF promoter. pGNSK: basic plasmid according to the invention in which an insert containing at least one NisK-c receptor according to the invention can be inserted
PnisA et PnisF : promoteurs activés par NisR phosphorylé par NisK ou Nisk-c et déclenchant la synthèse des gènes en aval PnisA and PnisF: promoters activated by NisR phosphorylated by NisK or Nisk-c and triggering downstream gene synthesis
PSA : prostate-spécifique antigen : l'antigène prostatique spécifique est une protéine fabriquée exclusivement par la prostate servant à liquéfier le sperme. Cette protéine est fortement exprimée dans le cas d'hypertrophie bénigne ou de cancer de la prostate chez l'Homme. repD: gène de réplication D, repE : gène de réplication E, repF: gène de réplication F, repG : gène de réplication G Récepteur chimérique : récepteur selon l'invention étant un récepteur histidine- kinase ne reconnaissant pas naturellement le biomarqueur et comportant un domaine de reconnaissance du biomarqueur. Le récepteur chimérique est apte en outre à activer une voie de signalisation déclenchant la synthèse du gène rapporteur et optionnellement d'une molécule amplificatrice. TNFcx : facteur de nécrose tumorale : cytokine impliquée dans l'inflammation systémique et dans la phase aiguë de l'inflammation. Une dérégulation de cette cytokine est observée dans de nombreuses maladies auto-immunes. EXEMPLES PSA: prostate-specific antigen: the prostate specific antigen is a protein made exclusively by the prostate serving to liquefy semen. This protein is strongly expressed in the case of benign hypertrophy or prostate cancer in humans. repD: replication gene D, repE: replication gene E, repF: replication gene F, repG: replication gene G chimeric receptor: receptor according to the invention being a histidine kinase receptor not recognizing the biomarker naturally and comprising a field of biomarker recognition. The chimeric receptor is also capable of activating a signaling pathway triggering the synthesis of the reporter gene and optionally an amplifying molecule. TNFcx: tumor necrosis factor: cytokine involved in systemic inflammation and in the acute phase of inflammation. Deregulation of this cytokine is observed in many autoimmune diseases. EXAMPLES
Méthode pour l'obtention des gènes synthétiques codant pour les récepteurs chimériques NisK-c : Method for obtaining the synthetic genes encoding chimeric NisK-c receptors:
Différents récepteurs chimériques NisK-c selon l'invention ont été construits (GeneArt® Gene Synthesis , Thermofisher). Ces récepteurs sont codés par des gènes synthétiques. Ils comportent : le domaine cytoplasmique des récepteurs NisK natifs responsable de l'initiation de la transduction du signal qui conduit à l'activation du NisR un domaine de reconnaissance du biomarqueur d'intérêt pouvant correspondre : Different receptors chimeric NISK-c according to the invention were constructed (GeneArt ® Gene Synthesis, Thermofisher). These receptors are encoded by synthetic genes. They comprise: the cytoplasmic domain of the native NisK receptors responsible for the initiation of signal transduction which leads to the activation of NisR a recognition domain of the biomarker of interest that may correspond to:
o soit aux régions variables de la chaîne lourde et de la chaîne légère d'un anticorps monoclonal reconnaissant spécifiquement le biomarqueur d'intérêt  o either to the variable regions of the heavy chain and the light chain of a monoclonal antibody specifically recognizing the biomarker of interest
o soit la partie extracellulaire d'un récepteur transmembranaire reconnaissant de manière spécifique le biomarqueur  o the extracellular part of a transmembrane receptor specifically recognizing the biomarker
o soit le domaine de liaison du biomarqueur sur des molécules de signalisation de type cytokines ou hormones  o is the binding domain of the biomarker on signaling molecules of the cytokine or hormone type
o soit le ligand d'un récepteur membranaire (lorsque le récepteur membranaire est le biomarqueur),  o the ligand of a membrane receptor (when the membrane receptor is the biomarker),
le promoteur PnisF  the PnisF promoter
les sites de restriction Ndel, Ncol  restriction sites Ndel, Ncol
Le site Ncol à l'extrémité de PnisF permet ultérieurement la fusion transcriptionnelle avec un gène qui peut être un gène rapporteur . The Ncol site at the end of PnisF later allows transcriptional fusion with a gene that may be a reporter gene.
Ces exemples non limitatifs de gènes synthétiques sont récapitulés dans le tableau 1 et sont codés par les séquences SEQ ID 2 à 7. Nom du gène Biomarqueur Description N° de synthétique à détecter séquencesThese nonlimiting examples of synthetic genes are summarized in Table 1 and are encoded by the sequences SEQ ID 2 to 7. Gene name Biomarker Description N ° of synthetic to detect sequences
Nap7 PSA Nisk-anti-protéine 7 (NisK-c modèle 7) SEQ ID 2 spécifique à la PSA, PnisF avec sites Nap7 PSA Nisk-anti-protein 7 (NisK-c model 7) SEQ ID 2 specific to PSA, PnisF with sites
de restriction Ndel, Ncol  Ndel, Ncol restriction
NapT7 TNFa Nisk-anti-protéine 7 (NisK-c modèle 7) SEQ ID 3 spécifique du TNFa, PnisF avec site  NapT7 TNFa Nisk-anti-protein 7 (NisK-c model 7) SEQ ID 3 specific for TNFa, PnisF with site
de restriction Ndel, Ncol  Ndel, Ncol restriction
Nap6 PSA Nisk-anti-protéine 6 (NisK-c modèle 6) SEQ ID 4 spécifique à la PSA, PnisF avec site  Nap6 PSA Nisk-anti-protein 6 (NisK-c model 6) SEQ ID 4 specific to PSA, PnisF with site
de restriction Ndel, Ncol  Ndel, Ncol restriction
NapT6 TNFa Nisk-anti-protéine 6 (NisK-c modèle 6) SEQ ID 5 spécifique du TNFa, PnisF avec site  NapT6 TNFa Nisk-anti-protein 6 (NisK-c model 6) SEQ ID 5 specific for TNFa, PnisF with site
de restriction Ndel, Ncol  Ndel, Ncol restriction
OPnapIR IL6 Nisk-anti-protéine 7 (NisK-c modèle 7) SEQ ID 6 spécifique de NL6, PnisF avec site de  OPnapIR IL6 Nisk-anti-protein 7 (NisK-c model 7) SEQ ID 6 specific NL6, PnisF with site
restriction Ndel, Ncol  restriction Ndel, Ncol
OPnapl7 IL6 Nisk-anti-protéine 7 (NisK-c modèle 7) SEQ ID 7 spécifique à NL6, PnisF, PnisA , avec  OPnapl7 IL6 Nisk-anti-protein 7 (NisK-c model 7) SEQ ID 7 specific to NL6, PnisF, PnisA, with
site de restriction Ndel, Ncol, Fsel,  restriction site Ndel, Ncol, Fsel,
plus la séquence codant pour NL6  plus the sequence coding for NL6
avec la séquence signal d'Usp45  with the signal sequence of Usp45
Tableau 1 . Exemples de gènes synthétiques codant pour un récepteur chimérique Table 1. Examples of synthetic genes encoding a chimeric receptor
NisK-c  NISK-c
Les gènes synthétiques Nap7, NapT7, Nap6, NapT6 du tableau 1 combinent le domaine cytoplasmique du NisK natif avec les régions variables de la chaîne lourde et de la chaîne légère d'un anticorps monoclonal spécifique du biomarqueur. Le gène synthétique OPnapIR combine le domaine cytoplasmique du NisK natif avec la partie extracellulaire d'un récepteur transmembranaire reconnaissant de manière spécifique le biomarqueur. The synthetic genes Nap7, NapT7, Nap6, NapT6 of Table 1 combine the native NisK cytoplasmic domain with the variable regions of the heavy and light chain of a monoclonal antibody specific for the biomarker. The OPnapIR synthetic gene combines the cytoplasmic domain of native NisK with the extracellular portion of a transmembrane receptor specifically recognizing the biomarker.
Le gène synthétique OPnapl7 comporte en outre un amplificateur constitué par une séquence codant pour NL6 additionnée d'une séquence pour un signal de sécrétion extracellulaire Usp45 (voir paragraphe « gènes synthétiques codant pour les amplificateurs du signal » ci-dessous). Les gènes synthétiques codant pour les amplificateurs du signal : The synthetic gene OPnapl7 furthermore comprises an enhancer consisting of a sequence coding for NL6 plus a sequence for an extracellular secretion signal Usp45 (see section "synthetic genes coding for the signal amplifiers" below). Synthetic genes encoding signal amplifiers:
Dans ces exemples de réalisation de l'invention, le système comprend un amplificateur du signal induit par la fixation du biomarqueur sur le NisK-c capable de reconnaître spécifiquement le biomarqueur. Cet amplificateur est codé par un gène synthétique comportant une séquence codant pour un signal de sécrétion extracellulaire, Usp45 dans le cas de la bactérie Lactococcus lactis. Le tableau 2 liste non limitativement les gènes synthétiques des amplificateurs. In these exemplary embodiments of the invention, the system comprises a signal amplifier induced by the binding of the biomarker on NisK-c capable of specifically recognizing the biomarker. This enhancer is encoded by a synthetic gene having a sequence coding for an extracellular secretion signal, Usp45 in the case of the bacterium Lactococcus lactis. Table 2 lists, without limitation, the synthetic genes of the amplifiers.
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Tableau 2. Exemples de gènes synthétiques codant pour des amplificateurs  Table 2. Examples of Synthetic Genes Encoding Amplifiers
Le gène OPnapl7 combine une séquence codant pour un NisK-c spécifique de NL6 et une codant pour un amplificateur constitué de NL6 et de Usp45. La séquence pour ce gène synthétique est identifiée dans les tableaux 1 et 2 par le même numéro de séquence, SEQ ID 7, puisqu'il s'agit de la même séquence. The OPnapl7 gene combines a NL6-specific NisK-c coding sequence and an NL6 and Usp45 enhancer coding. The sequence for this synthetic gene is identified in Tables 1 and 2 by the same sequence number, SEQ ID 7, since it is the same sequence.
Génération du plasmide comportant le gène codant pour le récepteur chimérique NisK-c et un amplificateur Un plasmide pGNSK a été construit par insertion d'un fragment synthétique comprenant un gène de résistance à l'erytromicine (Em), une origine de réplication pAMbl (rep E, rep G, rep F, rep D), un gène codant pour NisR, un promoteur PnisF, les sites de restriction Ndel et Fsel) dans le vecteur pBluescript II SK via le site de clonage Smal (Genecust ®, Luxembourg). Ce plasmide est capable de se répliquer dans des bactéries gram+ et gram-. Ce plasmide pGNSK est le plasmide de base de l'invention dans lequel un insert contenant au minimum une séquence codant pour un récepteur NisK-c selon l'invention peut être inséré. Le plasmide pGNSK a le numéro de séquence SEQ ID1 . Generation of the Plasmid Containing the Gene Encoding the NisK-c Chimeric Receptor and an Amplifier A plasmid pGNSK was constructed by insertion of a synthetic fragment comprising an erytromicin resistance gene (Em), an origin of replication pAMbl (rep E, rep G, rep F, rep D), a gene coding for NisR, a PnisF promoter, the NdeI and Fsel restriction sites) in the vector pBluescript II SK via the Smal cloning site (Genecust ®, Luxembourg). This plasmid is capable of replicating in gram + and gram- bacteria. This plasmid pGNSK is the basic plasmid of the invention in which an insert containing at least one coding sequence for a NisK-c receptor according to the invention can be inserted. The plasmid pGNSK has the sequence number SEQ ID1.
Les gènes synthétiques OPnapl7, OPnapIR, Amnap7 et AmnapT7 sont clonés dans le site Ndel- Bglll du plasmide PGNSK par ligation (GeneArt® Gene Synthesis, Thermofisher). Les gènes synthétiques (NAP7 NAP6, NAPT7, NAPT6) sont clonés via le site Ndel-Fsel du plasmide PGNSK ou pGNAmnaP ou pGNAmnaPT par la méthode seamless clonning en utilisant le kit d'assemblage geneart® Seamless plus Cloning and Assembly Kit conformément aux recommandations du commerçant (Thermofisher). Le gène rapporteur fluorescent cobA est cloné via le site Ncol-Fsel du plasmide PGNAPI. Synthetic genes OPnapl7, OPnapIR, Amnap7 and AmnapT7 are cloned into NdeI-BglII site of plasmid PGNSK ligated (GeneArt ® Gene Synthesis, Thermofisher). The synthetic genes (NAP7 NAP6, NAPT7, NAPT6) are cloned via the Ndel-Fsel site of the plasmid PGNSK or pGNAmnaP or pGNAmnaPT by the method of seamless cloning using the assembly kit geneart ® Seamless plus Cloning and Assembly Kit in accordance with the recommendations of the merchant (Thermofisher). The fluorescent reporter gene cobA is cloned via the Ncol-Fsel site of plasmid PGNAPI.
Le tableau 3 récapitule les plasmides utilisés ou obtenus selon l'invention. Table 3 summarizes the plasmids used or obtained according to the invention.
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Tableau 3. Plasmides utilisés et obtenus selon l'invention Propagation et vérification des plasmides Table 3. Plasmids used and obtained according to the invention Propagation and verification of plasmids
Les plasmides résultants (Tableau 3) sont propagés dans E.coli (conformément aux recommandations du fabriquant (geneart® Seamless plus Cloning and Assembly Kit , Thermofisher)) : 3 μΙ du mélange de la réaction d'assemblage (ligation) est ajouté à un flacon de bactéries E. coli chimiquement compétentes (One Shot DH10B™ T1 R SA Thermofisher). En parallèle, 3 μΙ de l'ADN de contrôle pGNSK est ajouté dans un flacon séparé de bactéries E. coli chimiquement compétentes (One Shot™ DH10B T1 R SA, Thermofisher). Le mélange de transformation est incubé sur de la glace pendant 30 minutes puis, transféré dans un bain marie à 37°C pendant exactement 10minutes, puis de nouveau sur la glace pendant 2 minutes. 250 μί de milieu S.O.C. est ajouté à température ambiante au mélange de transformation puis agité horizontalement (200 rpm) à 37°C pendant 1 heure. Après incubation, 5-150 μί de chaque transformation sont répartis sur une plaque sélective préchauffée (LB avec 100 g/ml d'ampicilline). Les plaques sont incubées pendant une nuit à 37°C. Le lendemain, des colonies individuelles sont prélevées. Leur ADN plasmidique est isolé purifié. The resulting plasmids (Table 3) are propagated in E.coli (in accordance with the manufacturer's recommendations (geneart ® Seamless plus Cloning & Assembly Kit, Thermofisher)): 3 μΙ of the mixture of the assembly reaction (ligation) is added to a flask of chemically competent E. coli bacteria (One Shot DH10B ™ T1 R SA Thermofisher). In parallel, 3 μl of the pGNSK control DNA is added to a separate flask of chemically competent E. coli bacteria (One Shot ™ DH10B T1 R SA, Thermofisher). The transformation mixture is incubated on ice for 30 minutes then transferred to a water bath at 37 ° C for exactly 10 minutes and then again on ice for 2 minutes. 250 μl of SOC medium is added at room temperature to the transformation mixture and then stirred horizontally (200 rpm) at 37 ° C. for 1 hour. After incubation, 5-150 μί of each transformation are distributed on a preheated selective plate (LB with 100 g / ml of ampicillin). The plates are incubated overnight at 37 ° C. The next day, individual colonies are collected. Their plasmid DNA is isolated purified.
Analyse des transformants Transformant analysis
Les colonies sont choisies et cultivées la nuit dans un milieu LB contenant l'antibiotique (100 g/ml d'ampicilline). L'ADN plasmidique est isolé en utilisant PureLink® HiPure plasmide Kits Miniprep (Thermofisher) et leur concentration déterminée par spectroscopie UV. Les plasmides sont par la suite analysés par analyse de restriction et les résultats sont visualisés par électrophorèse sur gel d'agarose (E-Gel ® EX agarose gel 1 % , Invitrogen™). The colonies are selected and cultured at night in an LB medium containing the antibiotic (100 g / ml of ampicillin). Plasmid DNA is isolated using PureLink® HiPure Plasmid Kits Miniprep (Thermofisher) and their concentration determined by UV spectroscopy. The plasmids are then analyzed by restriction analysis and the results are visualized by agarose gel electrophoresis (E-Gel® EX agarose gel 1%, Invitrogen ™).
Les produits de synthèse ont été vérifiés par séquençage (Thermofisher) conformément à sa charte de contrôle qualité ((GeneArt® Gene Synthesis, Thermofisher). La congruence de séquence dans les sites d'insertion a été de 100%. The constructs were verified by sequencing (Thermofisher) in accordance with its quality control charter ((GeneArt ® Gene Synthesis, Thermofisher). The sequence of congruence in the insertion sites was 100%.
Intégration du plasmide dans la bactérie Integration of the plasmid into the bacteria
Les plasmides de clone positif sont électroporés dans une souche de bactérie lactique, Lactococcus lactis MG1363. Cette souche a la particularité de ne pas produire de nisine. Elle ne contient pas les gènes de régulation NisR et NisK. Cette souche MG1363 est rendues électrocompétantes dans le milieu SGM17-G (milieu M17 plus 0,5M saccarose, 2.5% glycine et 0.5% glucose) conformément aux recommandations du fournisseur (Mobitec). Les cellules électrocompétentes sont décongelées sur la glace. 50 μΙ de cellules électrocompétentes sont transférés dans une cuvette d'électroporation pré-réfrigérée puis 1 μΙ du plasmide (>100ng) est ajouté aux cellules électrocompétentes. Une fois que l'ADN est ajouté aux cellules, l'électroporation est effectuée immédiatement grâce au Bio-Rad micropulser (2000V, 25 Pf, 200 Ω- Puise (lecture normale est 4,5-5 ms)). Immédiatement après l'électroporation, 1 ml de G/L-M17 (milieu de culture M17 (Merck, Millipore) plus glucose 0.5%) + 20 mM MgCI2 + 2 mM CaCI2 sont ajoutés dans la cuvette à la température ambiante. Puis la cuvette est maintenue pendant 5 min sur la glace puis incubée 1 -2 h à 30°C. 100 μΙ et 900 μΙ des cellules électroporées sont étalées à 30°C sur du M17 + agarose (1 .5%) contenant 0,5% (poids / volume) de glucose et 0,5 M de saccharose (M17GS) avec les antibiotiques de sélection (5 μg ml d'Erythromycine pour le plasmide avec le Nisk-c complété avec 10 ug/ml Chloramphénicol si un deuxième plasmide avec le gène rapporteur gusA pNZ8008 est présent). Positive clone plasmids are electroporated in a strain of lactic acid bacterium, Lactococcus lactis MG1363. This strain has the peculiarity of not produce nisin. It does not contain the NisR and NisK regulatory genes. This strain MG1363 is made electrocompetent in SGM17-G medium (medium M17 plus 0.5M saccarose, 2.5% glycine and 0.5% glucose) according to the recommendations of the supplier (Mobitec). Electrocompetent cells are thawed on ice. 50 μl of electrocompetent cells are transferred to a pre-refrigerated electroporation cuvette and then 1 μl of the plasmid (> 100 ng) is added to the electrocompetent cells. Once the DNA is added to the cells, electroporation is done immediately using the Bio-Rad micropulser (2000V, 25 Pf, 200 Ω-Puise (normal reading is 4.5-5 ms)). Immediately after electroporation, 1 ml of G / L-M17 (M17 culture medium (Merck, Millipore) plus 0.5% glucose) + 20 mM MgCl 2 + 2 mM CaCl 2 was added to the cuvette at room temperature. The cuvette is then kept for 5 minutes on ice and then incubated for 1-2 hours at 30 ° C. 100 μl and 900 μl of the electroporated cells are plated at 30 ° C. on M17 + agarose (1.5%) containing 0.5% (weight / volume) of glucose and 0.5 M of sucrose (M17GS) with the antibiotics. selection (5 μg ml Erythromycin for the plasmid with Nisk-c supplemented with 10 μg / ml Chloramphenicol if a second plasmid with the gusA reporter gene pNZ8008 is present).
- vérification de l'efficacité de transformation des clones positifs dans Llactis 6 colonies ont été choisies et cultivées pendant une nuit dans 5 ml du milieu M17G (10 μg ml d'Erythromycine pour le plasmide avec le Nisk-c complété avec 10 μg ml Chloramphénicol si un deuxième plasmide avec le gène rapporteur gusA pNZ8008 est présent). Le lendemain, 5 ml de la culture fullgrown sont dilués dans 25 ml de milieu M17G, et incubé 3 heures à 30°C. Le tube est ensuite centrifugé 10 min à 6000 g. Le culot est repris dans 10 ml de la solution de suspension R3 (PureLink® HiPure plasmideKits Midiprep, Thermofisher) plus 40 mg/ml de lysozyme dans le tube de réaction. La resuspension est incubée 30 minutes à 37°C. L'ADN plasmidique est alors isolé (PureLink® HiPure plasmideKits Miniprep (Thermofisher)). Les plasmides isolés sont analysés après restriction par digestion enzymatique BamHI conformément aux indications du kit (Anza™ Restriction Enzyme Cloning System, Invitrogen™) et révélation sur gel d'agarose. La première colonie corespond au marqueur de taille (E-Gel® 1 Kb Plus DNA Ladder, Invitrogen™ ) et chaque colonne correspond à une colonie isolée. Le plasmide vide (pGNSK) a servi de témoin. Verification of the transformation efficiency of the positive clones in Llactis Six colonies were chosen and cultured overnight in 5 ml of M17G medium (10 μg ml of Erythromycin for the plasmid with Nisk-c supplemented with 10 μg ml Chloramphenicol if a second plasmid with the gusA reporter gene pNZ8008 is present). The next day, 5 ml of the fullgrown culture are diluted in 25 ml of M17G medium and incubated for 3 hours at 30 ° C. The tube is then centrifuged for 10 min at 6000 g. The pellet is taken up in 10 ml of the R3 suspension solution (PureLink® HiPure plasmidKits Midiprep, Thermofisher) plus 40 mg / ml of lysozyme in the reaction tube. Resuspension is incubated for 30 minutes at 37 ° C. The plasmid DNA is then isolated (PureLink® HiPure plasmidKits Miniprep (Thermofisher)). The isolated plasmids are analyzed after restriction by BamHI enzymatic digestion according to the indications of the kit (Anza ™ Restriction Enzyme Cloning System, Invitrogen ™) and revelation on agarose gel. The first colony corresponds to the size marker (E-Gel® 1 Kb Plus DNA Ladder, Invitrogen ™) and each column corresponds to an isolated colony. The empty plasmid (pGNSK) served as a control.
La figure 2 montre que 67% des colonies après transformation avec le plasmide pGNAP6 ont donné des clones positifs, 75% des colonies après transformation avec le plasmide pGNAP7 ont donné des clones positifs. 100% des colonies après transformation avec le plasmide pGNT6 et pGN06 ont donné des clones positifs. Figure 2 shows that 67% of the colonies after transformation with the plasmid pGNAP6 gave positive clones, 75% of the colonies after transformation with the plasmid pGNAP7 gave positive clones. 100% of the colonies after transformation with the plasmid pGNT6 and pGN06 gave positive clones.
Les souches indicatrices (clones positifs) sont ensuite cultivées pendant une nuit dans M17G (milieu M17 plus glucose 0.5%) complété avec l'antibiotique de sélection (10 g/ml d'Erythromycine pour le plasmide avec le Nisk-c complété avec 10 g/ml Chloramphénicol si deuxième plasmide présent (pNZ8008)). Ensuite 1 ml de glycérol (60%) est ajouté à 3 ml de culture et les cellules sont stockées à -80 °C pour le stockage à long terme. The indicator strains (positive clones) are then grown overnight in M17G (M17 medium plus 0.5% glucose) supplemented with the selection antibiotic (10 g / ml Erythromycin for the plasmid with Nisk-c supplemented with 10 g / ml Chloramphenicol if second plasmid present (pNZ8008)). Then 1 ml of glycerol (60%) is added to 3 ml of culture and the cells are stored at -80 ° C for long-term storage.
Validation de l'induction spécifique du gène rapporteur par stimulation des bactéries avec le biomarqueur Validation of the specific induction of the reporter gene by stimulation of the bacteria with the biomarker
Cette étape a pour objectif de : a) démontrer que le gène rapporteur est induit par le biomarqueur d'intérêt. Pour cela, les bactéries sont mises en contact avec le biomarqueur d'intérêt et l'induction de l'expression du gène rapporteur sous contrôle du promoteur PnisA ou PnisF qui sont normalement naturellement induit en présence de nisine est suivie. This step aims to: a) demonstrate that the reporter gene is induced by the biomarker of interest. For this, the bacteria are brought into contact with the biomarker of interest and the induction of the expression of the reporter gene under the control of the PnisA or PnisF promoter which are normally naturally induced in the presence of nisin is followed.
b) Démontre qu'il n'y a pas d'induction lorsque le biomarqueur d'intérêt est absente du milieu de culture afin de montrer la spécificité du système, c) Démontrer que cette détection permet de quantifier le biomarqueur  b) Demonstrate that there is no induction when the biomarker of interest is absent from the culture medium in order to show the specificity of the system, c) Demonstrate that this detection makes it possible to quantify the biomarker
La protéine d'intérêt (PSA humaine (merkmillipore) ou IL6 recombinante humaine ou TNFa recombinante humaine (Thermofisher) selon la souche bactérienne) est préparée dans 0,1 % de Tween 80 dissous dans de l'eau distillée acidifiée à pH 2,5 avec HCI afin d'empêcher l'adsorption de la protéine sur les surfaces du tube de polypropylène de sorte que la concentration de la protéine d'intérêt dans le milieu de culture varie de 1 à 1000 pg /ml . - Validation de la capacité d'un NisK-c à reconnaître son ligand et activer NisR et en conséquence les promoteurs inductibles par ce dernier The protein of interest (human PSA (merkmillipore) or recombinant human IL6 or recombinant human TNFα (Thermofisher) according to the bacterial strain) is prepared in 0.1% Tween 80 dissolved in distilled water acidified to pH 2.5 with HCl to prevent adsorption of the protein onto the surfaces of the polypropylene tube so that the concentration of the interest in the culture medium ranges from 1 to 1000 μg / ml. - Validation of the ability of a NisK-c to recognize its ligand and activate NisR and consequently the promoters inducible by the latter
o Gène rapporteur sous le contrôle du promoteur PnisA : analyse fonctionnelle par détection de l'activité j3 -glucuronidase  o reporter gene under the control of the PnisA promoter: functional analysis by detection of the j3-glucuronidase activity
Les plasmides ont été introduits dans Lactococcus lactis MG1363 par électroporation comme décrite précédemment hébergeant le plasmide pNZ8008 (NIZO, Mobitec), un dérivé pNZ273 qui contient une fusion de transcription du gène rapporteur GusA codant pour la β-glucuronidase au promoteur PnisA. Les bactéries transformées résultantes sont désignées par U-NGN . Les souches indicatrices ont étés étalées sur des plaques de milieux gélosé GM17-X-Gluc (M17 [Merck, Allemagne] supplémenté avec 1 % de glucose et 0,5 mM de 5-bromo-4-chloro-3-indolyl- glucuronide (X -Gluc; ThermoFisher) plus chloramphenicol (5 pg/ml) et érythromycine (3 g /ml) en présence ou non de 1 ng/ml de la protéine d'intérêt. Les cellules sont cultivées à 30°C pendant une nuit. Les transformants qui ont montré une résistance au chloramphenicol (5 mg / ml) et à l'érythromycine (3 mg / ml) ont été facilement obtenus. Plasmids were introduced into Lactococcus lactis MG1363 by electroporation as previously described harboring plasmid pNZ8008 (NIZO, Mobitec), a pNZ273 derivative which contains a transcriptional fusion of the GusA reporter gene encoding β-glucuronidase to the PnisA promoter. The resulting transformed bacteria are designated U-NGN. The indicator strains were plated on plates of GM17-X-Gluc (M17 [Merck, Germany] agar media supplemented with 1% glucose and 0.5 mM 5-bromo-4-chloro-3-indolylglucuronide ( X-Gluc, Thermofisher) plus chloramphenicol (5 μg / ml) and erythromycin (3 μg / ml) in the presence or absence of 1 μg / ml of the protein of interest The cells are cultured at 30 ° C. overnight. Transformants that showed resistance to chloramphenicol (5 mg / ml) and erythromycin (3 mg / ml) were easily obtained.
Les bactéries contenant le plasmide avec récepteur NisK-c chimérique selon l'invention ont donné naissance à des colonies blanches sur des plaques de GM17- X-Gluc (M17 [Merck, Allemagne] supplémenté avec 1 % de glucose et 0,5 mM de 5- bromo-4-chloro-3-indolyl-glucuronide (X -Gluc; ThermoFisher) lorsque la protéine d'intérêt n'a pas été ajoutée aux plaques ou lors que le plasmide pGNSK ne contenait pas le gène modifié (exemple de PSA). En revanche, des colonies bleues ont été obtenues lorsque ces transformants ont été étalés sur des plaques de GM17- X Gluc dans laquelle la protéine d'intérêt était incluse (par exemple la PSA ou NL6). Bacteria containing the chimeric NisK-c receptor plasmid according to the invention gave rise to white colonies on GM17-X-Gluc plates (M17 [Merck, Germany] supplemented with 1% glucose and 0.5 mM 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-glucuronide (X-Gluc, Thermofisher) when the protein of interest was not added to the plates or when the plasmid pGNSK did not contain the modified gene (example of PSA In contrast, blue colonies were obtained when these transformants were plated on GM17-X Gluc plates in which the protein of interest was included (eg PSA or NL6).
Donc, l'activité β-glucuronidase (gène rapporteur) est restée en deçà des limites de détection dans des conditions de non-induction (aucune colonie bleue formée en absence de biomarqueur spécifique) et porté à des niveaux élevés (formation de colonies bleues) par addition de la protéine d'intérêt dans le milieu de culture selon le type de récepteur Nisk-C présent dans le plasmide. Les résultats sont récapitulés dans le tableau 4. Therefore, β-glucuronidase activity (reporter gene) remained below detection limits under non-induction conditions (no blue colony formed in lack of specific biomarker) and raised to high levels (blue colony formation) by addition of the protein of interest in the culture medium according to the type of Nisk-C receptor present in the plasmid. The results are summarized in Table 4.
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Tableau 4. Expression du gène rapporteur GusA chez des bactéries comportant au moins un plasmide pour la détection d'IL6 selon l'invention o Gène rapporteur associé au PnisF pour la détection de la PSA Figure 3  Table 4. Expression of the GusA reporter gene in bacteria comprising at least one plasmid for the detection of IL6 according to the invention PnisF-associated reporter gene for the detection of PSA FIG.
Les cellules utilisées dans ce test sont des bactéries L. lactis MG1363 intégrant le plasmide PGN06 comprenant le gène NAP6 spécifique à la PSA et le gène rapporteur cobA fusionné à PnisF (bactérie indicatrice U-GNO6). Les cellules alors stockées à -80°C sont diluées au 1 :25 dans un milieu M17 supplémenté avec du glucose (0,5%), et complété avec de l'érythromycine (10 pg/ml). Les cellules sont cultivées à 30°C sans aération jusqu'à une absorbance optique de 0,16 à 600 nm. Les suspensions bactériennes sont ensuite réparties en portions de 50 μΙ dans une plaque de microtitrage 96 puits. Ensuite, 150 μΙ de PSA (1 ng/ml) préparée dans 0,1 % de Tween 80 (pH 2,5) ou 150 μΙ de 0,1 % de Tween 80 (pH 2,5) sans PSA (0 ng) en tant que contrôle sont ajoutés dans chaque puits. Les cellules sont incubées pendant 3h à 30°C puis la fluorescence est lue. La fluorescence est exprimée en %EMI tel que déterminé avec un lecteur de plaque (Lecteur de microplaques multimode thermocontrôlé Flx-Xenius XM (SAFAS)). L'expérience a été réalisée avec quatre colonies bactériennes différentes avec une répétition de trois puits parallèles pour chaque colonie. The cells used in this test are L. lactis MG1363 bacteria integrating the PGN06 plasmid comprising the PSA-specific NAP6 gene and the cobA reporter gene fused to PnisF (indicator bacterium U-GNO6). Cells then stored at -80 ° C are diluted 1: 25 in M17 medium supplemented with glucose (0.5%), and supplemented with erythromycin (10 μg / ml). Cells are cultured at 30 ° C without aeration to an optical absorbance of 0.16 to 600 nm. The bacterial suspensions are then divided into 50 μΙ portions in a 96-well microtiter plate. Next, 150 μl of PSA (1 ng / ml) prepared in 0.1% Tween 80 (pH 2.5) or 150 μl of 0.1% Tween 80 (pH 2.5) without PSA (0 ng) as a control are added to each well. The cells are incubated for 3 h at 30 ° C. and then the fluorescence is read. The fluorescence is expressed in% EMI as determined with a plate reader (Flx-Xenius XM Thermocontrolled Multimode Microplate Reader (SAFAS)). The experiment was carried out with four different bacterial colonies with a repetition of three parallel wells for each colony.
Les résultats obtenus sont montrés en figure 3. Les cellules indicatrices sans la protéine d'intérêt, autrement dit les contrôles (0 ng/ml de PSA), présentaient une fluorescence de 20%EMI. En présence de 1 ng/ml de PSA dans le milieu de culture, la fluorescence augmentait significativement à 31 ,40%EMI (l'écart type est le résultat de trois expériences réalisées en parallèle). L'expérience a permis de montrer que la présence de PSA dans le milieu induisait la production du gène rapporteur cobA placé sous le contrôle du promoteur PnisF par le système avec le récepteur Nisk-c spécifique de la PSA. The results obtained are shown in FIG. 3. The indicator cells without the protein of interest, in other words the controls (0 ng / ml of PSA), had a fluorescence of 20% EMI. In the presence of 1 ng / ml of PSA in the culture medium, the fluorescence increased significantly to 31.40% EMI (the standard deviation is the result of three experiments performed in parallel). The experiment made it possible to show that the presence of PSA in the medium induced the production of the cobA reporter gene placed under the control of the PnisF promoter by the system with the PSA specific Nisk-c receptor.
Les transformants hébergeant les plasmides selon l'invention comprenant les récepteurs chimériques selon l'invention expriment des gènes sous le contrôle de promoteur nisine-inductibles tels que PnisA, PnisF dans Lactococcus lactis MG1363. Transformants harboring the plasmids according to the invention comprising the chimeric receptors according to the invention express genes under the control of nisin-inducible promoters such as PnisA, PnisF in Lactococcus lactis MG1363.
Ces résultats démontrent que le système selon l'invention est bien fonctionnel. - Relations dose-réponse dans L.lactis MG1363 hébergeant le plasmide pGNAPICobA (U-GNIC) : figure 4 These results demonstrate that the system according to the invention is functional. - Dose-response relationships in L. lactis MG1363 harboring the plasmid pGNAPI C obA (U-GNIC): FIG. 4
Des cellules sont mises en culture le soir et maintenues en culture sur la nuit. Ces cellules en pleine croissance (absorbance optique d'environ 0,7 à 600nm) sont diluées au 1 :25 dans du milieu de culture M17 supplémenté avec du glucose (0,5%), 10"3M d'acide aminolévulinique et complété avec de l'érythromycine (10 pg/ml). Les cellules sont cultivées à 30°C sans aération pendant 1 h30 à 2h jusqu'à une absorbance optique à 600 nm mesurée avec un spectrophotomètre comprise entre 0,2 et 0.3. Cells are cultured in the evening and kept in culture on the night. These cells growing (optical absorbance of about 0.7 at 600 nm) were diluted 1: 25 in culture medium M17 supplemented with glucose (0.5%), 10 "3 M aminolevulinic acid and supplemented with erythromycin (10 μg / ml) The cells are cultured at 30 ° C. without aeration for 1 h 30 to 2 h until an optical absorbance at 600 nm measured with a spectrophotometer of between 0.2 and 0.3.
Les suspensions bactériennes sont ensuite réparties en portions de 50 μΙ dans une plaque de microtitrage 96 puits. Différentes solutions d'IL6 à des concentrations croissantes (0, 15, 30, 60 et 125 pg/ml) sont préparées dans 0,1 % de Tween 80 (pH 2.5). 150 μΙ de ces solutions sont répartis dans des puits dédiés. Puis la plaque 96 puits est scellée et placée dans le lecteur de microplaques multimode thermocontrôlé Flx-Xenius XM (SAFAS) à 30°C. La mesure de la fluorescence ainsi que de la croissance bactérienne est effectuée toutes les heures pendant 7 heures (début de la phase stationnaire) La longueur d'onde d'excitation est de 357 nm et la longueur d'onde d'émission est de 605 nm. La fluorescence est exprimée en %EMI. Les résultats sont présentés en figure 4A (n=3). Le bruit de fond correspond au puits contenant des cellules avec une solution à 0 ng/mL d'IL6. Les valeurs de fluorescence du bruit de fond ont été retranchées des valeurs mesurées de fluorescence pour les autres concentrations en IL6 pour obtenir des valeurs relatives de fluorescence (RUF) (valeur mesurée divisée par la valeur du bruit de fond). La concentration la plus faible en IL6 pour laquelle un signal a été détecté a reçu une valeur de RUF de 1 à laquelle ont été rapportées les autres mesures de détection à des concentrations plus élevées. The bacterial suspensions are then divided into 50 μΙ portions in a 96-well microtiter plate. Various solutions of IL6 at increasing concentrations (0, 15, 30, 60 and 125 μg / ml) are prepared in 0.1% Tween 80 (pH 2.5). 150 μΙ of these solutions are distributed in dedicated wells. Then the 96-well plate is sealed and placed in the Flx-Xenius XM (SAFAS) thermocontrolled multimode microplate reader at 30 ° C. The measurement of fluorescence as well as the Bacterial growth is performed every hour for 7 hours (beginning of the stationary phase). The excitation wavelength is 357 nm and the emission wavelength is 605 nm. The fluorescence is expressed in% EMI. The results are shown in Figure 4A (n = 3). The background is the well containing cells with a solution of 0 ng / mL IL6. The background fluorescence values were subtracted from the measured fluorescence values for the other IL6 concentrations to obtain relative fluorescence values (RUF) (measured value divided by the background noise value). The lowest IL6 concentration for which a signal was detected received a RUF value of 1 to which the other detection measurements at higher concentrations were reported.
Une fluorescence reflétant une dose-réponse en utilisant la bactérie indicatrice U- GNIC a été obtenue dès la première heure (coefficient de corrélation linéaire R2=94) après l'induction avec différentes concentrations d'IL6 (figure 4A). Il a été démontré que des concentrations de 15 à 125 pg/ml ont pu être détectées de manière fiable et ceci de façon quantitative et stable même 7h après l'induction (Fig. 4B).Les niveaux de fluorescence optimaux en fonction du temps d'induction ont été déterminés (figure 4C). L'activité du promoteur PnisF a été mesurée à plusieurs points de temps après l'addition d'une solution d'IL6 à 125 pg/ml. Il a été observé que l'activité du promoteur augmente rapidement de façon exponentielle après l'induction par la solution d'IL6, le niveau maximum étant atteint 4h à 7h après l'induction (Fig. 4C). A dose-response fluorescence using the indicator bacterium U-GNIC was obtained from the first hour (linear correlation coefficient R 2 = 94) after induction with different concentrations of IL6 (Figure 4A). Concentrations of 15 to 125 μg / ml have been reliably and quantitatively and stably detected even 7 hours after induction (Fig. 4B) .The optimal fluorescence levels as a function of time induction have been determined (Figure 4C). The activity of the PnisF promoter was measured at several time points after the addition of IL6 solution at 125 μg / ml. It has been observed that the promoter activity rapidly increases exponentially after induction with the IL6 solution, the maximum level being reached 4h to 7h after induction (Fig. 4C).
Le système selon l'invention permet donc, en plus de la détection, la quantification de biomarqueurs grâce aux standards des concentrations et ceci dans des délais courts. . Test de la limite de détection du système Nisck-c : exemple de L.lactis MG1363 hébergeant le plasmide pGNAPIbA (U-GNIC) The system according to the invention therefore makes it possible, in addition to the detection, to quantify biomarkers using the concentration standards and this in a short time. . Test of the detection limit of the Nisck-c system: example of L. lactis MG1363 harboring the plasmid pGNAPI bA (U-GNIC)
Le test biologique de IL6 utilisé dans cette étude comprenait les étapes suivantes : Pour ce test, des concentrations d'IL6 allant de 0 à 1000 pg / ml d'IL6 (concentration finale du mélange de dosage) sont ajoutés (Fig. 5) à un échantillon de cellules U- GNIC décongelées et diluées 1 :100 dans M17G (plus 10"3M d'acide aminolévulinique), suivit d'une nuit d'incubation à 30°C, le lendemain 150 μΙ du surnageant sont éliminés, suivit d'une congélation à -20°C (30min) puis décongélation et mesure de la fluorescence. La fluorescence est exprimée en %EMI tel que déterminé avec un lecteur de plaque (Lecteur de microplaques multimode thermocontrôlé Flx-Xenius XM (SAFAS)). Tous les dosages d'IL6 ont été répétés deux fois; chaque répétition contenait trois puits parallèles pour chaque concentration d'IL6. A partir des expériences répétées et la reproduction des puits, les concentrations les plus faibles en IL6 (limites de détection minimales) ont été déterminées en tant que valeurs relatives des unités de fluorescence (RU) qui ont été supérieure à la fluorescence des conditions sans ajout du biomarqueur. The IL6 bioassay used in this study consisted of the following steps: For this test, IL6 concentrations ranging from 0 to 1000 μg / ml IL6 (final concentration of the assay mixture) are added (Fig. a sample of U-cells GNIC thawed and diluted 1: 100 in M17G (more than 10 "3 M aminolevulinic acid), followed by overnight incubation at 30 ° C the next day 150 μΙ of the supernatant are removed, followed by freezing at - 20 ° C (30min) then thaw and fluorescence measurement Fluorescence is expressed in% EMI as determined with a plate reader (Flx-Xenius XM Thermocontrolled Multimode Microplate Reader (SAFAS)) All IL6 assays were replicated twice, each replicate contained three parallel wells for each IL6 concentration, and from the repeated experiments and well replication, the lowest IL6 concentrations (minimum detection limits) were determined as values. relative fluorescence units (RUs) that were greater than the fluorescence conditions without adding the biomarker.
En règle générale, le signal de fluorescence reste en deçà des limites de détection dans des conditions de non induction et est augmenté à des niveaux élevés, par addition de quantités faibles (>1 pg) d'IL6 dans le milieu de culture (figure 5), tout en présentant une relation dose-linéaire. Les cultures ayant été laissées toute la nuit, le signal atteint une saturation et compte tenu de l'amplification du signal par le système, les faibles concentrations d'induction finissent par donner un signal quasi équivalent à celui obtenu par les concentrations plus importantes. Car l'amplification du signal est dose-dépendant jusqu'à la saturation du signal, le système pourra donc permettre en principe la détection même de molécules uniques. In general, the fluorescence signal remains below the detection limits under non-induction conditions and is increased to high levels by the addition of small amounts (> 1 μg) of IL6 in the culture medium (FIG. ), while presenting a dose-linear relationship. The cultures having been left overnight, the signal reaches saturation and given the amplification of the signal by the system, the low concentrations of induction end up giving a signal almost equivalent to that obtained by the higher concentrations. Because the amplification of the signal is dose-dependent until the saturation of the signal, the system can therefore in principle allow the detection of even single molecules.
Cette nouvelle analyse a permis de détecter significativement de plus faibles quantités d'IL6. L'avantage majeur de cette sensibilité est que les échantillons peuvent être dilués largement avant l'essai, permettant ainsi d'utiliser de très faible quantité d'échantillon. Ces résultats démontrent que le système inductible par les biomarqueurs peut être mis en œuvre dans les bactéries lactiques telles que Lactococcus lactis et que la stimulation avec le biomarqueur induit de façon spécifique le gène rapporteur, et ce de façon dose-dépendant dans le cas d'un système sans molécule amplificatrice ou permet de détecter une protéine même en très faible quantité avec un système doté d'une molécule amplificatrice. This new analysis has significantly detected lower amounts of IL6. The major advantage of this sensitivity is that the samples can be diluted widely prior to the test, thus allowing the use of very small amounts of sample. These results demonstrate that the biomarker-inducible system can be implemented in lactic acid bacteria such as Lactococcus lactis and that stimulation with the biomarker specifically induces the reporter gene, and this in a dose-dependent manner in the case of a system without an amplifying molecule or to detect a protein even in a very small quantity with a system having an amplifying molecule.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de détection d'un biomarqueur dans un échantillon biologique comprenant les étapes de : 1 - Method for detecting a biomarker in a biological sample comprising the steps of:
- mise en contact de l'échantillon biologique avec une bactérie lactique modifiée, ladite bactérie lactique exprimant au moins un récepteur histidine-kinase et comportant au moins une séquence codant pour un gène rapporteur, ledit récepteur histidine-kinase étant chimérique et le domaine extracellulaire dudit récepteur chimérique comportant en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit récepteur étant activé par son ligand naturel et/ou le biomarqueur, et la partie cytoplasmique dudit récepteur activant une cascade de signalisation spécifique dudit récepteur capable d'activerl'expression du gène rapporteur  bringing the biological sample into contact with a modified lactic bacterium, said lactic bacterium expressing at least one histidine kinase receptor and comprising at least one coding sequence for a reporter gene, said histidine kinase receptor being chimeric and the extracellular domain of said receptor gene; chimeric receptor further comprising a binding domain of a biomarker, said receptor being activated by its natural ligand and / or biomarker, and the cytoplasmic portion of said receptor activating a signaling cascade specific for said receptor capable of activating gene expression protractor
- maintien en culture de ladite bactérie en présence de l'échantillon biologique - keeping said bacterium in culture in the presence of the biological sample
- mesure de l'expression du gène rapporteur. 2 - Procédé la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape préalable de mesure de l'expression du gène rapporteur en fonction de quantités croissantes et connues de biomarqueur. measurement of the expression of the reporter gene. 2 - The method of claim 1 characterized in that it further comprises a prior step of measuring the expression of the reporter gene according to increasing amounts and known biomarker.
3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en qu'il comprend en outre une étape d'amplification de la détection du biomarqueur par activation de la transcription dans la bactérie lactique modifiée d'au moins une séquence codant pour une molécule amplificatrice. 3 - Process according to claim 1 or 2 characterized in that it further comprises a step of amplifying the detection of the biomarker by activation of the transcription in the modified lactic acid bacterium of at least one coding sequence for an amplifying molecule.
4 - Plasmide pour transfert dans une bactérie comportant : 4 - Plasmid for transfer into a bacterium comprising:
- Au moins une séquence codant pour un récepteur histidine-kinase, At least one sequence encoding a histidine kinase receptor,
- Au moins une séquence codant pour un gène rapporteur, caractérisé en ce que ladite séquence codant pour un récepteur histidine-kinase code pour un récepteur histidine-kinase chimérique comportant un domaine de liaison d'un biomarqueur sur domaine extracellulaire dudit récepteur, ledit récepteur étant activé par son ligand naturel et/ou le biomarqueur, et en ce que le domaine cytoplasmique dudit récepteur chimérique active une cascade de signalisation spécifique dudit récepteur capable d'activer l'expression du gène rapporteur. At least one coding sequence for a reporter gene, characterized in that said sequence encoding a histidine kinase receptor encodes a chimeric histidine kinase receptor comprising a binding domain of an extracellular domain biomarker of said receptor, said receptor being activated by its natural ligand and / or the biomarker, and in that the domain cytoplasmic said chimeric receptor activates a specific signaling cascade of said receptor capable of activating the expression of the reporter gene.
5 - Plasmide selon la revendication 4 caractérisé en ce que le récepteur est un récepteur NisK dont le domaine extracellulaire comporte en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit domaine de liaison étant au moins une des régions variables d'un anticorps monoclonal ayant une forte affinité pour le biomarqueur. 5 - Plasmid according to claim 4 characterized in that the receptor is a NisK receptor whose extracellular domain further comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being at least one of the variable regions of a monoclonal antibody having a strong affinity for the biomarker.
6 - Plasmide selon la revendication 4 caractérisé en ce que le récepteur est un récepteur NisK dont le domaine extracellulaire comporte en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit domaine de liaison étant un domaine extracellulaire de reconnaissance du ligand d'un récepteur dont le ligand est le biomarqueur. 6 - Plasmid according to claim 4 characterized in that the receptor is a NisK receptor whose extracellular domain further comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being an extracellular domain for ligand recognition of a receptor whose the ligand is the biomarker.
7 - Plasmide selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une séquence codant pour une molécule amplificatrice, l'expression de ladite molécule amplificatrice étant activée par la cascade de signalisation activée par la fixation du biomarqueur sur le récepteur chimérique. 8 - Plasmide selon la revendication 7 caractérisé en ce que la séquence codant pour une molécule amplificatrice est une séquence codant pour le ligand naturel du récepteur NisK et/ou une séquence codant pour un peptide mimétique du biomarqueur synthétisés par la bactérie lactique modifiée en présence du biomarqueur. 9 - Plasmide selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 caractérisé en ce qu'il est codé par la séquence SEQ ID 1 et par un insert d'une séquence choisie parmi les SEQ ID 2 à 9. 7 - Plasmid according to any one of claims 4 to 6 characterized in that it further comprises at least one coding sequence for an amplifying molecule, the expression of said amplifying molecule being activated by the signaling cascade activated by fixation biomarker on the chimeric receptor. 8 - Plasmid according to claim 7, characterized in that the sequence coding for an amplifying molecule is a coding sequence for the natural ligand of the NisK receptor and / or a coding sequence for a mimetic peptide of the biomarker synthesized by the modified lactic acid bacterium in the presence of the biomarker. 9 - Plasmid according to any one of claims 4 to 8 characterized in that it is encoded by the sequence SEQ ID 1 and an insert of a sequence selected from SEQ ID 2 to 9.
10 - Bactérie lactique modifiée pour la détection d'un biomarqueur dans un échantillon biologique comportant : - Au moins un récepteur histidine-kinase 10 - Modified lactic acid bacterium for the detection of a biomarker in a biological sample comprising: at least one histidine kinase receptor
- Au moins une séquence codant pour un gène rapporteur caractérisée en ce que ledit récepteur histidine-kinase est chimérique et le domaine extracellualire dudit récepteur comporte en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit récepteur chimérique étant activé par son ligand naturel et/ou le biomarqueur, et en ce que la partie cytoplasmique dudit récepteur active une cascade de signalisation capable d'activer l'expression du gène rapporteur. At least one coding sequence for a reporter gene characterized in that said histidine kinase receptor is chimeric and the extracellular domain of said receptor further comprises a binding domain of a biomarker, said chimeric receptor being activated by its natural ligand and / or biomarker, and that the cytoplasmic of said receptor activates a signaling cascade capable of activating the expression of the reporter gene.
1 1 - Bactérie lactique modifiée selon la revendication 10 caractérisée en ce que le récepteur histidine-kinase chimérique est un récepteur NisK dont le domaine extracellulaire comporte en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit domaine de liaison étant au moins une des régions variables d'un anticorps monoclonal ayant une forte affinité pour le biomarqueur. 1 1 - modified lactic acid bacterium according to claim 10, characterized in that the chimeric histidine kinase receptor is a NisK receptor whose extracellular domain additionally comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being at least one of the regions variables of a monoclonal antibody with high affinity for the biomarker.
12 - Bactérie lactique modifiée selon la revendication 10 caractérisée en ce que le récepteur histidine-kinase chimérique est le récepteur NisK dont le domaine extracellulaire comporte en outre un domaine de liaison d'un biomarqueur, ledit domaine de liaison étant le domaine extracellulaire de reconnaissance du ligand d'un récepteur dont le ligand est le biomarqueur. 12 - modified lactic acid bacterium according to claim 10 characterized in that the chimeric histidine kinase receptor is the NisK receptor whose extracellular domain further comprises a binding domain of a biomarker, said binding domain being the extracellular domain of recognition of the ligand of a receptor whose ligand is the biomarker.
13 - Bactérie lactique modifiée selon l'une quelconque des revendications 10 à 12 caractérisée en ce que le gène rapporteur est placé sous le contrôle d'un promoteur activable par NisR. 13 - modified lactic acid bacteria according to any one of claims 10 to 12 characterized in that the reporter gene is placed under the control of a promoter activatable by NisR.
14 - Bactérie lactique modifiée selon l'une quelconque des revendications 10 à 13 caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au moins une séquence codant pour une molécule amplificatrice, l'expression de ladite molécule amplificatrice étant activée par la fixation du biomarqueur sur le récepteur chimérique. 14 - modified lactic acid bacteria according to any one of claims 10 to 13 characterized in that it further comprises at least one coding sequence for an amplifying molecule, the expression of said amplifying molecule being activated by fixing the biomarker on the chimeric receptor.
15 - Bactérie lactique modifiée selon la revendication 14 caractérisée en ce que la molécule amplificatrice est le ligand natif du récepteur histidine-kinase et/ou le biomarqueur et/ou une séquence du biomarqueur reconnaissable par le récepteur histidine-kinase. 15 - Modified lactic acid bacterium according to claim 14 characterized in that the amplifying molecule is the native ligand of the histidine kinase receptor and / or the biomarker and / or a biomarker sequence recognizable by the histidine kinase receptor.
16 - Bactérie lactique modifiée comprenant le plasmide selon les revendications 4 à 9 17 - Kit pour la détection d'un biomarqueur dans un échantillon biologique comportant 16 - modified lactic acid bacterium comprising the plasmid according to claims 4 to 9 17 - Kit for the detection of a biomarker in a biological sample comprising
- au moins une bactérie lactique modifiée selon les revendications 10 à 16at least one modified lactic acid bacterium according to claims 10 to 16
- le milieu de culture de ladite bactérie the culture medium of said bacterium
- un standard (molécule amplificatrice ou biomarqueur)  - a standard (amplifying molecule or biomarker)
18 - Kit pour la détection d'un biomarqueur dans un échantillon biologique comportant : 18 - Kit for the detection of a biomarker in a biological sample comprising:
- au moins un plasmide selon les revendications 4 à 9 at least one plasmid according to claims 4 to 9
- un standard  - a standard
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