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Technischer Bereich
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Peptide aus T-Zellepitopen von Pollen-Allergenen und eine
Zusammensetzung für
eine auf Peptid basierende Immuntherapie, umfassend die Peptide
als einen wirksamen Bestandteil. Diese Zusammensetzung ist für das Behandeln
und/oder Vorbeugen einer Pollinose im Frühling nützlich.
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Hintergrundgebiet
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Etwa
10% der japanischen Bevölkerung
leiden an einer Pollinose, die sich im Frühling entwickelt, wie Zedern-Pollinose.
Dieser Zustand ist im Steigen gewesen und zieht die öffentliche
Aufmerksamkeit auf sich.
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Der
Zeitraum, in dem sich eine Pollinose entwickelt, entspricht im Allgemeinen
dem Zeitraum, in dem sich Pollen verbreiten. In vielen Fällen bleiben
die Symptome einer Pollinose noch nach der Saison bestehen, in der
sich die Zedernpollen verbreiten, weil die meisten Patienten mit
Zedern-Pollinose auch mit den japanischen Zypressenpollen (Hiroki-Zypressenpollen)
sensibilisiert sind, die gleich nach dem Zedernpollen-Verbreitungszeitraum
beginnen, sich zu verbreiten. Daher leiden Patienten, die auch gegen
die japanischen Zypressenpollen empfindlich sind, für einen
signifikanten Teil des Jahres an den Symptomen der Pollinose.
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Zedernpollen
und japanische Zypressenpollen besitzen eine gemeinsame Antigenität (Takeshi
Ide et al., Allergy Clinic 11, 174-178, 1991). Die Kreuzreaktivität der IgE-Antikörper zwischen
Zedernpollen und japanischen Zypressenpollen ist etabliert worden
(Taniai M. et al., Mol. Immunol. 30, 183-189, 1993). Der Positivitäts-Index von Patienten
mit Frühlings-Pollinose
für ihre
Allergen-spezifischen IgE-Antikörper ist
83,5% für
Zedernpollen, 80,0% für
japanische Zypressenpollen und 76,4% für beide Pollen (Mitsuhiro Okano
et al., Allergy 43, 1179-1184, 1994). Zusätzlich besitzen 60% der Patienten
mit Zedern-Pollinose für
japanische Zypressenpollen spezifische IgE-Antikörper (Yozo Saito, Chiryo (Therapy)
78, 1571- 1576, 1996).
Basierend auf diesen Berichten ist es allgemein anerkannt, dass
Zedern-Pollinose-Patienten eine Pollinose gegen japanische Zypressenpollen
entwickeln können
und umgekehrt.
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Pollinose
ist eine typische Allergie vom Soforttyp I, die durch eine Antigen-Antikbrper-Reaktion
zwischen einem Pollen-Allergen (das ein Antigen ist, das eine Allergie
verursacht, und im Wesentlichen dasselbe wie ein Antigen ist) und
einem IgE-Antikörper,
der spezifisch für
das Allergen ist, induziert wird. Deshalb wird eine Pollinose zur
Zeit unter Verwendung von Verfahren, die theoretisch auf dem Mechanismus
basieren, durch den sich Typ I-Allergien entwickeln, verhindert
und behandelt. Dieser Mechanismus wird unten kurz beschrieben.
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Ein
Antigen, das in den Körper
eingedrungen ist, wird den T-Helferzellen durch antigenpräsentierende Zellen
präsentiert.
Als ein Ergebnis reifen B-Zellen zu antikörperproduzierenden Zellen.
Die antikörperproduzierenden
Zellen produzieren einen Antigen-spezifischen IgE-Antikörper, der
an die Oberfläche
von Mastzellen bindet. Ein danach eingedrungenes Antigen bindet
an den IgE-Antikörper
auf den Mastzellen. Diese Stimulierung setzt chemische Mediatoren
wie Histamin von den Mastzellen frei, wodurch ein allergisches Symptom verursacht
wird.
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Die
folgenden drei Verfahren werden hauptsächlich verwendet, um Allergien,
die auf dem obigen Mechanismus basieren, zu verhindern und zu behandeln:
1) Meiden eines Antigens, das eine Allergie verursacht, 2) Chemotherapie,
typischerweise unter Verwendung eines Antihistaminikums und 3) De-Sensibilisierungstherapie
unter Verwendung eines Allergens. Das Verfahren 1) ist jedoch schwer,
praktisch auszuführen,
und das Verfahren 2) ist lediglich eine symptomatische Therapie.
Vom Verfahren 3) wird erwartet, dass es die einzige Behandlung ist,
die die Wurzel des Problems bekämpft,
aber es ist nicht immer wirksam und kann möglicherweise schwere Nebenwirkungen
wie anaphylaktischen Schock verursachen.
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Aus
diesen Gründen
ist in letzter Zeit eine auf einem Peptid basierende Immuntherapie
unter Verwendung von Peptiden aus T-Zellepitopen des Allergens versucht
worden, um Allergien zu verhindern und zu behandeln. T-Zellepitope
nehmen am Iniziieren und Beibehalten einer Immunantwort gegen ein
Protein-Allergen, das
klinische Symptome von Allergien verursacht, teil. Diese T-Zellepitope
binden an Moleküle
der HLA-Klasse II auf der Oberfläche
von antigen- präsentierenden
Zellen, um die verwandte T-Zell-Subpopulation zu stimulieren. Von
der Stimulierung wird angenommen, dass sie eine anfängliche
Antwort auf dem T-Helferzellen-Niveau auslöst. Diese
anfängliche
Antwort verursacht die Proliferation von T-Zellen, die Sekretion
von Lymphokinen, eine lokalisierte Entzündungsantwort, die Migration
von proliferierten Immunzellen zu den Entzündungsstellen und die Aktivierung
der B-Zell-Kaskade, die der Antikörperproduktion vorausgeht.
IgE-Antikörper, die
Isotypen dieser Antikörper
sind, sind kritisch für
die Entwicklung und Aufrechterhaltung von Allergien. Darüber hinaus wird
ihre Produktion durch die Eigenschaften von Lymphokinen, die durch
T-Helferzellen am Beginn der oben beschriebenen Kaskade sezerniert
werden, beeinflusst. Das T-Zellepitop ist ein grundlegendes Element
oder die Minimaleinheit, um durch einen T-Zellrezeptor erkannt zu
werden. Dieses Epitop enthält
die Aminosäuresequenz,
die nötig
ist, um den Rezeptor zu erkennen. Eine allergische Entzündung kann
durch Kontrollieren der Antwort der Helfer-T-Zelle, die eine Schlüsselrolle
in der Immunsuppression spielt, unter Verwendung des Peptids aus
T-Zellepitopen behandelt werden.
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Bekannte
Therapeutika für
Allergien unter Verwendung von Peptiden aus T-Zellepitopen schließen eine therapeutische Zusammensetzung,
umfassend ein Peptid aus T-Zellepitopen eines Allergens vom cat-Ursprung
(eine PCT-Anmeldung, veröffentlicht
in Japan (JP-WA) Nr. Hei 7-505365), eine therapeutische Zusammensetzung,
umfassend ein Peptid aus T-Zellepitopen des Zedernpollens Cry j
1 (JP-WA-Hei 8-502163), und ein Multiepitop-Peptid, erhalten durch
das Verbinden von T-Zellepitopen von Zedernpollen Cry j 1 und Cry
j 2 (japanische Patentanmeldung Nr. Hei 8-80702), ein. Vom Hauptallergen
des japanischen Zypressenpollens, Cha o 1, wird berichtet, dass
es Molekulargewichte von 45 KD oder 50 KD hat. Jedes Molekül hat denselben isoelektrischen
Punkt von 6,8 und besteht aus einem Protein, das 5% Kohlenhydrate
enthält
(Takeshi Ide, et al., Nippon Kafun Gakkaishi (Journal of the Japanese
Pollen Association) 34, 39, 1988). Ihre Primärstrukturen sind jedoch unbekannt,
und dementsprechend ist noch keine T-Zellepitop-Stelle auf den Allergen-Molekülen identifiziert
worden. Vor kurzem waren die vorliegenden Erfinder erfolgreich im
Clonieren des japanischen Zypressenpollen-Allergengens und klärten auf, dass zusätzlich zu
Cha o 1 ein anderer Typ des Allergens, Cha o 2, vorhanden war. Darüber hinaus
wurden die Primärstrukturen
von Cha o 1 und Cha o 2 bestimmt (japanische Patentanmeldung Nr.
Hei 6-335089).
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Offenbarung der Erfindung
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Der
Zeitraum, wenn sich die Zedernpollen-Verbreitung mit jenem der japanischen
Zypressenpollen überschneidet,
wird als der gemischte Pollen-Verbreitungszeitraum
bezeichnet. Diese zwei Pollenarten besitzen eine gemeinsame Antigenität, die es
schwer macht, die Symptome, die durch Zedernpollen verursacht werden,
von jenen zu unterscheiden, die durch die japanischen Zypressenpollen
verursacht werden. Manchmal halten die Symptome an oder entwickeln
sich sogar nach dem Zedernpollen-Verbreitungszeitraum. Da die Pollen,
die während
dieses Zeitraums in der Luft gefunden werden, vorwiegend japanische
Zypressenpollen sind, scheinen diese Symptome durch die japanischen
Zypressenpollen verursacht zu werden. Da mehr japanische Zypressenbäume als
Zedernbäume
gepflanzt werden, steigt die Menge der verbreiteten japanischen Zypressenpollen
Jahr für
Jahr und wird in nächster
Zukunft jene der Zedernpollen übersteigen.
Es ist daher wünschenswert,
ein Verfahren für
das Verhindern und Behandeln von Allergien, das auf der Wurzel der
Gesamtpollinose aufbaut, die durch Baumpollen im Frühling verursacht
wird, einschließlich
japanischer Zypressen-Pollinose und Zedern-Pollinose, zu etablieren. Von einer
auf Peptid basierenden Immuntherapie unter Verwendung von Peptiden
aus T-Zellepitopen wird erwartet, dass sie zu einer Allergiebehandlung,
die auf der Wurzel der Pollinose aufbaut, führt. Wie oben beschrieben,
sind einige Verfahren für
eine solche Immuntherapie für
Zedern-Pollinose
bekannt. Dennoch ist nichts über
japanische Zypressen-Pollinose oder über Pollinose, die durch Baumpollen
im Frühling,
einschließlich
Zedern- und japanische Zypressenpollen, verursacht wird, berichtet
worden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Peptide aus T-Zellepitopen
bereit zu stellen, die für eine
auf dem Peptid basierende Immuntherapie für japanische Zypressen-Poilinose
nützlich
ist. Die vorliegende Erfindung beschreibt auch Peptide aus T-Zellepitopen,
die für
eine auf Peptid basierende Immuntherapie für Patienten mit Pollinose,
die durch Baumpollen im Frühling
verursacht wird, einschließlich
Patienten mit Zedern-Pollinose, die eine Kreuzreaktivität mit japanischen
Zypressenpollen zeigen, nützlich
ist.
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Die
hier genannten Erfinder haben durch Stimulieren einer T-Zelllinie,
die von Patienten mit japanischer Zypresse-Pollinose etabliert wurde,
mit synthetischen überlappenden
Peptiden, die die gesamte Primärstruktur
der japanischen Zypressenpollen-Allergene abdecken, eine T-Zellepitop-Stelle
auf den Allergenmolekülen
des japanischen Zypressenpollen identifiziert, was somit die obigen
Probleme löst.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst die Erfindungen, die in jedem Anspruch
beschrieben sind, und wird unten detaillierter beschrieben.
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Die
hier genannten Erfinder bestimmten die Aminosäuresequenz (beschrieben in
der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 6-335089) des Hauptallergens
Cha o 1 (reifes Protein) des japanischen Zypressenpollen-Allergens,
die als SEQ ID NO: 1 gezeigt ist, und jene von Cha o 2, die als
SEQ ID NO: 2 gezeigt ist. Die Aminosäuresequenz von Cha o 1 hat
80% Homologie zum Zedernpollen-Allergen Cry j 1, und jene von Cha
o 2 hat 75% Homologie zum Zedernpollen-Allergen Cry j 2.
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Eine
Anzahl von Aminosäure-Substitutionen
wird in den Allergenen beobachtet, die von Pollen, Milben und Bienengift
stammen. Diese Allergen-Arten werden Isoallergene genannt. Zum Beispiel
sind elf Isoallergene von Birkenbaumpollen Bet v I isoliert worden,
und ihre Aminosäuresequenzen
unterscheiden sich von einander in einem Bereich von 2 bis 15% (Swoboda,
I. et al., J. Biol. Chem. 270: 2607-2613, 1995). Derzeit sind zwei
Isoallergene, in denen sechs Aminosäurereste in einer reifen Proteinregion
substituiert sind, in Cry j 2 gefunden worden (ungeprüfte veröffentlichte
japanische Patentanmeldungen (JP-A) Nr. Hei 8-47392 und Nr. Hei 7-170986). Ein Fachmann
kann begründeterweise
erwarten, dass Isoallergene auch in Cha o 1 und Cha o 2 vorhanden
sein würden.
Solche Isoallergene sind auch in Cha o 1 und Cha o 2 eingeschlossen,
auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht.
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Die
Familie von Zedernbäumen
wird in neun Gattungen und die Familie der japanischen Zypressen
in sieben Gattungen klassifiziert. Es wird berichtet, dass Allergene
von Cryptomeria, Rotholz und Metasequoia, die zu der Zedern (Taxodiaceae)-Familie
gehören,
und der Schirm-Pinie, von der angenommen wird, dass sie entweder
zu einer unabhängigen
Familie, der Zedernfamilie oder der Pinienfamilie gehört, eine
Reaktivität
mit jenen der japanischen Zypresse, der Sawara-Zypresse, des orientalischen
Lebensbaums, des Nadel-Wacholders und des chinesischen Wacholders,
die zu der Familie der Cupressaceae gehören, zeigen (Takeshi Ide, et al.,
Allergy Clinic, 11, 174-178, 1991). In Anbetracht dieses Berichts
sind Zedern-Allergene breit kreuzreaktiv mit den Allergenen der
japanischen Zypresse. Daher sind die Peptide der vorliegenden Erfindung
im Allgemeinen nicht nur für
die japanische Zypressen-Pollinose, sondern auch für eine Zedern-Pollinose
wirksam.
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Um
die Peptide aus T-Zellepitopen der vorliegenden Erfindung zu erhalten,
wurden überlappende Peptide,
die die gesamten Primärstrukturen
von Cha o 1 und Cha o 2 abdecken, synthetisiert; jedes Peptid besteht
aus der adäquaten
Anzahl von Aminosäureresten
(12 bis 20 Reste). Das Peptid der vorliegenden Erfindung stimuliert
und/oder unterdrückt
die Aktivität
von T-Zellen, die von Patienten mit einer japanischen Zypressen-Pollinose
stammen. Mit anderen Worten, das Peptid der vorliegenden Erfindung
kann die Proliferation von T-Zellen oder die Antworten von T-Zellen wie die Sekretion
von Lymphokinen induzieren und/oder kann eine T-Zellanergie (nicht reagierend) induzieren.
T-Zellepitop-Stellen auf den Allergen-Molekülen können unter Verwendung des T-Zell-Wachstums
als einen Index in Übereinstimmung
mit dem Verfahren, das in JP-A-Hei 8-47392 beschrieben ist, identifiziert
werden. Insbesondere werden T-Zelllinien oder T-Zellclone, die spezifisch mit
Cha o 1 und Cha o 2 reaktiv sind, für jeden Patienten von peripheren
Lymphocyten eines Patienten mit japanischer Zypressen-Pollinose
etabliert. Die T-Zelllinien
oder T-Zellclone werden in der Anwesenheit von jedem Peptid der überlappenden
Peptide kultiviert. Die Epitop-Stellen werden durch Messen der Proliferation von
T-Zellen in der Anwesenheit des Peptids (z.B. Aufnahme von [3H]Thymidin in die Zellen) und Berechnen eines
Stimulierungs-Index identifiziert. Der hierin verwendete Stimulierungs-Index
(SI) wird durch Teilen der radioaktiven Menge von [3H]Thymidin
(ZpM; „cpm" Zerfälle pro
Minute), die in die Zellen in der Anwesenheit des Peptids aufgenommen
wird, durch die Menge von [3H]Thymidin (ZpM),
die in die Zellen in der Abwesenheit des Peptids aufgenommen wird
(Kontrolle), erhalten. Basierend auf den so erhaltenen Daten wird
ein mittlerer Stimulierungs-Index für jedes Peptid für jede Patientengruppe
berechnet. Die Peptide, von denen gefunden wurde, dass sie die T-Zellantwort
induzieren und/oder eine T-Zellanergie induzieren, werden definiert,
dass sie eine T-Zell-stimulierende Aktivität aufweisen. Die bevorzugten
Peptide aus T-Zellepitopen der vorliegenden Erfindung besitzen eine
T-Zell-stimulierende Aktivität
und enthalten daher mindestens ein T-Zellepitop. Beispiele des Peptids
aus T-Zellepitopen von Cha o 1, die in 1 gezeigt
sind (insbesondere, die in 2, 3 und SEQ
ID NO: 3 bis SEQ ID NO: 37 gezeigt sind), schließen Peptid #1-2 (SEQ ID NO:
4), Peptid #1-4 (SEQ ID NO: 6), Peptid #1-5 (SEQ ID NO: 7), Peptid
#1-6 (SEQ ID NO: 8), Peptid #1-7 (SEQ ID NO: 9), Peptid #1-8 (SEQ
ID NO: 10), Peptid #1-10 (SEQ ID NO: 12), Peptid #1-11 (SEQ ID NO:
13), Peptid #1-12 (SEQ ID NO: 14), Peptid #1-14 (SEQ ID NO: 16),
Peptid #1-15 (SEQ ID NO: 17), Peptid #1-16 (SEQ ID NO: 18), Peptid #1-19
(SEQ ID NO: 21), Peptid #1-20 (SEQ ID NO: 22), Peptid #1-21 (SEQ
ID NO: 23), Peptid #1-22 (SEQ ID NO: 24), Peptid #1-23 (SEQ ID NO:
25), Peptid #1-24 (SEQ ID NO: 26), Peptid #1-25 (SEQ ID NO: 27),
Peptid #1-26 (SEQ ID NO: 28), Peptid #1-27 (SEQ ID NO: 29), Peptid
#1-30 (SEQ ID NO: 32), Peptid #1-31 (SEQ ID NO: 33), Peptid #1-32
(SEQ ID NO: 34), Peptid #1-33 (SEQ ID NO: 35) und Peptid #1-34 (SEQ
ID NO: 36) ein (4). Beispiele des Peptids aus
T-Zellepitopen von Cha o 2, die in 5 gezeigt
sind (insbesondere, die in 6, 7 und
SEQ ID NO: 38 bis SEQ ID NO: 88 gezeigt sind), schließen Peptid
#2-5 (SEQ ID NO: 42), Peptid #2-7 (SEQ ID NO: 44), Peptid #2-8 (SEQ
ID NO: 45), Peptid #2-9 (SEQ ID NO: 46), Peptid #2-10 (SEQ ID NO:
47), Peptid #2-11 (SEQ ID NO: 48), Peptid #2-12 (SEQ ID NO: 49),
Peptid #2-13 (SEQ ID NO: 50), Peptid #2-14 (SEQ ID NO: 51), Peptid
#2-15 (SEQ ID NO: 52), Peptid #2-16 (SEQ ID NO: 53), Peptid #2-17 (SEQ
ID NO: 54), Peptid #2-18 (SEQ ID NO: 55), Peptid #2-19 (SEQ ID NO:
56), Peptid #2-20 (SEQ ID NO: 57), Peptid #2-21 (SEQ ID NO: 58),
Peptid #2-22 (SEQ ID NO: 59), Peptid #2-23 (SEQ ID NO: 60), Peptid #2-24
(SEQ ID NO: 61), Peptid #2-25 (SEQ ID NO: 62), Peptid #2-26 (SEQ
ID NO: 63), Peptid #2-27 (SEQ ID NO: 64), Peptid #2-30 (SEQ ID NO:
67), Peptid #2-31 (SEQ ID NO: 68), Peptid #2-32 (SEQ ID NO: 69),
Peptid #2-33 (SEQ ID NO: 70), Peptid #2-34 (SEQ ID NO: 71), Peptid
#2-35 (SEQ ID NO: 72), Peptid #2-36 (SEQ ID NO: 73), Peptid #2-37
(SEQ ID NO: 74), Peptid #2-38 (SEQ ID NO: 75), Peptid #2-40 (SEQ
ID NO: 77), Peptid #2-41 (SEQ ID NO: 78), Peptid #2-42 (SEQ ID NO:
79) und Peptid #2-43 (SEQ ID NO: 80) ein (8). Bevorzugter
haben die Peptide aus T-Zellepitopen einen mittleren Stimulierungs-Index
von 2.0 oder mehr. Beispiele schließen Peptid #1-2 (SEQ ID NO:
4), Peptid #1-7 (SEQ ID NO: 9), Peptid #1-8 (SEQ ID NO: 10), Peptid
#1-20 (SEQ ID NO: 22), Peptid #1-22 (SEQ ID NO: 24), Peptid #1-24
(SEQ ID NO: 26), Peptid #1-26 (SEQ ID NO: 28), Peptid #1-32 (SEQ
ID NO: 34), Peptid #1-33 (SEQ ID NO: 35) und Peptid #1-34 (SEQ ID
NO: 36), die in 1 gezeigt sind, und Peptid #2-10
(SEQ ID NO: 47), Peptid #2-20 (SEQ ID NO: 57), Peptid #2-21 (SEQ
ID NO: 58), Peptid #2-40 (SEQ ID NO: 77), Peptid #2-41 (SEQ ID NO:
78), Peptid #2-42 (SEQ ID NO: 79) und Peptid #2-43 (SEQ ID NO: 80)
ein, die in 5 gezeigt sind. Am meisten bevorzugt
hat das Peptid aus T-Zellepitopen
einen minimalen Positivitäts-Index
von 100. Beispiele davon schließen
Peptid #1-7 (SEQ ID NO: 9), Peptid #1-22 (SEQ ID NO: 24), Peptid
#1-32 (SEQ ID NO: 34) und Peptid #1-33 (SEQ ID NO: 35), die in 1 gezeigt
sind, und Peptid #2-10
(SEQ ID NO: 47), Peptid #2-20 (SEQ ID NO: 57), Peptid #2-40 (SEQ
ID NO: 77), Peptid #2-41 (SEQ ID NO: 78), Peptid #2-42 (SEQ ID NO:
79) und Peptid #2-43 (SEQ ID NO: 80) ein, die in 5 gezeigt
sind. Der hierin verwendete „Positivitäts-Index" wird durch Multiplizieren
eines mittleren Stimulierungs-Index eines Peptids durch die Erscheinungs-Häufigkeit
(%) von Patienten, die eine T-Zellantwort auf das Peptid zeigen,
erhalten.
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Um
das Epitop genau zu identifizieren, kann ein Peptid, das die T-Zell-stimulierende Aktivität hat und daher
mindestens ein T-Zellepitop enthält,
durch Deletieren von irgendwelchen der Aminosäurereste am Amino-Terminus
oder am Carboxy-Terminus des Peptids modifiziert werden. Das modifizierte
Peptid kann dann auf jegliche Änderung
in der T-Zell-stimulierenden Aktivität untersucht werden. Wenn zwei
oder mehrere Peptide, die die überlappende
Region teilen, die T-Zell-stimulierende
Aktivität
zeigen, wird ein neues Peptid aus T-Zellepitopen, das die vollständigen oder
einen Teil der überlappenden
Peptide enthält,
hergestellt, und seine T-Zell-stimulierende Aktivität wird auf
dieselbe Weise gemessen.
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Das
Peptid aus T-Zellepitopen der vorliegenden Erfindung kann möglicherweise
immunologisch mit Cry j 1 oder Cry j 2 in der T-Zell-Kreuzreaktivität assoziiert
sein. Genaugesagt 1) hat die Aminosäuresequenz von Cha o 1 80%
Homologie zu jener von Cry j 1, und die Aminosäuresequenz von Cha o 2 hat
75% Homologie zu jener von Cry j 2; 2) ist die Aminosäuresequenz
des Peptids #1-2 aus T-Zellepitopen von Cha o 1 (entsprechend der
Aminosäuresequenz
SEQ ID NOS: 11-30 des Cha o 1 vom reifen Typ), die in Beispiel 5
der vorliegenden Erfindung identifiziert wurde, identisch mit der
Aminosäuresequenz
des Peptids CJI-1 aus T-Zellepitopen
von Cry j 1 (entsprechend der Aminosäuresequenz SEQ ID NOS: 11-30
des Cry j 1 vom reifen Typ; siehe 13 von
JP-A-Hei 8-502163), mit der Ausnahme von zwei Aminosäureresten
(Ala an Position 12 von Cha o 1 entspricht Ser von CJI-1, und Asp an Position
15 von Cha o 1 entspricht Ala von CJI-1); und 3) haben sowohl Zedernpollen
als auch japanische Zypressenpollen eine gemeinsame Antigenität.
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In
dem Peptid aus T-Zellepitopen der vorliegenden Erfindung können die
Aminosäurereste,
die am Erkennen des T-Zellrezeptors teilnehmen, durch ein bekanntes
Verfahren (zum Beispiel Messen der Änderung in der T-Zell-stimulierenden Aktivität, die aufgrund
der Substitution von Aminosäureresten
erfolgen könnte)
bestimmt werden. Die Aminosäurereste,
von denen gefunden wurde, dass sie für eine Interaktion mit dem
T-Zellrezeptor wesentlich sind, werden durch andere Aminosäurereste
substituiert, um die T-Zell-stimulierende Aktivität Antigen-spezifisch
zu kontrollieren, so dass eine allergische Entzündung unterdrückt werden
kann (Erhöhen
der Reaktivität
von T-Zellen, Verändern
des Lymphokin-produzierenden
Musters, Anergie usw.). Es ist berichtet worden, dass, wenn in einem
menschlichen Allergie-Modell ein Aminosäurerest an der T-Zell-Erkennungsstelle
des Peptids aus T-Zellepitopen des Zedernpollen-Cry j 1 durch einen
anderen Aminosäurerest substituiert
wurde (Substituieren von Thr an Position 399 durch Val), das resultierende
analoge Peptid im Wesentlichen dasselbe T-Zellwachstum und dieselbe IL-4-Produktion
wie jene eines Wildtyp-Peptids, aber eine erhöhte Produktion von IFN-γ zeigte,
das die Produktion der IgE-Antikörper
unterdrückt
(Ikagawa, S. et al., J. Aller. Clin. Immunol. 97, 54-64, 1996).
Es ist darüber
hinaus offenbart worden, dass ein Bindungsmotiv der HLA-Klasse II-Moleküle aus drei
bis fünf
Aminosäureresten
besteht, die durch einen oder zwei zwischengeschaltete Aminosäurereste
angeordnet sind. Wenn diese Reste aus mehreren Arten von festgelegten
Aminosäuren
bestehen, bindet das Peptid an die HLA-Klasse II-Moleküle (Matsushita,
S. et al., J. Exp. Med. 180: 877-883, 1994). Daher kann eine allergische
Entzündung
durch Bestimmen der Aminosäurereste
des Peptids aus T-Zellepitopen der vorliegenden Erfindung, die für die Interaktion
mit den HLA-Klasse II-Molekülen
wesentlich sind, durch ein bekanntes Verfahren und Substituieren
der so bestimmten Aminosäurereste
durch andere Aminosäurereste
verhindert werden. Darüber
hinaus kann das Peptid aus T-Zellepitopen der vorliegenden Erfindung
modifiziert werden, um seine Löslichkeit
zu verbessern, wodurch seine therapeutischen oder vorbeugenden Wirkungen
oder die Stabilität
erhöht
werden. Eine solche Modifikation schließt eine Substitution, Deletion
und Addition der Aminosäurereste
ein.
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In
der vorliegenden Erfindung bindet das Peptid aus T-Zellepitopen
vorzugsweise nicht an IgE-Antikörper.
Sogar wenn es an die IgE-Antikörper
bindet, ist der Grad der Bindung wesentlich niedriger als jener
der Bindung des Allergens der natürlichen japanischen Zypressenpollen,
von denen das Peptid abstammt, an die Antikörper.
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Das
Peptid aus T-Zellepitopen der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise
mindestens sieben Aminosäurereste.
Diese Regionen können
durch einen Linker wie Arg-Arg oder Lys-Lys, der empfindlich gegenüber einer
Spaltung mit einem Enzym wie Cathepsin oder Trypsin ist, verbunden
sein, um die Empfindlichkeit gegenüber dem Bearbeiten durch antigenpräsentierende
Zellen zu verstärken.
Daher kann eine Peptid-Region produziert werden, um ein oder mehrere
T-Zellepitope zu enthalten. Das Peptid aus T-Zellepitopen der vorliegenden
Erfindung kann in Kombination mit anderen Peptiden wie einem Peptid
aus T-Zellepitopen von Cry j 1 (JP-WA-Hei 8-502163) und/oder einem
Peptid aus T-Zellepitopen von Cry j 2 (JP-WA-Hei 8-47392) verwendet werden.
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Wenn
ein Peptid, das mindestens ein Peptid aus T-Zellepitopen der vorliegenden
Erfindung enthält, an
ein Individuum verabreicht wird, das empfindlich auf japanische
Zypressenpollen ist, kann das Peptid die allergische Antwort des
Individuums auf das (die) Allergen(e) kontrollieren. Solch ein Peptid
ist daher wirksam für
eine auf Peptid basierende Immuntherapie. Insbesondere ist das Peptid
aus T-Zellepitopen der vorliegenden Erfindung in Kombination mit
dem Peptid aus T-Zellepitopen
von Zedernpollen wirksamer für
eine auf Peptid basierende Immuntherapie für einen Patienten mit einer
Pollinose, die durch Baumpollen im Frühling, die durch japanische
Zypressenpollen repräsentiert
werden, verursacht wird.
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Das
Peptid aus T-Zellepitopen der vorliegenden Erfindung kann als ein
diagnostisches Mittel für
Pollinose, die durch japanische Zypressenpollen-Allergene verursacht
wird, verwendet werden. In einer solchen Anwendung wird das Peptid
aus T-Zellepitopen der vorliegenden Erfindung in einer Menge von
etwa 0,1 μg/ml bis
etwa 1 mg/ml und vorzugsweise etwa 1 bis etwa 300 μg/ml zu den
peripheren Lymphocyten zugefügt,
die von einem Patienten gesammelt wurden. Nach Inkubation des Gemisches
für eine
Woche wird die Aufnahme von [3H]Thymidin
in die Lymphocyten getestet und für die Diagnose der Pollinose
bewertet. Das Peptid aus T-Zellepitopen der vorliegenden Erfindung
kann auch verwendet werden, um entweder die Funktion von T-Zellen
oder die Proliferation von T-Zellen oder beides zu bewerten.
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Wenn
das Peptid aus T-Zellepitopen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung
einer rekombinanten DNA-Technologie synthetisiert wird, werden die
Wirtszellen, die mit einer Nucleinsäure transformiert wurden, die
eine das Peptid codierende Sequenz enthält, in einem Medium gezüchtet, das
für das
Züchten
der Wirtszellen geeignet ist. Das Peptid kann vom Kulturüberstand
oder von den Wirtszellen durch ein Verfahren geerntet werden, das
auf dem Fachgebiet bekannt ist. E. coli, Hefen oder Sängerzellen
können
als solche Wirtszellen verwendet werden.
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Wenn
das Peptid aus T-Zellepitopen der vorliegenden Erfindung in einer
auf dem Peptid basierenden Immuntherapie für Patienten mit Pollinose verwendet
wird, kann das Peptid zusammen mit pharmazeutisch verträglichen
Verdünnungsmitteln
oder Trägern
verabreicht werden. Wie hierin verwendet, schließt der „Patient mit Pollinose" Patienten mit einer
Zedern-Pollinose ein, die eine immunologische Kreuzreaktivität mit dem Allergen
der japanischen Zypressenpollen zeigen. Das Peptid aus T-Zellepitopen
der vorliegenden Erfindung kann auf einfache Weise zum Beispiel
durch Injektion (subcutan oder intravenös), Einflößen, Rhinenchysis, orale Verabreichung,
Inhalation oder percutane Verabreichung verabreicht werden. Im Fall
der Injektion ist eine einzelne Dosis des Peptids vorzugsweise im
Bereich von etwa 1 μg
bis etwa 30 mg und mehr bevorzugt von etwa 20 μg bis etwa 10 mg.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
Peptide aus T-Zellepitopen des japanischen Zypressenpollen-Allergens Cha o 1
und einen Positivitäts-Index
von jedem Peptid.
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2 zeigt überlappende
Peptide (#1-1 bis #1-28) von Cha o 1.
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3 zeigt überlappende
Peptide (#1-29 bis #1-35) von Cha o 1.
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4 zeigt
Peptide, die T-Zellepitope von Cha o 1 enthalten.
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5 zeigt
Peptide aus T-Zellepitopen des japanischen Zypressenpollen-Allergens Cha o 2
und einen Positivitäts-Index
von jedem Peptid.
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6 zeigt überlappende
Peptide (#2-1 bis #2-27) von Cha o 2.
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7 zeigt überlappende
Peptide (#2-28 bis #2-51) von Cha o 2.
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8 zeigt
Peptide, die T-Zellepitope von Cha o 2 enthalten.
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Beste Art und Weise für das Umsetzen
der Erfindung
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Beispiele
der vorliegenden Erfindung werden unten beschrieben werden, sollen
aber nicht ausgelegt werden, um den Rahmen der vorliegenden Erfindung
einzuschränken.
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Beispiel 1
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Synthese von überlappenden Peptiden
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Basierend
auf der Aminosäuresequenz
der japanischen Zypressenpollen-Allergene
Cha o 1 (SEQ ID NO: 1) und Cha o 2 (SEQ ID NO: 2) wurden überlappende
Peptide, die aus 20 Aminosäureresten
(14 Reste in Peptid #1-35 (SEQ ID NO: 37) und Peptid #2-51 (SEQ
ID NO:88) bestehen, wobei jedes 10 überlappende Reste enthält) durch
das Fmoc-Verfahren unter Verwendung eines Peptid-Synthesegeräts (PSSM-8,
Shimadzu Seisakusho Ltd.) synthetisiert. 35 Arten von überlappenden
Peptiden wurden für
Cha o 1 (1, SEQ ID NO: 3 bis SEQ ID NO:
37) und 51 Arten für
Cha o 2 (5, SEQ ID NO: 38 bis SEQ ID
NO: 88) hergestellt. Die so synthetisierten Peptide wurden alle
durch Hochleistungs-Flüssigchromatographie
(HPLC) unter Verwendung einer ODS-Säule gereinigt. Die Reinheit
in allen Peptiden war 90% oder höher.
Die Molekulargewichte der gereinigten Peptide wurden durch Verwendung
eines LASERMAT 2000 (Finnigan MAT Ltd.) identifiziert.
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Beispiel 2
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Expression der rekombinanten Proteine
in E. coli
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Unter
Verwendung einer PCR-Technik wurde cDNA von Plasmid-DNA amplifiziert,
in die Cha o 1-cDNA oder Cha o 2-cDNA, die ein japanisches Zypressenpollen-Allergen
codiert, cloniert worden war (japanische Patentanmeldung Nr. Hei
6-335089). Eine Restriktionsenzym-Erkennungsstelle wurde an den
Terminus von jeder cDNA angeheftet. Dieses DNA-Fragment wurde in
einen Histidin-markierten
Protein-Expressionsvektor, pQE9, inseriert, und der resultierende
Vektor wurde verwendet, um E. coli M15 (pREP4) zu transformieren.
Die Expression des transformierten Gens wurde für Ampicillin-resistente Clone
durch SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese
bestätigt.
Das exprimierte Protein wurde unter Verwendung einer Ni-NTA-Agarose-Affinitätsäule gereinigt.
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Beispiel 3
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Etablierung einer T-Zelllinie
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Eine
T-Zelllinie auf Cha o 1 wurde wie folgt etabliert. Periphere Lymphocyten,
die von 19 Patienten gewonnen wurden, von denen unter Verwendung
von Ala STAT (Nippon DPC Corporation) oder CAP-RAST (Pharmacia)
gefunden wurde, dass sie positiv für japanische Zypressen-Pollinose
sind, wurden durch spezifische Schwerkraftzentrifugation unter Verwendung
von Ficoll-Paque aufgetrennt. Die Lymphocyten (2 × 106 Zellen) wurden in RPMI 1640-Medium (GIBCO,
Inc.), ergänzt
mit 2 ml Plasma von demselben Patienten (10%) oder menschlichem
Serum vom Typ AB (20%, Banpoh Tsusho Co., Ltd.), suspendiert. Die
Suspension wurde auf einer Platte mit 24 Vertiefungen für 3 bis
10 Tage (37°C,
CO2-Brutschrank, TABAI, Inc.) zusammen mit
10 bis 30 μg/ml
des rekombinanten Cha o 1, das in Beispiel 2 erhalten wurde, oder
mit einem Gemisch der überlappenden
Peptide (0,01 bis 1 μM),
die in Beispiel 1 erhalten wurden, inkubiert. Wenn T-Zellen, die
durch Cha o 1-Stimulierung
aktiviert wurden, mikroskopisch bestätigt wurden, wurden 5 E/ml
IL-2 (Boehringer Mannheim) zu dem System zugefügt, gefolgt von einer Inkubation über Nacht.
Am nächsten
Tag wurde das Medium durch frisches RPMI 1640-Medium, ergänzt mit
20 E/ml IL-2, 10% oder 20% menschlichem Serum vom Typ AB, ersetzt.
Die Inkubation wurde für
etwa 10 Tage fortgesetzt, wobei das Medium jeden Tag auf dieselbe
Weise ersetzt wurde. Die proliferierte T-Zelllinie wurde auf ihre
Spezifität
untersucht, und ein Teil der T-Zelllinie wurde eingefroren und gelagert.
Eine durch Cha o 2 stimulierte T-Zelllinie wurde auch von 20 Patienten
mit japanische Zypressen-Pollinose auf dieselbe Weise etabliert.
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Beispiel 4
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Etablierung von antigenpräsentierenden
Zellen
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Eine
lymphoblastoide Zelllinie (B-Zelllinie), die durch Infektion von
B-Lymphocyten mit
EB-Virus (Epstein-Barr-Virus, EBV) transformiert wurde, wurde etabliert,
um als antigenpräsentierende
Zelle zu dienen. Zuerst wurden EBV-produzierende B-95-8-Zellen (Krallenaffe,
ATCC CRL 1612) in RPMI 1640-Medium, ergänzt mit 20% inaktiviertem fötalem Kälberserum
(FKS, GIBCO Inc.) kultiviert. Der Kulturüberstand wurde durch einen
sterilen 0,22 μm-Filter
gefiltert. Das Filtrat wurde eingefroren und bei –80°C gelagert.
Als Nächstes
wurde 1 ml der EBV-Lösung
zu Lymphocyten (2 × 106 Zellen) eines Patienten mit japanische
Zypressen-Pollinose zugefügt,
und das Gemisch wurde für
die Infektion bei 37°C
für 30
min belassen. Die EBV-infizierten Zellen wurde zweimal gewaschen,
dann für
etwa 20 Tage in 20% FKS-RPMI 1640-Medium, ergänzt mit einer Endkonzentration
von 200 ng/ml Cyclosporin (Sandoz Pharmaceutical Co., Ltd.), inkubiert.
Nachdem die Zellmasse mit dem bloßen Auge sichtbar war, wurde
die Inkubation in 20% FKS-RPMI 1640-Medium für weitere 20 Tage fortgesetzt.
Die resultierenden Zellen wurden eingefroren und gelagert, bis sie
verwendet wurden.
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Beispiel 5
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Identifizierung des Peptids aus T-Zellepitopen
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Die
gezüchtete
B-Zelllinie, die in Beispiel 4 etabliert wurde, wurde mit 50 μg/ml Mitomycin
C (Sandoz Pharmaceutical Co., Ltd.) für 30 Minuten behandelt oder
Röntgenstrahlen
(50 g Strahlen) ausgesetzt, gefolgt von viermaligem Waschen mit
RPMI 1640-Medium. Nachdem eine Platte mit 96 Vertiefungen (10000
Zellen/Vertiefung) mit den B-Zellen beimpft worden war, wurde das
rekombinante Cha o 1 oder Cha o 2 in einer Endkonzentration von
10 g/ml hinzugefügt.
Zu der Kontrollgruppe wurde ein hämolytisches Streptococcen-Zellwand-Antigen
(SCW) in einer Endkonzentration von 10 μg/ml, ein Candida albicans-Antigen
(CA) in einer Endkonzentration von 10 μg/ml und ein Tuberculin-Antigen
(PPD) in einer Endkonzentration von 1 μg/ml zugefügt. Danach wurde jede Vertiefung
mit der T-Zelllinie
(20000 Zellen/Vertiefung) von demselben Patienten, dessen B-Zelllinie
etabliert worden war, beimpft. Nach 48 Stunden Inkubation wurden
0,5 μCi
[3H]Thymidin zu jeder Vertiefung zugefügt, und
die Inkubation wurde für
weitere 16 Stunden fortgesetzt. Nachdem die Zellen auf einem Glasfilter
unter Verwendung eines Zellernters (Berthold) gewonnen worden waren,
wurde eine Aufnahme von [3H]Thymidin in
die Zellen mit einem Flüssig-Szintillationszähler gemessen,
um die Zellwachstums-Antwort zu bestätigen.
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Nachdem
für die
T-Zelllinie bestätigt
worden war, dass sie spezifisch als Antwort auf Cha o 1 oder Cha o
2 proliferiert hatte, wurde die Wachstums-Antwort der T-Zelllinie
auf jedes der überlappenden
Peptide (Endkonzentration von 1 μM)
auf dieselbe Weise wie oben unter Verwendung der T-Zelllinie, die
in Beispiel 3 etabliert wurde, untersucht. Ein mittlerer Stimulierungs-Index
der T-Zelllinie als Wachstums-Antwort
auf die überlappenden
Peptide, eine Erscheinungs-Häufigkeit
und ein Positivitäts-Index,
der davon berechnet wurde, sind in 1 und 5 gezeigt.
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Zusätzlich wurde
die Wachstums-Antwort der T-Zelllinie (N = 17) auf modifizierte
Sequenzen (SEQ ID NO: 89 und NO: 90), die den Aminosäuresequenzen
#2-11 und #2-12 entsprachen, in denen ein Aminosäurerest substituiert worden
war, untersucht. Diese zwei modifizierten Sequenzen zeigten eine
T-Zell-stimulierende Aktivität
von 1,6 und 1,2 in Bezug auf den Stimulierungs-Index, 16% und 11% in Bezug auf die
Erscheinungs-Häufigkeit
und 25,6 und 13,2 in Bezug auf den Positivitäts-Index. Wie oben dargelegt,
behielt das Peptid aus T-Zellepitopen
der vorliegenden Erfindung seine T-Zell-stimulierende Aktivität sogar,
wenn ein oder mehrere Aminosäurereste
mutiert waren, und die Aktivität
wurde in einigen Fällen
verstärkt.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung liefert Peptide, die mindestens ein T-Zellepitop
von Cha o 1 oder Cha o 2, die Hauptallergene von japanischen Zypressenpollen
sind, enthalten. Die vorliegende Beschreibung beschreibt darüber hinaus
ein Peptidfragment von anderen Baumpollen, das eine immunologische
T-Zell-Kreuzreaktivität mit den
Peptiden zeigt. Diese Peptide sind wirksam für eine auf dem Peptid basierende
Immuntherapie einer Pollinose, die durch Baumpollen im Frühling, die
durch die japanischen Zypressenpollen vertreten werden, verursacht
wird.
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