PEPTÍDEOS ANTIGÊNICOS DE REJEIÇÃO TUMORAL DERIVADOS DE GLIPICANO-3 <GPC3) ÚTEIS PARA PACIENTES HLA-A2-POSI TIvOS, E PRODUTO FARMACÊUTICO CONTENDO OS MESMOS
Área Técnica
A presente invenção refere-se a novos peptídeos que
são eficazes como vacina para os cânceres com alta expressão de glipicano-3 (GPC3), tais como carcinoma hepatocelular ou melanoma maligno (melanoma) , e um produto farmacêutico que contém os já mencionados peptídeos, usado para tratamento e prevenção de tumores.
Técnica Antecedente O carcinoma hepatocelular primário é uma doença maligna que ocorre com alta freqüência em vários países no mundo todo. Como resultado de grandes epidemias de hepatite β e C no mundo inteiro, a incidência de carcinoma hepatocelular vem aumentando rapidamente em países asiáticos e europeus. Considerando o longo período de incubação desde a infecção com o vírus da hepatite até o início da doença, prevê-se que essa tendência continuará ao longo do próximos cinqüenta anos. 0 carcinoma hepatocelular cujas condições pioraram tem um mau prognóstico. Assim, é desejável que se desenvolva rapidamente uma nova estratégia
para o seu tratamento.
Por outro lado, com o desenvolvimento da biologia molecular e da imunologia tumoral nos últimos anos, revelou-se que as células T citotóxicas (assassinas) e células T auxiliares reconhecem peptídeos formados por decomposição de proteínas altamente expressos
especificamente em células cancerosas, que se apresentam nas superfícies das células cancerosas ou células que apresentam antígenos via moléculas HLA e que elas mostram uma reação imunológica para destruir as referidas células cancerosas. Além disso, foi identificado um grande número de proteínas e peptídeos antigênicos tumorais que estimulam
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OA a referida reação imunológica para atacar cânceres, e a
aplicação clinica de uma imunoterapia tumoral antígeno- especifica avançou muito.
As moléculas HLA classe I são expressas nas superfícies de todas as células nucleares em um corpo. Os peptideos derivados de proteínas citoplasmáticas e nucleares decompostas ligam-se a moléculas HLA classe I, e são expressos nas superfícies dessas células. Nas superfícies das células normais, os peptideos derivados de proteínas autólogas normais se ligam a moléculas HLA classe I, e as células T do sistema imunológico nem reconhecem, nem respondem a tais peptideos ligados a moléculas HLA classe I. Por outro lado, em um processo no qual as células normais se convertem em um câncer, tais células cancerosas podem expressar grandes quantidades de proteínas que raramente são expressas, ou que são expressas somente em quantidades pequenas nas células normais. Se um peptídeo gerado por decomposição no citoplasma de uma proteína que é altamente e especificamente expressa em uma célula cancerosa se ligar a uma molécula HLA classe I e for expresso na superfície da referida célula cancerosa, uma célula T assassina reconhecerá o peptídeo e destruirá somente a célula cancerosa. Além disso, administrando-se um tal antígeno ou peptídeo câncer-específico a um determinado corpo, é possível destruir células cancerosas e reprimir o crescimento de um câncer, sem prejudicar as células normais. Isso é chamado de imunoterapia do câncer por uso de um antígeno câncer-específico. Além disso, uma molécula HLA classe II é expressa principalmente na superfície de uma célula que apresenta um antígeno. Essa molécula HLA classe II liga-se a um peptídeo derivado de um antígeno câncer-específico gerado pela incorporação do antígeno câncer-específico de fora da célula e sua decomposição na célula, e é expressa na superfície da célula. Uma célula T auxiliar que tiver reconhecido o peptídeo ligado pela molécula HLA classe II será ativada para gerar várias citoquinas que ativam outras células imunocompetentes, de modo a induzir ou reforçar uma reação imunológica contra um tumor.
Assim, se uma imunoterapia tendo como alvo um antigeno que é altamente e especificamente expresso no referido câncer puder ser desenvolvida, ela poderá tornar-se um método de tratamento para efetivamente eliminar apenas o câncer, sem prejudicar os órgãos autólogos normais. Além do mais, prevê-se que uma tal imunoterapia possa tornar-se um método de tratamento aplicável a pacientes que sofrem de um câncer em estágio terminal, com os quais nenhum outro tratamento possa ser usado. Além disso, se um antigeno e peptideo câncer-especifico forem administrados na forma de uma vacina a um humano que apresente alto risco de desenvolver o referido câncer, existe uma possibilidade de se prevenir o estabelecimento do câncer.
Foi relatado que, nos tecidos normais, uma alfa- fetoproteina (AFP) é expressa somente no período pré-natal e que ela é o que se chama de uma proteína carcinoembriônica cuja expressão é ativada novamente em muitos carcinomas hepatocelulares. Além disso, vários tipos de células T de camundongos e humanas reconhecem um epítopo de peptídeo derivado de uma AFP apresentada por uma molécula MIIC classe I. Durante o estagio de desenvolvimento, o feto é exposto à AFP existente em alto nível no plasma. Entretanto, as células T maduras não adquirem total tolerância à AFP, e células T AFP- específicas são encontradas no sangue periférico. Isto quer dizer que a referida proteína carcinoembriônica pode ser um alvo da imunoterapia.
Existem vários métodos para o tratamento do carcinoma hepatocelular. Entretanto, o prognóstico do referido carcinoma hepatocelular é pior do que os prognósticos para outros tipos de câncer e, assim sendo, esse câncer é considerado intratável. Isso pode ser porque o carcinoma hepatocelular se desenvolve com base na cirrose do fígado e, assim, as funções hepáticas dos pacientes com carcinoma hepatocelular não são boas. Isso também pode ser porque embora uma massa de câncer tenha sido tratada, um outro câncer se desenvolve vindo de outro local. Conseqüentemente, tornou-se necessário desenvolver rapidamente uma nova estratégia de tratamento. Se uma imunoterapia cujo alvo é um antígeno altamente e especificamente expresso no carcinoma hepatocelular puder ser desenvolvida, haverá uma possibilidade da referida imunoterapia tornar-se um método terapêutico para eliminar efetivamente apenas o câncer, sem prejudicar os órgãos autólogos normais. Além do mais, prevê-se que a já mencionada imunoterapia possa ser um método terapêutico disponível para os pacientes que estão no estágio terminal do câncer e, também, para os pacientes cujas funções hepáticas são demasiadamente precárias para que outros tratamentos possam ser realizados. Atualmente diz-se que, no Japão, mais de 2.000.000 de pessoas estão infectadas com o vírus da hepatite C e que essas pessoas são pacientes de carcinoma hepatocelular em potencial. Existe a possibilidade de que a já mencionada imunoterapia seja aplicada também para evitar que esses pacientes infectados venham a sofrer realmente de carcinoma hepatocelular.
O melanoma é um tipo de câncer da pele que muitas ve ζ es é chamado de me1anoma mali gno. Há mui tos t ipo s de câncer de pele. Entre esses cânceres de pele, o melanoma é classificado como o que tem o mais alto grau de malignidade e, por isso, é muito temido. Entre as células que constituem a pele, várias células geram o pigmento melanina. Essas células são chamadas de melanócitos. Quando esses melanócitos se tornam cancerosos, ocorre o melanoma.
No Japão, a incidência de melanoma varia de 1,5 a 2 pessoas em cada 100.000, na população em geral. Assim, estima-se que aproximadamente de 1500 a 2000 pessoas desenvolvam o melanoma por ano. Por outro lado, nos países ocidentais, mais que uma dúzia de pessoas em cada 100.000, na população em geral desenvolvem o melanoma. Especificamente, na Austrália vinte ou mais pessoas em cada 100.000, na população em geral, desenvolvem o melanoma e, assim, diz-se que a incidência de melanoma na Austrália é a mais alta do mundo. Sob tais circunstâncias, as pessoas que vivem na Europa, Estados Unidos e Austrália estão interessadas no melanoma e estão atentas à ocorrência do melanoma. Além disso, a freqüência da ocorrência do melanoma tem aumentado, principalmente entre caucasianos, como resultado do aumento da exposição aos raios ultravioleta devido à redução da camada de ozônio na atmosfera, causada pela destruição ambiental. Além disso, a ocorrência de melanoma tende a crescer ano após ano no Japão também. De acordo com estudos recentes, o número de mortes causadas pelo melanoma no Japão aumentou para aproximadamente 450 por ano. O melanoma se desenvolve independentemente da idade. No entanto, a incidência dessa doença aumenta para as pessoas acima de 40 anos e atinge o seu ponto mais alto entre as pessoas de 60 e 70 anos. 0 estabelecimento dessa doença na infância é extremamente raro, mas isso não significa que a doença nunca se desenvolve na infância. Recentemente a ocorrência do melanoma tem aumentado entre pacientes jovens de 20 e 30 anos. O melanoma se desenvolve independentemente do sexo e tanto os pacientes masculinos como femininos sofrem dessa doença. No caso dos pacientes japoneses, o local onde o melanoma tem maior probabilidade de se desenvolver é na sola dos pés, e esse é o local de 30% de todos os casos de melanoma. Como uma característica dos pacientes japoneses, o melanoma também se desenvolve no pé e nas partes dos dedos cobertas pelas unhas. Além disso, como no caso dos pacientes ocidentais, entre os pacientes japoneses o melanoma também se desenvolve em todas as partes da pele, como no tórax, mão, pé, face e cabeça.
Primeiramente, os presentes inventores realizaram uma análise da expressão gênica de genomas em geral, inclusive em relação a 23.040 tipos de genes humanos, utilizando análise em microsséries de cDNA. Os inventores analisaram os perfis de expressão desses genes em 20 casos de carcinomas hepatocelulares primários e em vários tipos de órgãos normais, inclusive os presentes no período pré- natal. Como resultado, os inventores descobriram que o glipicano-3 (GPC3) é expresso no fígado, rins e pulmões durante o período pré-natal, e também que o referido glipicano-3 é altamente expresso em muitos carcinomas hepatocelulares, embora raramente seja expresso em orgaos adultos normais, apesar de ser expresso na placenta. Os inventores relataram ainda que o referido GPC3 é uma proteína secretória, que o referido GPC3 pode ser detectado no soro de 40% dos pacientes de carcinoma hepatocelular pelo método ELISA, e que isso o torna útil como um novo marcador tumoral do carcinoma hepatocelular (Nakatsura, T. e outros, Biochem. Biophys. Res. Commun. 306, 16-25 (2003) ) . Além disso, relataram também que o GPC3 é detectado no soro dos pacientes de melanoma, e que isso o torna útil como marcador tumoral do melanoma (Nakatsura, T. e outros, Clin. Câncer Res. 10:6612-6621 (2004)). Os presentes inventores já identificaram um peptideo
de GPC3, que se liga a HLA-A24 e é apresentado a uma célula T assassina humana e que é útil para uma imunoterapia cujo alvo sejam pacientes com carcinoma hepatocelular ou melanoma HLA-A24-positivos. Os inventores realizaram uma experiência com animais usando camundongos BALB/C que expressam moléculas Kd de camundongos, às quais se liga um peptideo que tem a mesma estrutura que um peptideo que se liga a HLA-A24. Por meio dessa experiência, eles demonstraram a eficácia da imunoterapia que usa o já mencionado peptideo e já relataram os resultados (Pedido de Patente Internacional No. PCT/JP2004/016374; Data do Depósito Internacional: 28 de outubro de 2004). Nos órgãos normais, como o GPC3 é expresso apenas na placenta e no fígado no período pré-natal, mesmo quando uma imunoterapia cujo alvo é o GPC3 é realizada para reprimir o crescimento do tumor, eventos adversos como doença autoimune não ocorrem. Isso foi confirmado por uma experiência em que
foram usados camundongos.
Até hoje, com relação ao glipicano-3 (GPC3) como antígeno de rejeição tumoral, os presentes inventores identificaram um peptideo que é apresentado principalmente por HLA-A24 a uma célula T assassina (Pedido de Patente Internacional No. PCT/JP03/10459; Data de Depósito Internacional: 19 de agosto de 2003) . Entretanto, com apenas os referidos peptídeos apresentados por IILA-A24 às células T assassinas, as vacinas de peptideo só podem ser administradas a 60% da população japonesa que tem HLA-A24. Se um peptideo apresentado a uma célula T assassina por KLA-A2, para o qual 40% da população japonesa tem teste positivo, puder ser identificado, aproximadamente 85% da população japonesa poderá tornar-se o alvo dos dois tipos de vacinas de peptídeos. Além disso, como entre os
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caucasianos dos países ocidentais α n^ ^ =
relativamente alta, o referido peptideo apresentado por HLA-A2 pode ser aplicado a muitas populações ocidentais. Conseqüentemente, a identificação do já mencionado peptideo apresentado por HLA-A2 a uma célula T assassina é um importante objetivo. Especificamente, como o melanoma é um câncer que se desenvolve com freqüência em caucasianos nos países ocidentais e para o qual uma imunoterapia é eficaz e, mais ainda, como o carcinoma hepatocelular também tem aumentado rapidamente nos países ocidentais, presume-se que haverá um grande número de pacientes em quem poderá ser aplicada uma imunoterapia usando o peptídeo GPC3 que se liga a HLA-A2.
Descrição da Invenção Problemas a Serem Resolvidos pela Invenção Um objetivo da presente invenção é identificar peptídeos apresentados por HLA-A2 a uma célula T assassina, de modo a proporcionar um meio para se realizar uma imunoterapia que possa ter como alvo aproximadamente 40% dos pacientes japoneses que sofrem de vários tipos de cânceres que expressam GPC3 em nível elevado.
Meios para Resolver os Problemas Anteriormente, os presentes inventores haviam identificado o glxpicano-3 (GPC3) como uma nova proteína carcinoembriônica que é especificamente e excessivamente expressa no carcinoma hepatocelular humano, com base na análise em microsséries de cDNA. Os inventores também haviam esclarecido que uma proteína GPC3 solúvel é detectada no soro de um paciente com carcinoma hepatocelular, e que o referido GPC3 pode ser um novo marcador tumoral do carcinoma hepatocelular. Os presentes inventores haviam descoberto que o GPC3 é expresso em uma linha de células B16 de melanoma murino e é expresso em nível elevado no melanoma, bem como no carcinoma hepatocelular. Assim, os inventores julgaram que o GPC3 também pode se tornar um útil marcador tumoral do melanoma. Como resultado de uma experiência confirmatória, eles haviam descoberto que o GPC3 age como um marcador tumoral do melanoma, possibilitando um diagnóstico precoce, o que nunca havia sido percebido até então. Desta vez, os presentes inventores estimularam celulas T assassinas humanas CDS-positives por me χ ο de sua co-cuitura in vi tro juntamente com celulas dendriticas derivadas do monocitos de sangue periferico humano, as quais havia sido pulsado um peptideo GPC3 humano tendo um motif que se Iiga a HLA-A2, induzindo, desse modo, celulas T assassinas GPC3— especificas. A presenca ou ausencia de inducao de celulas T assassinas especificas para cada peptideo GPC3 foi detectada por um metodo ELISPOT que detecta γ-interferon (IFN-γ) gerado peias celulas T assassinas ativadas que reconhecem os peptideos apresentados por HLA-A2, s foi identificado um novo peptideo GPC3 que poderia ser um candidato para um antigeno a Ivo aplicavel a uma ilulino uS jTfip 13 ·
Isso quer dizer que a presente invengao prove as
seguintes caracteristicas de invengao.
(1) Um peptideo, sendo qualquer um dos seguintes (A) ou (B):
(A) um peptideo que tem a seqtiencia de aminoacidos conforme mostrada em qualquer uma das SEQ ID NOS: 1 a 3; ou
(B) um peptideo que tem uma seqiiencia de aminoacidos que compreende uina substituigao ou adigao de um ou dois aminoacidos em relagao a sequencia de aminoacidos mostrada em qua lquer uma das SEQ ID NOS: 1 a 3, e que tem a
capacidade de induzir celulas T assassinas.
(2) Um indutor imunologico usado para canceres, que consiste em pelo menos um tipo do peptideo de (1) acima.
(3) Um produto farmaceutico para tratar e/ou prevenir tumores, que compreende pelo menos um tipo do peptideo de
(1) aciraa.
(4) Um agente para induzir celulas apresentadoras de antigenos que tem uma alta capacidade de induzir celulas T tumor-reativas, que consiste no peptideo de (1) acima.
(5) Um agente para induzir celulas que apresentam antígenos, tendo alta capacidade de induzir células T tumor-reativas, que consiste em um gene que codifica um peptídeo, sendo qualquer um dos seguintes (A) ou (B).
(A) um peptídeo que tem a seqüência de aminoácidos conforme mostrada em qualquer uma das SEQ ID NOS: 1 a 3, ou
(B) um peptídeo que tem uma seqüência de aminoácidos que compreende uma substituição ou adição de um ou mais aminoácidos em relação à seqüência de aminoácidos conforme mostrada em qualquer uma das SEQ ID NOS: 1 a 3, e que tem
capacidade de induzir células T assassinas.
(6) Um agente para induzir células T tumor-reativas, que consiste do peptídeo de (1) acima.
(7) Um anticorpo contra o peptídeo de (1) acima.
(8) Uma célula T auxiliar, uma célula T assassina, ou uma população de imunócitos compreendendo as referidas
células, que é induzida usando-se o peptídeo de (1) acima.
(9) uma célula apresentadora de antígeno, que apresenta um complexo que consiste de uma molécula I-ILA e o
peptídeo de (1) acima. (10) A célula apresentadora de antígeno de (9) acima,
que é induzida usando o agente de (4) ou (5) acima.
Melhor Maneira de Executar a Invenção (1) Q peptídeo da presente invenção e indutor imunológico usando o referido peptídeo para cânceres. O peptídeo da presente invenção é qualquer um dos
seguintes peptídeos (A) ou (B):
(A) um peptídeo que tem a seqüência de aminoácidos como mostra qualquer uma das SEQ ID NOS: de 1 a 3; ou
(B) um peptídeo que tem uma seqüência de aminoácidos que compreende uma substituição ou adição de um ou dois
aminoácidos em relação à seqüência de aminoácidos mostrada em qualquer uma das SEQ ID NOS: de 1 a 3, e que tem a capacidade de induzir células T assassinas.
A expressão "peptídeo que tem a capacidade de induzir células T assassinas" é usada na presente especificação para designar um peptideo que tem uma atividade indutora de células Tf estimulando as células T assassinas (linfócitos T citotóxicos - CTL). 0 método para se obter/produzir o peptideo da presente
invenção não é particularmente limitado. Pode-se usar uma proteína sintetizada quimicamente, ou uma proteína recombinante produzida por recombinação genética.
Quando se trata de um peptideo sintetizado quimicamente, o peptideo da presente invenção pode ser sintetizado por um método de síntese química como um método Fmoc (fluoreni 1-metiloxi-carbonil) ou um método tBoc (t- butiloxi-carbonil) , por exemplo. Além disso, o peptideo da presente invenção também pode ser sintetizado usando-se vários tipos de sintetizadores de peptídeos disponíveis no mercado.
Quando o peptideo da presente invenção é produzido na forma de uma proteína recombinante, obtém-se DNA que tenha uma seqüência de nucleotídeos que codifique o peptideo já mencionado, um mutante do mesmo, ou um homólogo do mesmo e ele é então introduzido em um sistema de expressão adequado, de modo a produzir o peptideo da presente invenção.
Como vetor de expressão, pode-se usar preferivelmente um vetor capaz de se replicar autonomamente em uma célula hospedeira, ou capaz de ser incorporado no cromossomo de uma célula hospedeira. Usa-se um vetor de expressão que contenha um promotor em uma posição capaz de expressar um gene que codifique o peptideo. Além disso, um transformante tendo um gene que codifique o peptideo da presente invenção pode ser produzido introduzindo-se o já mencionado vetor de expressão em um hospedeiro. Como hospedeiro, pode-se usar qualquer um dos seguintes: uma bactéria, uma levedura, uma célula de animal, e uma célula de inseto. 0 vetor de expressão pode ser introduzido em um hospedeiro por meio de um método conhecido, dependendo do tipo de hospedeiro.
Na presente invenção, o transformante produzido conforme exposto acima é cultivado e o peptideo da presente invenção é então gerado e acumulado em uma cultura. Depois disso, o peptideo da presente invenção é coletado da cultura, de modo a isolar-se um peptideo recombinante.
Quando o transformante é um procariote como Escherichia coli, ou um eucariote como levedura, o meio usado para cultivar esses microorganismos pode ser um meio natural ou um meio sintético, desde que contenha uma fonte de carbono, uma fonte de nitrogênio, sais inorgânicos e semelhantes, que possam ser assimilados pelos referidos microorganismos, e desde que seja capaz de realizar eficientemente a cultura do transformante. Além disso, a referida cultura pode ser conduzida sob condições que são comumente aplicadas na cultura dos referidos microorganismos. Após a conclusão da cultura, o peptideo da presente invenção pode ser isolado da cultura do transformante e purificado, de acordo com um método comum de isolamento e purificação de peptideos.
Um peptideo tendo uma sequencia de ammoacidos que contém uma substituição ou adição de um ou dois amíno ácidos em relação à seqüência de aminoácidos mostrada em qualquer uma das SEQ ID NOS: 1 a 3 pode ser adequadamente produzido ou adquirido por profissionais experientes nessa arte, com base em informações a respeito da seqüência de nucleotideos do DNA que codifica a seqüência de aminoácidos como é mostrada em qualquer uma das SEQ ID NOS. de 1 a 3. Isto é, um gene que codifica um peptideo que tem uma seqüência de aminoácidos contendo uma substituição ou adição de um ou dois aminoácidos em relação à seqüência de aminoácidos como mostrada em qualquer uma das SEQ ID NOS: 1 a 3 e que tem capacidade de induzir células T assassinas pode ser produzido por qualquer método conhecido pelos profissionais experientes na arte, tal como smcese química, meios da engenharia genética ou mutagênese. Por exemplo, a mutagênese sítio-dirigida como um meio da engenharia genética é útil porque trata-se de um meio para introduzir uma mutação específica em uma posição específica. A referida mutagênese sítio-dirigida pode ser realizada por um método descrito em Molecular Clonlng: Ά Laboraty Manual, 2nd. Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, 1989 {doravante aqui denominada simplesmente Molecular Clonlng 2a ed.) , Current Protocole in Molecular Blology, Supplement 1 to 38, John Wiley & Sons (1987-1997) (doravante aqui denominada simplesmente Current Protocols in Molecular Diology) , etc.
Conforme descrição nos exemplos abaixo, o já mencionado peptídeo da presente invenção é capaz de induzir imunidade contra cânceres. Assim, a presente invenção provê
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or imunológico usado para cânceres, que consiste ό,ο
peptídeo da presente invenção.
O indutor imunológico da presente invenção usado para cânceres é usado In vitro ou In vivo e, preferivelmente, in vitro, de modo que possa induzir uma célula T auxiliar, uma célula T assassina, ou uma população de imunócitos contendo as referidas células, conferindo, desse modo, imunidade contra cânceres.
(2) O anticorpo da presente invenção
A presente invenção também se refere a um anticorpo que reconhece uma parte ou todo o já mencionado peptídeo da presente invenção como um epítopo (antígeno), e a uma célula T assassina induzida por estimulação in vitro usando-se a já mencionada proteína ou peptídeo. Em geral, a referida célula T assassina exibe uma atividade antitumoral que é mais forte do que a de um anticorpo.
O anticorpo da presente invenção pode ser um anticorpo policlonal ou um anticorpo monoclonal. 0 referido anticorpo pode ser produzido de acordo com um método comum.
Por exemplo, um anticorpo policlonal pode ser produzido imunizando-se um mamífero ou primata com o peptídeo da presente invenção usado como antígeno e, depois/ coletando-se sangue do mamífero ou primata e separando-se e purificando-se o anticorpo do sangue coletado. Por exemplo, podem ser imunizados mamíferos ou primatas, como um camundongo, um hamster, uma cobaia, uma galinha, um rato, uma lebre, um canino, uma cabra, um carneiro, ou um bovino. 0 referido método de imunização é conhecido pelos profissionais experientes nessa arte. Por exemplo, um antígeno pode ser administrado 2 ou 3 vezes, a intervalos de 7 a 30 dias. Como dosagem, aproximadamente de 0,05 a 2 mg de antígeno podem ser administrados uma veζ, por exemplo. A rota de administração não é limitada, e pode se selecionar entre administração subcutânea, administração intracutânea, administração intraperitoneal, administração intravenosa, administração intramuscular, etc., conforme for mais adequado. Além disso, o antígeno pode ser dissolvido em um tampão adequado, por exemplo, um tampão adequado que contenha um adjuvante de Freund completo ou um adjuvante comumente usado, como óxido de alumínio, para ser, então, usado. 0 mamífero ou primata assim imunizado é criado por um
determinado período de tempo. Depois disso, se a titulagem de anticorpo aumentar, pode ser feito um reforço, usando-se de 100 a 1000 μg de antígeno, por exemplo. Um ou dois meses após a imunização final, coleta-se sangue do mamífero ou primata imunizado. 0 sangue coletado é então separado e purificado por um método comum, incluindo centrifugação, precipitação usando-se sulfato de amônio ou polietileno glicol, cromatografia, como a crornatografia de filtraçao em gel, cromatografia de troca iônica, ou cromatografia de afinidade, etc., de modo a obter-se um anticorpo policlonal que reconheça o peptídeo da presente invenção na forma de um anti-soro policlonal.
Por outro lado, um anticorpo monoclonal pode ser obtido preparando-se um hibridoma. Por exemplo, tal hibridoma pode ser obtido pela fusão celular de uma célula geradora de anticorpos com uma célula de mieloma. Um hibridoma que gera o anticorpo monoclonal da presente invenção pode ser obtido pelo seguinte método de fusão celular.
Como célula geradora de anticorpos, usa-se uma célula esplênica, uma célula de nódulo linfático, um linfócito B, ou semelhante, retirada do animal imunizado. Como antigeno, usa se o peptideo da presente invenção. Como animal a ser imunizado, pode-se usar um camundongo, um rato, ou semelhante. Administra-se um antigeno ao referido animal, de acordo com um método comum. Por exemplo, uma suspensão ou emulsao 1iquida, contendo um adj uvante como o adj uvante de Freund completo ou adjuvante de Freund incompleto e o peptideo da presente invenção usado como um antigeno, é administrada ao animal via administração intravenosa, administração subcutânea, administração intracutânea, administração intraperitoneal, etc., várias vezes, de modo a imunizar o animal. Depois disso, uma célula geradora de anticorpos tal como uma célula esplênica é obtida do animal imunizado e a célula esplenica assim obtida e então fundida com uma célula de mieloma de acordo com um método conhecido (G. Kohler et al., Naturer 256495 (1975)), produzindo-se, dessa maneira, um hibridoma. Os exemplos de linhagens de célula de mieloma usadas
na fusão celular incluem uma linhagem P3X63Ag8, uma linhagem P3U1 e uma linhagem Sp2/0, no caso de um camundongo. Quando essa fusão celular é realizada, usa-se um promotor de fusão como o poli et i Ieno glicol ou o virus Sendai. Para selecionar um hibridoma após a conclusão da fusão celular, usa-se um meio de hipoxantina, aminopterina e timidina (meio HA.T) , de acordo com um método comum. 0 hibridoma obtido como resultado da fusão celular é clonado por um método de diluição limitante. Além disso, conforme necessário, faz-se uma seleção por imuno-ensaio enzimático usando o peptideo da presente invenção, de modo a obter-se uma linhagem celular que gere um anticorpo monoclonal que reconheça especificamente o peptideo da presente invenção.
Para se produzir o anticorpo monoclonal em questão a partir do hibridoma assim obtido, o hibridoma pode ser cultivado por um método comum de cultura celular ou método de formação de ascites, e o anticorpo monoclonal em questão pode então ser purificado da cultura sobrenadante ou ascites. 0 anticorpo monoclonal pode ser purificado do sobrenadante da cultura ou ascites de acordo com um método comum. Por exemplo, fracionamento com sulfato de amônxo, filtração em gel, cromatografia de troca iônrca, cromatografia de afinidade, e outros métodos podem ser
combinados e usados, conforme for adequado.
Além disso, os fragmentos do já mencionado anticorpo
também estão incluídos na abrangência da presente invenção. Exemplos de fragmentos do anticorpo incluem um fragmento F(ab')2 e um fragmento Fab'.
(3) célula T auxiliar. Célula T assassina,-ou uma
A presente invenção também se refere a uma célula T auxiliar, uma célula T assassina, ou uma população de imunócitos contento as referidas células, que é induzida por estimulação in vitro usando se o peptideo da presente invenção. Por exemplo, quando linfôcitos do sangue periférico ou linfôcitos que se infiltram nos tumores sao estimulados in vitro usando-se o peptideo da presente invenção, células T ativadas tumor-reativas são xnduzrdas. As células T assim ativadas podem ser efetivamente usadas para uma imunoterapia adotiva. Alem disso, células dendríticas, que constituem fortes células apresentadoras de antígenos, podem expressar o peptideo da presente invenção in vivo ou in vitrof e as células dendríticas que expressam antigenos são então usadas para realizar a indução imunológica.
Preferivelmente, uma célula T auxiliar, uma célula T assassina, ou uma população de imunócitos contendo as referidas células podem ser induzidas por estimulaçao ι η vitro usando-se o peptideo da presente invenção e iam imuno- estimulador. Exemplos do referido imuno-estimulador usado na presente invenção incluem um fator de crescimento das células e uma citoquina. a célula T auxiliar, a célula T assassina, ou a
população de imunócitos contendo as referidas células obtida dessa maneira é transferida para um corpo, de modo que o tumor possa ser reprimido e o câncer possa ser prevenido e/ou tratado. Além disso, usando-se o peptideo da presente invenção,
pode-se produzir uma célula T auxiliar, uma celular T assassina, ou uma população de imunocitos contendo tais células, que é capaz de reprimir o tumor conforme descrição acima. Consequentemente, a presente invenção provê uma solução para cultura de células que contém o peptideo da presente invenção. Usando-se a referida solução para cultura celular, pode-se produzir uma célula T auxiliar, uma célula T assassina, ou uma população de imunócitos contendo tais células, que é capaz de reprimir tumores. Ainda mais, a presente invenção também provê um kit de cultura celular para a produção de uma célula T auxiliar, uma célula T assassina, ou uma população de imunócitos contendo essas células, que consiste da já mencionada solução de cultura celular e um vaso para cultura celular.
ΊΛ (4) Produto farmacêutico da presente invenção para o tratamento e/ou prevenção do câncer
Como o peptídeo da presente invenção é capaz de induzir células T assassinas especificas para células cancerosas, pode-se esperar que ele seja um agente para o tratamento e/ou prevenção do câncer. Por exemplo, bactérias como BCG {Bacillus Calmette-GuErin) transformadas com DNA recombinante produzido incorporando-se um gene que codifica o peptideo da presente invenção em um vetor adequado, ou vírus como vaccinj.a vj.xTüo, em cujo genoma foi incorporado o DNA que codifica o peptídeo da presente invenção, podem ser usados efetivamente como uma vacina para o tratamento e/ou prevenção de cânceres humanos. Deve-se notar que a dosagem e o método de administração da referida vacina contra o câncer são os mesmos que os usados no caso da vacinação comum contra a varíola ou da vacinação com BCG.
Isto é, o DNA que codifica o peptídeo da presente
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plasmídico incorporado num vetor de expressão), ou um vírus recombinante, ou uma bactéria recombinante contendo o já mencionado DNA, podem ser administrados como uma vacina
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diretamente, ou num estado em que ficam dispersos num adjuvante.
Exemplos de um adjuvante usando na presente invenção
incluem o adjuvante de ITreund incompleto, QCG, dimicolato de trealose (TDM), lipopolissacarídeo (LPS) , um adjuvante de alumínio e um adjuvante de sílica. Do ponto de vista da capacidade para induzir anticorpos, um adjuvante de Freund
O Λ η / τ TT1TX \ Λ — < -.-r,-. Π
J\J XilV--VJlllp X C L-O \11'Λ/ C £VXCXCX X VCX.
A presente especificação não se refere a um tipo de câncer em especial. Os exemplos específicos de câncer incluem câncer do esôfago, câncer de mama, câncer da tireóide, câncer do cólon, câncer do pâncreas, melanoma 10
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maliano (melanoma), linfoma maliano, osteosarcoma, feocromocitoma, câncer da cabeça e pescoço, câncer uterino, câncer do ovãrio, tumor cerebral, leucemia mielógena crônica, leucemia mieiogena aguaa, câncer renai, câncer aa próstata, câncer do pulmão, câncer estomacal, câncer hepático, câncer da vesícula biliar, câncer testicular,
câncer da bexiga e sarcoma.
υ peptideo aa presente invenção age como um epitopo de célula T e induz uma célula T assassina especifica contra células cancerosas. Assim, o peptídeo da presente invenção é útil como um agente para prevenir e/ou tratar cânceres numanos. Aiem aisso, se o anticorpo da presente invenção e capaz de inibir a atividade do GPC3 como um antíaeno de câncer, ele também é útil como um agente para prevenir e/ou tratar os cânceres humanos. Na prática, o peptídeo ou anticorpo aa presente invenção poae ser aaministraao como um produto inietável, diretamente ou "juntamente com um veículo e/ou diluente farmaceuticamente aceitável e, se necessário, também juntamente com as substâncias auxiliares citadas abaixo. Alem disso, o peptídeo ou anticorpo aa presente invenção também pode ser administrado por outros métodos, como por aspersão, via absorção transdérmica através de mucosa. 0 termo -veículo" é usado no presente com o significado de albumina ae soro numano, por exemplo. Além disso, como diluente, pode-se usar PBS, áaua destilada
ou semelhantes.
Quanto à dosagem, o peptídeo ou anticorpo da presente
invenção podem ser administrados dentro da faixa entre u,0í a 100 ma por adulto, por administração. Entretanto, a dosagem não se limita à faixa citada acima. A forma de dosagem também não é limitada. Um produto congelado seco, ou um granuiaao produzido adicionando-se um excipiente como o acúcar também podem ser disponibilizados.
Os exemplos de uma substância auxiliar que pode ser adicionada ao agente da presente invenção para aumentar a
atividade indutora de células T tumor reativas incluem: muramil-dipeptídeo (MDP); componentes bacterianos como bactérias BCG; ISCOM descrito em Naturef vol. 344, p. 873 (1990); Saponin QS-21, descrito em J. Immunol. Vol. 148, ρ. 1430 (1992); lipossomo, e óxido de alumínio. Além disso, imuno-estimuladores como Lentinan., Esquizofilan ou Picibanil também podem ser usados como substâncias auxiliares. Outros exemplos de produtos usados aqui como substâncias auxiliares incluem: citoquinas para aumentar o crescimento ou diferenciação das células T, tais como IL-2, IL-4, IL-12, IL-I, IL-6, ou TNF; alfa-galactosilceramida para ativar as células NKT; CpG, que se liga a um receptor "Toll-like" para ativar um sistema imunológico inato, e lipopolissacarideo (LPS).
Além disso, o já mencionado peptideo antigeno é acrescentado in vitro a células coletadas de um paciente, ou células (alogenéicas) de qualquer outra pessoa com quem compartilhe alelos H LA, seguido pela apresentação de antigenos das células. Depois disso, as células são administradas ao vaso sangüíneo do paciente, de modo que as células T assassinas possam ser efetivamente induzidas no corpo do paciente. Também, o peptideo da presente invenção é adicionado aos linfócitos do sangue periférico do paciente, e a mistura obtida é então cultivada in vitro. Dessa maneira, as células T assassinas podem ser induzidas in Vitrof e podem então ser devolvidas ao vaso sangüíneo do paciente. Essa terapia, envolvendo a transferência de células, já foi conduzida como um método para o tratamento do câncer; portanto, trata-se de um método bem conhecido pelos profissionais experientes na arte.
Introduzindo-se o peptideo da presente invenção em um corpo, as células T assassinas sao induzidas e ativadas e, como resultado, pode-se prever um efeito antitumoral. Além do mais, quando linfócitos são estimulados pelo peptideo da presente invenção in vitro, células T ativadas são induzidas. As células T ativadas são injetadas era uma área afetada. Assim, essa técnica pode ser eficazmente usada como uma imunoterapia adotiva.
A presente invenção será adicionalmente descrita nos exemplos seguintes. Entretanto, esses exemplos não se destinam a limitar o escopo da presente invenção.
Exemplos Exemplo 1
(1) Seleção do peptideo GPC3 que exibe capacidade de ligar-se a HLA-A2
A seqüência de aminoácidos do GPC3 humano foi investigada por um sistema BIMAS, e foram selecionados 4 tipos de seqüências que têm uma afinidade de ligação com HLA-A2 estimada em 20 ou mais.
Tabela 1
Posição do peptideo Seqüência de aminoácidos do peptideo Classificação da Capacidade de Ligação GPC3 44- 52 RLQPGLKWV 879 GPC3 144-152 FVGEFFTDV 828 GPC3 155-163 YILGSDINV 162 GPC3 169-177 ELFDSLFPV 1055
Exemplo 2
Indução de células T assassinas humanas pelo peptideo GPC3
que se liga a HLA-A2 (1) Coleta de sangue
Foi obtido o consentimento informado de pacientes com carcinoma hepatocelular HLA-A2~positivos que estavam em terapia na Cirurgia Gastroenterológica da Escola de Medicina da Universidade Kumamoto e no Hospital Leste, Centro Nacional do Câncer. Isso feito, foram obtidas amostras de 30 ml do sangue de cada paciente e as células mononucleares do sangue periférico foram então isoladac usando-se o mecoao ae centruugaçao por graaieivc.e ^eiisiaaae ae üicoii-Conray, de acordo com o método relatado anteriormente (Nakatsura, T. et ai., Eur. J. Iminunoj.. , 826-836 (2002)).
(2) Separação das células CD8-positivas e células CD14- positivas das células mononucleares do sangue periférico e indução de células T assassinas
Das células mononucleares de sangue periférico isoladas, células T assassinas foram induzidas pelo método anteriormente relatado (Monji, M. et al., Clin Câncer Res 10, 6047-6057, 2004) . Primeiramente, as células CDB- positivas e as células CD14-positivas foram separadas das células mononucleares do sangue periférico usando-se MACS. As células CD14-positivas foram cultivadas na presença de GM-CSF (100 ng/ml) e IL-4 (20 ng/ml) por 5 dias, para que fosse induzida a diferenciação de células dendriticas. Depois disso, adicionou-se TNF-alfa (20 ng/ml) para maturação. No 7 o dia, cada peptideo GPC3 (10 μΜ) foi adicionado, sendo então conduzida a co-cultura com células CD8-positivas. Essa estimulacão do antigeno com células dendriticas derivadas de células CD14 positivas análogas foi repetida 3 ou 4 vezes cada semana, de modo que fossem induzidas células T assassinas peptídeo-específicas. Durante a indução, metade do meio foi trocada pela mesma quantidade de meio novo a cada dois dias e foi adicionado IL-2 em uma concentração de 10 U/ml.
(3) Análise da atividade das células T assassinas GPC3- especlficas pelo método ELISPOT
A presença ou ausência de uma célula T que reage
confiavelmente e especificamente com o GPC3 e produz INF-γ nas células T assassinas induzidas foi examinada pelo método ELISPOT. 0 INF-γ foi detectado usando-se o conjunto ELISPOT (BD) para IFN-γ Humano. Quando uma célula T assassina (efetora) reage com uma célula estimuladora (alvo) para gerar IFN-γ, cada IFw-γ é aetectaao como uma iitancna vermelha. Como células alvo, foram usadas células SK-Hep-I como células genitoras, que são HIiA-AS-posiuivas e não expressam GPC3, e células SK-Hep-l/GPC3, nas quais o gene de GPC3 foi introduzido e células SK-Hep-I para expressar a proteína GPC3. Primeiramente, uma placa ELISPOT 9BD Bioscience) foi recoberta com anticorpo IFN-γ anti- humano por 18 horas- Depois disso, foi bloqueada com 10%- FCS/RPMI por 2 horas. As células efetoras (100 μΐ/poço) foram misturadas com as células alvo (100 μΐ/poço) e a mistura foi então cultivada a 37 cC por 22 horas. Foi conduzida uma experiência com uma proporção entre efetoras e alvos {proporção E/A) de 5:1, Depois disso, a placa foi lavada com água esterilizada e permitiu-se então que reagisse com um anticorpo IFN-γ anti-humano biotinilado por 2 horas e, então, com estreptavidina-HRP por uma hora. Depois disso, manchas positivas de IFN-γ foram detectadas com uma solução de substrato. 0 número de manchas foi contado usando-se um programa de computação para análise automática da MINERVA TECH. Como resultado, a atividade da célula T assassina GPC3-específica pode ser detectada no caso das células T assassinas induzidas pelos peptideos GPC3 44-52, 144-152, 155-163. Entretanto, a atividade das células T assassinas GPC3-especificas não foi detectada no caso das células T assassinas induzidas por um peptídeo GPC3 169-177 (Figuras 1 e 2) , Os resultados analíticos das células T assassinas induzidas por um peptídeo GPC3 155-163 são mostrados na Figura 1. (4) Análise da atividade citotóxica das células T assassinas por teste de citotoxicidade.
A atividade citotóxica das células T assassinas induzidas foi analisada por um teste de citotoxicidade em que foram usadas, como células estimuladas, células SK-Hep- 10
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1 como células genitoras, que são HLA-A2-positivas e não expressam GPC3, β células SK-Hep-l/GPC3, em que o gene de GPC3 foi introduzido em células SK-Hep-I para expressar a proteína GPC3. A atividade citotóxica das células T assassinas foi avaliada por um teste de citotoxicidade em que foi usado Terascan VP. Primeiramente, as células alvo foram rotuladas fluorescentemente com uma solução corante de calceína/AM a 37uC, por 30 minutos. Essas células foram co-cultivadas com células T assassinas em uma placa Coster de meia área com 96 poços e com o passar do tempo foram detectadas as células fluorescentemente rotuladas, medindo- se desse modo o grau de citotoxicidade. A análise foi conduzida usando-se o programa de computação para teste de citotoxicidade CalCt-961 da MINERVA TECH, de acordo com o método de fluorescencia, Foi feita uma experiência com a proporção E/A de 20:1. Como resultado, uma atividade citotóxica GPC3-específica foi confirmada nas células T assassinas induzidas pelos peptídeos GPC3 44-52, 144-152, e 155-163. Entretanto, não foi observada uma atividade citotóxica GPC3-especifica nas células T assassinas induzidas por um peptideo GPC3 169-177 (Figura 2).
Aplicabilidade Industrial A eficácia de uma imunoterapia para o câncer que tem como alvo um peptideo GPC 3 apresentado por HLA-A24 foi confirmada em uma experiência com animais em que foram usados camundongos, Entretanto, usando-se esses peptídeos apresentados por HLA-A24 a células T assassinas, vacinas do peptideo só poderiam ser administradas a 60% da população do Japão. Desta vez, tendo sido identificado um peptideo apresentado a uma célula T por HLA-A2, aproximadamente 85% da população japonesa podem tornar-se alvo da combinação dos dois tipos de vacinas de peptideo. Se a eficácia da terapia experimental com o uso do peptideo apresentado por HLA-A2 a uma célula T assassina for demonstrada, há uma alta probabilidade de que o referido peptideo venha a ser clinicamente aplicado também a caucasianos nos países ocidentais. Além disso, identificando-se um tal peptideo apresentado por HLA-A2 a uma célula T assassina, o peptideo identificado pode não apenas ser aplicado a 40% dos pacientes japoneses que sofrem de carcinoma hepatocelular e melanoma, mas pode ser aplicado também a muitos caucasianos em que a f r eqiiênc ia de HLA-A2 é mais alta do que a freqüência em japoneses.
Breve Descrição dos Desenhos
A Figura 1 mostra os resultados representativos obtidos pela análise ELISPOT, o IFN-γ produzido por células T assassinas, que reconheceram especificamente os peptídeos GPC3 e foram ativadas. Com relação às células T assassinas induzidas estimulando-se células CD8-positivas no sangue periférico de um paciente com carcinoma hepatocelular por meio de células dendríticas derivadas de monócitos CDl4- positivos carregados com um peptideo GPC3 155-163, o número de manchas e a área total das referidas manchas no caso em que células SK-Hep~l/GPC3 nas quais um gene de GPC3 havia sido introduzido em células SK-Hep-I para expressar a proteína GPC3 foram usadas como células estimuladoras (lado direito da figura) foram significativamente maiores do que o número de manchas e sua área total no caso em que células SK-Hep-I como células genitoras, que eram HLA-A2-positivas e não expressavam GPC3, foram usadas como células estimuladoras (lado esquerdo da figura). Com base nesses resultados, ficou determinado que o peptideo GPC3 155-163 é um peptideo epítopo capaz de induzir células T assassinas GPC3-específicas.
A Figura 2 mostra os resultados da análise ELISPOT e um teste de citotoxicidade. Foram selecionadas células T CD8-positivas do sangue periférico de um paciente com carcinoma hepatocelular HLA-A2-positivo, e as células selecionadas foram então estimuladas por células dendríticas derivadas de monôcitos carregados com cada peptídeo GPC3. 0 teste ELISPOT examinou se as células T assassinas obtidas dessa maneira reagiram ou não especificamente com células de expressão de GPC3 e produziram IFN-γ. Além disso, um teste de citotoxicidade examinou se as já mencionadas células T assassinas destruíram ou não especificamente as células que expressam GPC3. Foram usadas como células alvo, células SK-Hep-I como células genitoras, que eram HLA-A2-positivas e não expressavam GPC3, e células SK-HeP-l/GPC3 nas .quais o gene de GPC3 havia sido introduzido em células SK-HEP-I para que expressassem a proteína GPC3. Como resultado, as células T assassinas induzidas pelos peptídeos GPC3 44-52, 144-152 e 155-163 reconheceram especificamente as células SK-Hep- 1/GPC3 e produziram IFN-γ, e exibiram também uma forte atividade citotóxica. Em contraste, as células T assassinas induzidas por um peptídeo GPC3 169-Π7 não exibiram uma atividade GPC3-específica. Com base nesses resultados, ficou demonstrado que os peptídeos GPC3 44-52, 144-152, e 155-163 são peptídeos epítopos capazes de induzir células T assassinas GPC3-específicas. LISTAGEM DE SEQÜÊNCIAS <110> Universidade Kumimoto
<120> Peptídeo antigênico de rejeição tumoral derivado de Glipicano-3 (GPC3) para sujeito HLA-A2 positivo e um medicamento contendo o mesmo. <130> A61163A <160> 3 <210> 1 <211> 9 <212> PRT
<213> Seqüência Artificial
<220>
<223> Descrição de Seqüência Artificial: Peptideo sintético <400> 1
Arg Leu Gly Leu Lys Trp Val
1 5
<210>2 <211>9 <212> PRT
<213> Seqüência Artificial
<220>
<223> Descrição de Seqüência Artificial: Peptideo sintético <400>2
Phe Val Gly Glu Phe Phe Thr Asp Val
1 5
<210>3 <211>9 <212> PRT
<213> Seqüência Artificial
<220>
<223> Descrição de Seqüência Artificial: Peptideo sintético <400> 3
Tyr Ile Leu Gly Ser Asp Ile Asn Val 1 5