ES2310924T3 - Vectores adenovirales defectivos y utilizacion en terapia genica. - Google Patents

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Abstract

Adenovirus recombinante defectivo caracterizado porque comprende: - las secuencias ITR, - una secuencia que permite la encapsidación, - una secuencia de ADN heterólogo - una región que contiene el gen E2, y - en el que el gen E1 y al menos el gen E4 no son funcionales.

Description

Vectores adenovirales defectivos y utilización en terapia génica.
La presente invención se refiere a nuevos vectores virales, a su preparación y a su utilización en terapia génica. Se refiere igualmente a las composiciones farmacéuticas que contienen dichos vectores virales. Más particularmente, la presente invención se refiere a adenovirus recombinantes como vectores para la terapia génica.
La terapia génica consiste en corregir una deficiencia o una anormalidad (mutación, expresión aberrante, etc) mediante la introducción de una información genética en la célula o el órgano afectado. Esta información genética puede introducirse bien in vitro en una célula extraída del órgano, volviéndose a introducir la célula modificada en el organismo, bien directamente in vivo en el tejido apropiado. En este segundo caso, existen diferentes técnicas, entre las que las diversas técnicas de transfección implican complejos de ADN y de DEAE-dextrano (Pagano et al., J. Virol. 1 (1967) 891), de ADN y de proteínas nucleares (Kaneda et al., Science 243 (1989) 375), de ADN y de lípidos (Felgner et al., PNAS 84 (1987) 7413), el empleo de liposomas (Fraley et al., J. Biol. Chem. 255 (1980) 10431), etc. Más recientemente, el empleo de virus como vectores para la transferencia de genes ha surgido como una alternativa prometedora a estas técnicas físicas de transfección. A este respecto, se han ensayado diferentes virus para evaluar su capacidad para infectar determinadas poblaciones celulares. En particular, los retrovirus (RSV, HMS, MMS, etc), el virus HSV, los virus adeno-asociados y los adenovirus.
Entre estos virus, los adenovirus presentan determinadas propiedades interesantes para una utilización en terapia génica. Principalmente, tienen un espectro de anfitriones bastante amplio, son capaces de infectar células quiescentes, no se integran en el genoma de la célula infectada y no se han asociado hasta la fecha a patologías importantes en el ser humano.
Los adenovirus son virus con ADN de doble hebra lineal con un tamaño de 36 kb aproximadamente. Su genoma comprende principalmente una secuencia inversa repetida (ITR) en su extremo, una secuencia de encapsidación, genes precoces y genes tardíos (Véase la figura 1). Los principales genes precoces son los genes E1 (E1a y E1b), E2, E3 y E4. Los principales genes tardíos son los genes L1 a L5.
Habida cuenta de las propiedades de los adenovirus mencionadas anteriormente, éstos ya han sido utilizados para la transferencia de genes in vivo. A este efecto, se han preparado diferentes vectores derivados de los adenovirus que incorporan diferentes genes (\beta-gal, OTC, \alpha-1 AT, citoquinas, etc). En cada una de estas construcciones, el adenovirus se ha modificado de manera que se vuelve incapaz de replicación en la célula infectada. Así, las construcciones descritas en la técnica anterior son adenovirus a los que se han delecionado las regiones E1 (E1a y/o E1b) y opcionalmente E3 en cuyo lugar se insertan las secuencias de ADN heterólogo (Levrero et al., Gene 101 (1991) 195; Gosh-Choudhury et al., Gene 50 (1986) 161). WO 93/06223 divulga adenovirus derivados de dl324 que contienen el gen de la beta-galactosidasa y tienen deleciones de las regiones E1 y E3. Sin embargo, los vectores descritos en la técnica anterior presentan numerosos inconvenientes que limitan su explotación en terapia génica. En particular, todos estos vectores incluyen numerosos genes virales cuya expresión in vivo no es deseable en el marco de una terapia génica. Además, estos vectores no permiten la incorporación de fragmentos de ADN con un tamaño muy grande, que pueden ser necesarios para determinadas aplicaciones.
La presente invención permite remediar estos inconvenientes. La presente invención describe en efecto adenovirus recombinantes para la terapia génica, capaces de transferir de manera eficaz ADN (hasta 30 kb) in vivo, de expresar a niveles elevados y de manera estable este ADN in vivo, limitando cualquier riesgo de producción de proteínas virales, de transmisión del virus, de patogenicidad, etc. En particular, se ha encontrado que es posible reducir considerablemente el tamaño del genoma del adenovirus, sin impedir la formación de una partícula viral encapsidada. Esto es sorprendente en la medida en la que se había observado en el caso de otros virus, por ejemplo retrovirus, que determinadas secuencias distribuidas a lo largo del genoma eran necesarias para una encapsidación eficaz de las partículas virales. Por esto, la realización de vectores que poseen importantes deleciones internas estaba muy limitada. La presente invención muestra igualmente que la supresión de la mayor parte de los genes virales no impide tampoco la formación de una partícula viral. Además, los adenovirus recombinantes así obtenidos conservan, a pesar de las modificaciones importantes de su
\hbox{estructura
genómica, sus propiedades  ventajosas de alto poder infeccioso, de
estabilidad  in vivo , etc.}
Los vectores de la invención son particularmente ventajosos ya que permiten la incorporación de secuencias de ADN deseadas con un tamaño muy grande. Así, es posible insertar un gen con una longitud superior a 30 kb. Esto es particularmente interesante para determinadas patologías cuyo tratamiento necesita la co-expresión de varios genes o la expresión de genes muy grandes. Así, por ejemplo, en el caso de la distrofia muscular, no era posible hasta el presente transferir el ADNc correspondiente al gen nativo responsable de esta patología (gen de la distrofina) debido a su gran tamaño (14 kb).
Los vectores de la invención son igualmente muy ventajosos ya que poseen muy pocas regiones virales funcionales, por esto, los riesgos inherentes a la utilización de virus como vectores en terapia génica tales como inmunogenicidad, patogenicidad, transmisión, replicación, recombinación, etc se reducen en gran medida e incluso se suprimen.
La presente invención proporciona así vectores virales particularmente adaptados a la transferencia y a la expresión in vivo de secuencias de ADN deseadas.
El objeto de la presente invención se refiere, por lo tanto, a un adenovirus recombinante defectivo que comprende:
-
las secuencias ITR,
-
una secuencia que permite la encapsidación,
-
una secuencia de ADN heterólogo,
-
una región que contiene el gen E2,
y en el que:
-
el gen E1 no es funcional y
-
al menos el gen E4, no es funcional.
En el sentido de la presente invención, el término "adenovirus defectivo" designa un adenovirus incapaz de replicarse de forma autónoma en la célula diana. Generalmente, el genoma de los adenovirus defectivos según la presente invención está por lo tanto desprovisto al menos de las secuencias necesarias para la replicación de dicho virus en la célula infectada. Estas regiones pueden eliminarse (en todo o en parte), bien volviéndolas no funcionales o bien sustituyéndolas por otras secuencias y principalmente por la secuencia de ADN heterólogo.
Las secuencias inversas repetidas (ITR) constituyen el origen de replicación de los adenovirus. Están localizadas en los extremos 3' y 5' del genoma viral (Véase la figura 1), a partir de los que pueden aislarse fácilmente según las técnicas clásicas de biología molecular conocidas por el experto en la técnica. La secuencia nucleotídica de las secuencias ITR de los adenovirus humanos (en particular de los serotipos Ad2 y Ad5) está descrita en la bibliografía, así como de los adenovirus caninos (principalmente CAV1 y CAV2). En lo que se refiere al adenovirus Ad5 por ejemplo, la secuencia ITR izquierda corresponde a la región que comprende los nucleótidos 1 a 103 del genoma.
La secuencia de encapsidación (designada igualmente secuencia Psi) es necesaria para la encapsidación del ADN viral. Por lo tanto, esta región debe estar presente para permitir la preparación de adenovirus recombinantes defectivos según la invención. La secuencia de encapsidación está localizada en el genoma de los adenovirus entre 1TTR izquierda (5') y el gen E1 (Véase la figura 1). Puede aislarse o sintetizarse artificialmente mediante las técnicas clásicas de biología molecular. La secuencia nucleotídica de la secuencia de encapsidación de los adenovirus humanos (en particular de los serotipos Ad2 y Ad5) está descrita en la bibliografía, así como de los adenovirus caninos (principalmente CAV1 y CAV2). En lo que se refiere al adenovirus Ad5 por ejemplo, la secuencia de encapsidación corresponde a la región que comprende los nucleótidos 194 a 358 del genoma.
Existen diferentes serotipos de adenovirus, cuya estructura y propiedades varían un poco. Sin embargo, estos virus presentan una organización genética comparable y las enseñanzas descritas en la presente solicitud pueden reproducirse fácilmente por el experto en la técnica para cualquier tipo de adenovirus.
Los adenovirus de la invención pueden ser de origen humano, animal o mixto (humano y animal).
En lo que se refiere a los adenovirus de origen humano, se prefiere utilizar las clases del grupo C. Más preferentemente, entre los diferentes serotipos de adenovirus humanos, se prefiere utilizar en el marco de la presente invención los adenovirus de tipo 2 ó 5 (Ad 2 o Ad 5).
Como se ha indicado más arriba, los adenovirus de la invención pueden ser igualmente de origen animal o incluir secuencias procedentes de adenovirus de origen animal. La solicitante ha mostrado en efecto que los adenovirus de origen animal son capaces de infectar con una gran eficacia células humanas y que son incapaces de propagarse en las células humanas en las que se han ensayado (Véase la solicitud FR 93 05954). La solicitante ha mostrado igualmente que los adenovirus de origen animal no se transcomplementan de ninguna manera con los adenovirus de origen humano, lo que elimina cualquier riesgo de recombinación y de propagación in vivo, en presencia de un adenovirus humano, que puede dar lugar a la formación de una partícula infecciosa. La utilización de adenovirus o de regiones de adenovirus de origen animal es, por lo tanto, particularmente ventajosa ya que los riesgos inherentes a la utilización de virus como vectores en terapia génica son muy bajos.
Los adenovirus de origen animal utilizables en el marco de la presente invención pueden ser de origen canino, bovino, murino, (ejemplo: Mav1, Beard et al., Virology 75 (1990) 81), ovino, porcino, aviar o incluso de simio (ejemplo: SAV). Más particularmente, entre los adenovirus aviares, se pueden citar los serotipos 1 a 10 accesibles en la ATCC, como por ejemplo las cepas Phelps (ATCC VR-432), Fontes (ATCC VR-280), P7-A (ATCC VR-827), IBH-2A (ATCC VR-828), J2-A (ATCC VR-829), T8-A (ATCC VR-830), K-11 (ATCC VR-921) o también las cepas con referencia de ATCC VR-831 a 835. Entre los adenovirus bovinos, se pueden utilizar los diferentes serotipos conocidos y principalmente los disponibles en la ATCC (tipos 1 a 8) con las referencias ATCC VR-313, 314, 639-642, 768 y 769. Se pueden citar igualmente los adenovirus murinos FL (ATCC VR-550) y E20308 (ATCC VR-528), el adenovirus ovino tipo 5 (ATCC VR-1343) o tipo 6 (ATCC VR-1340); el adenovirus porcino 5359) o los adenovirus de simios tales como principalmente los adenovirus con referencia en la ATCC con los números VR-591-594, 941-943, 195-203, etc.
Preferentemente, entre los diferentes adenovirus de origen animal, se utilizan en el marco de la invención adenovirus o regiones de adenovirus de origen canino y principalmente todas las cepas de adenovirus CAV2 [cepa manhattan o A26/61 (ATCC VR-800) por ejemplo]. Los adenovirus caninos han sido el objeto de numerosos estudios estructurales. Así, se han descrito mapas de restricción completos de los adenovirus CAV1 y CAV2 en la técnica anterior (Spibey et al., J. Gen. Virot. 70 (1989) 165) y los genes E1a, E3 así como se han clonado y secuenciado las secuencias ITR (véase principalmente Spibey et al., Virus Res. 14 (1989) 241; Linné, Virus Res. 23 (1992) 119, WO 91/11525).
Como se ha indicado anteriormente, los adenovirus de la presente invención incluyen una secuencia de ADN heterólogo. La secuencia de ADN heterólogo designa cualquier secuencia de ADN introducida en el virus recombinante, de la que se investiga su transferencia y/o expresión en la célula diana.
En particular, la secuencia de ADN heterólogo puede incluir uno o varios genes terapéuticos y/o uno o varios genes que codifican péptidos antigénicos.
Los genes terapéuticos que pueden transferirse así son cualquier gen cuya transcripción y opcionalmente traducción en la célula diana generan productos que tienen un efecto terapéutico.
Puede tratarse, en particular, de genes que codifican productos proteicos que tienen un efecto terapéutico. El producto proteico así codificado puede ser una proteína, un péptido, un aminoácido, etc. Este producto proteico puede ser homólogo respecto a la célula diana (es decir, un producto que se expresa normalmente en la célula diana cuando ésta no presenta ninguna patología). En este caso, la expresión de una proteína permite, por ejemplo, paliar una expresión insuficiente en la célula o la expresión de una proteína inactiva o débilmente activa debido a una modificación o también sobreexpresar dicha proteína. El gen terapéutico también puede codificar un mutante de una proteína celular, que tiene una estabilidad incrementada, una actividad modificada, etc. El producto proteico puede ser igualmente heterólogo respecto a la célula diana. En este caso, una proteína expresada puede, por ejemplo, completar o aportar una actividad deficiente en la célula lo que la permite luchar contra una patología.
Entre los productos terapéuticos en el sentido de la presente invención, se pueden citar más particularmente enzimas, derivados sanguíneos, hormonas, linfoquinas: interleuquinas, interferones, TNF, etc (FR 9203120), factores de crecimiento, neurotransmisores o sus precursores o enzimas de síntesis, factores tróficos: BDNF, CNTF, NGF, IGF, GMF, aFGF, bFGF, NT3, NT5, etc; apolipoproteínas: ApoAI, ApoAIV, ApoE, etc (FR 93 05125), distrofina o una minidistrofina (FR 9111947), genes supresores de tumores: p53, Rb, Rap1A, DCC, k-rev, etc (FR 93 04745), genes que codifican factores implicados en la coagulación: Factores VII, VIII, IX, etc.
El gen terapéutico puede ser igualmente un gen o una secuencia antisentido, cuya expresión en la célula diana permite controlar la expresión de genes o la transcripción de ARNm celulares. Dichas secuencias pueden, por ejemplo, transcribirse en la célula diana en ARN complementarios de ARNm celulares y bloquear así su traducción en proteínas, según la técnica descrita en la patente EP 140308.
Como se ha indicado más arriba, la secuencia de ADN heterólogo puede incluir igualmente uno o varios genes que codifican un péptido antigénico, capaz de generar en el ser humano una respuesta inmunitaria. En este modo particular de aplicación, la invención permite, por lo tanto, la realización de vacunas que permiten inmunizar al ser humano, principalmente contra microorganismos o virus. Puede tratarse principalmente de péptidos antigénicos específicos del virus de epstein barr, virus HIV, virus de la hepatitis B (EP 185 573), virus de la pseudo-rabia o también específicos de tumores (EP 259 212).
Generalmente, la secuencia de ADN heterólogo comprende igualmente secuencias que permiten la expresión del gen terapéutico y/o del gen que codifica el péptido antigénico en la célula infectada. Puede tratarse de secuencias que son responsables naturalmente de la expresión del gen considerado cuando estas secuencias son susceptibles de funcionar en la célula infectada. Puede tratarse igualmente de secuencias de origen diferente (responsables de la expresión de otras proteínas o incluso sintéticas). Principalmente, puede tratarse de secuencias promotoras de genes eucariotas o virales. Por ejemplo, puede tratarse de secuencias promotoras procedentes del genoma de la célula que se desea infectar. Asimismo, puede tratarse de secuencias promotoras procedentes del genoma de un virus, incluido el adenovirus utilizado. A este respecto, se pueden citar por ejemplo los promotores de los genes E1A, MLP, CMV, RSV, etc. Además, estas secuencias de expresión pueden modificarse por adición de secuencias de activación, de regulación, etc. Por otra parte, cuando el gen insertado no contiene secuencias de expresión, puede insertarse en el genoma del virus defectivo en posición 3' respecto a dicha secuencia.
Por otra parte, la secuencia de ADN heterólogo puede incluir igualmente, en particular en posición 5' respecto al gen terapéutico, una secuencia señal que dirige el producto terapéutico sintetizado a las vías de secreción de la célula diana. Esta secuencia señal puede ser la secuencia señal natural del producto terapéutico, aunque puede tratarse igualmente de cualquier otra secuencia señal funcional o de una secuencia señal artificial.
Como se ha indicado anteriormente, los vectores de la invención poseen una región que contiene el gen E2 y al menos el gen E1 y el gen E4 no son funcionales. El gen viral considerado puede hacerse no funcional por cualquier técnica conocida por el experto en la técnica y principalmente por supresión, sustitución, deleción o adición de una o varias bases en el o los genes considerados. Dichas modificaciones pueden obtenerse in vitro (en el ADN aislado) o in situ, por ejemplo, mediante las técnicas de ingeniería genética o incluso por tratamiento mediante agentes mutágenos.
Entre los agentes mutágenos se pueden citar, por ejemplo, los agentes físicos tales como las radiaciones energéticas (rayos X, g, ultravioleta, etc.) o los agentes químicos capaces de reaccionar con diferentes grupos funcionales de las bases del ADN y, por ejemplo, los agentes alquilantes [sulfonato de etilmetano (EMS), N-metil-N-nitro-N-nitrosoguanidina, N-nitroquinoleina-1-óxido (NQO)], los agentes bialquilantes, los agentes intercalantes, etc.
Por deleción se entiende en el sentido de la invención cualquier supresión del gen considerado. Puede tratarse principalmente de toda o parte de la región que codifica dicho gen y/o de toda o parte de la región promotora de la transcripción de dicho gen. La supresión puede efectuarse por digestión mediante enzimas de restricción apropiadas y ligación según las técnicas clásicas de biología molecular, así como se ilustra en los ejemplos.
Las modificaciones genéticas pueden obtenerse igualmente por disrupción génica, por ejemplo según el protocolo inicialmente descrito por Rothstein [Meth. Enzymol. 101 (1.983) 202]. En este caso, toda o parte de la secuencia codificadora se perturba preferentemente para permitir el reemplazamiento, por recombinación homóloga, de la secuencia genómica por una secuencia no funcional o mutante.
Dicha o dichas modificaciones genéticas pueden estar localizadas en la parte codificadora del gen en cuestión o fuera de la región codificadora y por ejemplo en las regiones responsables de la expresión y/o de la regulación transcripcional de dichos genes. El carácter no funcional de dichos genes puede manifestarse, por lo tanto, por la producción de una proteína inactiva debido a modificaciones estructurales o conformacionales, por la ausencia de producción, por la producción de una proteína que tiene alterada una actividad o por la producción de la proteína natural a un nivel atenuado o según un modo de regulación deseado.
Por otra parte, determinadas alteraciones tales como las mutaciones puntuales son por naturaleza capaces de ser corregidas o atenuadas por los mecanismos celulares. Dichas alteraciones genéticas tienen un interés limitado a nivel industrial. Por lo tanto, se prefiere particularmente que el carácter no funcional sea perfectamente estable segregacionalmente y/o no reversible.
Preferentemente, el gen no es funcional debido a una deleción parcial o total.
Preferentemente, los adenovirus recombinantes defectivos de la invención están desprovistos de genes tardíos de adenovirus.
En la presente memoria, también se divulga un adenovirus recombinante defectivo que comprende:
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las secuencias ITR,
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una secuencia que permite la encapsidación,
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una secuencia de ADN heterólogo, y
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una región que contiene el gen o una parte del gen E2;
así como un adenovirus recombinante defectivo que comprende:
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las secuencias ITR,
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una secuencia que permite la encapsidación,
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una secuencia de ADN heterólogo, y
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una región que contiene el gen o una parte del gen E4.
En un modo particularmente ventajoso, los vectores de la invención poseen además un gen E3 funcional bajo el control de un promotor heterólogo. Más preferentemente, los vectores poseen una parte del gen E3 que permite la expresión de la proteína gp19K.
Los adenovirus recombinantes defectivos según la invención pueden prepararse de diferentes formas.
Un primer método consiste en transfectar el ADN del virus recombinante defectivo preparado in vitro (bien por ligación o bien en forma de plásmido) en una línea celular competente, es decir que contiene en trans todas las funciones necesarias para la complementación del virus defectivo. Estas funciones están preferentemente integradas en el genoma de la célula, lo que permite evitar los riesgos de recombinación y confiere una estabilidad incrementada a la línea celular. La preparación de dichas líneas celulares se describe en los ejemplos.
Un segundo método consiste en co-transfectar en una línea celular apropiada el ADN del virus recombinante defectivo preparado in vitro (bien por ligación o bien en forma de plásmido) y el ADN de un virus auxiliar. Según este método, no es necesario disponer de una línea celular competente capaz de complementar todas las funciones defectivas del adenovirus recombinante. Una parte de estas funciones se complementa en efecto por el virus auxiliar. Este virus auxiliar debe ser él mismo defectivo y la línea celular contiene en trans las funciones necesarias para su complementación. La preparación de adenovirus recombinantes defectivos de la invención según este método se ilustra igualmente en los ejemplos.
Entre las líneas celulares utilizables en el marco de este segundo método, se pueden citar principalmente la línea de riñón embrionario humano 293, las células KB, las células Hela, MDCK, GHK, etc (Véanse los ejemplos).
A continuación, los vectores que se multiplican se recuperan, purifican y amplifican según las técnicas clásicas de biología molecular.
La presente invención se refiere también, por lo tanto, a las líneas celulares infectables por los adenovirus que comprenden, integradas en su genoma, las funciones necesarias para la complementación de un adenovirus recombinante defectivo tal como se ha descrito anteriormente. En particular, se refiere a las líneas celulares que incluyen, integradas en su genoma, las regiones E1 y E2 (principalmente la región que codifica la proteína 72K) y/o E4 y/o el gen del receptor de los glucocorticoides. Preferentemente, estas líneas se obtienen a partir de la línea 293 o gm DBP6.
La presente invención se refiere igualmente a cualquier composición farmacéutica que comprende uno o varios adenovirus recombinantes defectivos tales como se han descrito anteriormente. Las composiciones farmacéuticas de la invención pueden formularse con vista a una administración por vía tópica, oral, parenteral, intranasal, intravenosa, intramuscular, subcutánea, intraocular, transdérmica, etc.
Preferentemente, la composición farmacéutica contiene vehículos aceptables farmacéuticamente para una formulación inyectable. Puede tratarse en particular de disoluciones salinas (fosfato monosódico, disódico, cloruro de sodio, potasio, calcio o magnesio, etc, o mezclas de dichas sales), estériles, isotónicas o de composiciones secas, principalmente liofilizadas, que, por adición según el caso de agua esterilizada o de suero fisiológico, permiten la constitución de solutos inyectables.
Las dosis de virus utilizadas para inyección pueden adaptarse en función de diferentes parámetros y, principalmente, en función del modo de administración utilizado, de la patología en cuestión, del gen a expresar o también de la duración del tratamiento buscado. De una manera general, los adenovirus recombinantes según la invención se formulan y administran en forma de dosis comprendidas entre 10^{4} y 10^{14} pfu/ml y preferentemente 10^{6} a 10^{10} pfu/ml. El término pfu ("unidad formadora de placas") corresponde al poder infeccioso de una disolución de virus y se determina por infección de un cultivo celular apropiado y mide generalmente después de 5 días, el número de halos de lisis de células infectadas. Las técnicas de determinación de la titulación pfu de una disolución viral están bien documentadas en la bibliografía.
Según la secuencia de ADN heterólogo insertada, los adenovirus de la invención pueden utilizarse para el tratamiento o la prevención de numerosas patologías, incluyendo las enfermedades genéticas (distrofia, fibrosis quística, etc), las enfermedades neurodegenerativas (alzheimer, parkinson, ALS, etc), los cánceres, las patologías asociadas a trastornos de la coagulación o a dislipoproteinemias, las patologías asociadas a infecciones virales (hepatitis, SIDA, etc), etc.
La presente invención se describirá más completamente mediante los ejemplos siguientes, que se deben considerar como ilustrativos y no limitativos.
Leyenda de las figuras
Figura 1: Organización genética del adenovirus Ad5. La secuencia completa de Ad5 está disponible en bases de datos y permite al experto en la técnica seleccionar o crear cualquier sitio de restricción y así aislar cualquier región del genoma.
Figura 2: Mapa de restricción del adenovirus CAV2 cepa Manhattan (según Spibey et al citado anteriormente).
Figura 3: Construcción de virus defectivos de la invención por ligación.
Figura 4: Construcción de un virus recombinante que contiene el gen E4.
Figura 5: Construcción de un virus recombinante que contiene el gen E2.
Figura 6: Construcción y representación del plásmido pPY32.
Figura 7: Representación del plásmido pPY55.
Figura 8: Representación del plásmido p2.
Figura 9: Representación del plásmido intermedio utilizado para la construcción del plásmido pITRL5-E4.
Figura 10: Representación del plásmido pITRL5-E4.
Técnicas generales de biología molecular
Los métodos utilizados clásicamente en biología molecular tales como extracciones preparativas de ADN plasmídico, centrifugación de ADN plasmídico en gradiente de cloruro de cesio, electroforesis en geles de agarosa o acrilamida, purificación de fragmentos de ADN por electroelución, extracción de proteínas con fenol o con fenol-cloroformo, precipitación de ADN en medio salino con etanol o isopropanol, transformación en Escherichia coli, etc..., son muy conocidos por el experto en la técnica y se describen extensamente en la bibliografía [Maniatis T. et al., "Molecular Cloning, a Laboratory Manual", Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y., 1982; Ausubel F. M. et al. (eds), "Current Protocols in Molecular Biology", John Wiley & Sons, Nueva York, 1987].
Los plásmidos de tipo pBR322, pUC y los fagos de la serie M13 son de origen comercial (Bethesda Research Laboratories).
Para las ligaciones, los fragmentos de ADN pueden separarse según su tamaño por electroforesis en geles de agarosa o acrilamida, extraerse con fenol o con una mezcla fenol/cloroformo, precipitarse con etanol y después incubarse en presencia de la ADN ligasa del fago T4 (Biolabs) según las recomendaciones del proveedor.
El relleno de los extremos 5' prominentes puede efectuarse mediante el fragmento de Klenow de la ADN Polimerasa I de E. coli (Biolabs) según las especificaciones del proveedor. La destrucción de los extremos 3' prominentes se efectúa en presencia de la ADN Polimerasa del fago T4 (Biolabs) utilizada según las recomendaciones del fabricante. La destrucción de los extremos 5' prominentes se efectúa por un tratamiento moderado con la nucleasa S1.
La mutagénesis dirigida in vitro por oligodesoxinucleótidos sintéticos puede efectuarse según el método desarrollado por Taylor et al. [Nucleic Acids Res. 13 (1985) 8749-8764] utilizando el kit distribuido por Amersham.
La amplificación enzimática de los fragmentos de ADN mediante la técnica mencionada de PCR [Polymerase-catalyzed Chain Reaction, Saiki R. K. et al., Science 230 (1985) 1350-1354; Mullis K. B. y Faloona F. A., Meth. Enzym. 155 (1987) 335-350] puede efectuarse utilizando un "ciclador térmico de ADN" (Perkin Elmer Cetus) según las especificaciones del fabricante.
La verificación de las secuencias nucleotídicas puede efectuarse por el método desarrollado por Sanger et al. [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74 (1977) 5463-5467] utilizando el kit distribuido por Amersham.
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Líneas celulares utilizadas
En los ejemplos siguientes, se han utilizado o pueden utilizarse las líneas celulares siguientes:
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Línea de riñón embrionario humano 293 (Graham et al., J. Gen. Virol. 36 (1977) 59). Esta línea contiene principalmente, integrada en su genoma, la parte izquierda del genoma del adenovirus humano Ad5 (12%).
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Línea de células humanas KB: Procedente de un carcinoma epidérmico humano, esta línea se puede obtener en la ATCC (ref. CCL17) así como las condiciones que permiten su cultivo.
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Línea de células humanas Hela: Procedente de un carcinoma de epitelio humano, esta línea se puede obtener en la ATCC (ref. CCL2) así como las condiciones que permiten su cultivo.
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Línea de células caninas MDCK: Las condiciones de cultivo de las células MDCK las han descrito principalmente Macatney et al., Science 44 (1988) 9.
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Línea de células gm DBP6 (Brough et al., Virology 190 (1992) 624).
Esta línea está constituida por células Hela que contienen el gen E2 de adenovirus bajo el control del LTR de MMTV.
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Ejemplos
Ejemplo de referencia 1
Este ejemplo demuestra la factibilidad de un adenovirus recombinante desprovisto de la mayoría de los genes virales. Para esto, se construyó una serie de mutantes de deleción en el adenovirus por ligación in vitro y cada uno de estos mutantes se co-transfectó con un virus auxiliar en las células KB. Estas células no permiten la propagación de los virus defectivos para E1, la transcomplementación contenida en la región E1.
Los diferentes mutantes de deleción se prepararon a partir del adenovirus Ad5 por digestión y ligación in vitro. Para esto, el ADN viral de Ad5 se aísla según la técnica descrita por Lipp et al. (J. Virol. 63 (1989) 5133), se somete a digestión en presencia de diferentes enzimas de restricción (Véase la figura 3) y el producto de la digestión se liga en presencia de T4 ADN ligasa. El tamaño de los diferentes mutantes de deleción se controla en gel SDS agarosa 0,8%. Estos mutantes se mapean (Véase la figura 3). Estos diferentes mutantes incluyen las regiones siguientes:
mt1: Ligación entre los fragmentos de Ad5 0-20642(SauI) y (SauI)33797-35935
mt2: Ligación entre los fragmentos de Ad5 0-19549(NdeI) y (NdeI)31089-35935
mt3: Ligación entre los fragmentos de Ad5 0-10754(AatII) y (AatII)25915-35935
mt4: Ligación entre los fragmentos de Ad5 0-11311(MluI) y (MluI)24392-35935
mt5: Ligación entre los fragmentos de Ad5 0-9462(SalI) y (XhoI)29791-35935
mt6: Ligación entre los fragmentos de Ad5 0-5788(XhoI) y (XhoI)29791-35935
mt7: Ligación entre los fragmentos de Ad5 0-3665(SphI) y (SphI)31224-35935
Cada uno de los mutantes preparados anteriormente se co-transfectó con el ADN viral de Ad.RSV\betaGal (Stratford-Perricaudet et al., J. Clin. Invest. 90 (1992) 626) en las células KB, en presencia de fosfato de calcio. Las células se recogieron 8 días después de la transfección y los sobrenadantes del cultivo se recogieron y amplificaron en células KB hasta la obtención de preparaciones madre de 50 botes para cada transfección. A partir de cada muestra, se aisló el ADN episómico y se separó en gradiente de cloruro de cesio. Se observaron dos bandas distintas de virus en cada caso, se tomaron y se analizaron. La más pesada corresponde al ADN viral de Ad.RSV\betaGal y la más ligera al ADN del virus recombinante generado por ligación (figura 3). La titulación obtenida para esta última es de aproximadamente 10^{8} pfu/ml.
Se construyó una segunda serie de mutantes de deleción en el adenovirus por ligación in vitro según la misma metodología. Estos diferentes mutantes incluyen las regiones siguientes:
mt8: Ligación entre los fragmentos 0-4623(ApaI) de Ad RSV\betaGal y (ApaI)31909-35935 de Ad5.
mt9: Ligación entre los fragmentos 0-10178(BglII) de Ad RSV\betaGal y (BamHI)21562-35935 de Ad5.
Estos mutantes que contienen el gen LacZ bajo el control del promotor LTR del virus RSV, se co-transfectan en las células 293 en presencia del ADN viral de H2dl808 (Weinberg et al., J. Virol. 57 (1986) 833), que tiene delecionada la región E4. Según esta segunda técnica, la transcomplementación está contenida en E4 y no en E1. Esta técnica permite así generar, como se ha descrito anteriormente, virus recombinantes que no poseen como gen viral más que la región E4.
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Ejemplo de referencia 2
Este ejemplo describe la preparación de adenovirus recombinantes defectivos por co-transfección, con un virus auxiliar, del ADN del virus recombinante incorporado en un plásmido.
Para esto, se construyó un plásmido que contiene las ITR de unión de Ad5, la secuencia de encapsidación, el gen E4 bajo el control de su propio promotor y, como gen heterólogo, el gen LacZ bajo el control del promotor LTR del virus RSV (figura 4). Este plásmido, designado pE4Gal, se obtuvo por clonación y ligación de los fragmentos siguientes (véase la figura 4):
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fragmento HindIII-SacII procedente del plásmido pFG144 (Graham et al, EMBO J. 8 (1989) 2077). Este fragmento contiene las secuencias ITR de Ad5 en disposición cabeza a cola y la secuencia de encapsidación: fragmento HindIII (34920)-SacII (352).
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fragmento de Ad5 comprendido entre los sitios SacII (localizado a nivel del par de bases 3827) y PstI (localizado a nivel del par de bases 4245);
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fragmento de pSP 72 (Promega) comprendido entre los sitios PstI (pb 32) y SalI (pb 34);
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fragmento XhoI-XbaI del plásmido pAdLTR GalIX descrito en Stratford-Perricaudet et al (JCI 90 (1992) 626). Este fragmento contiene el gen LacZ bajo el control del LTR del virus RSV.
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fragmento XbaI (pb 40) - NdeI (pb 2379) del plásmido pSP 72;
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fragmento NdeI (pb 31089) - HindIII (pb 34930) de Ad5. Este fragmento localizado en el extremo derecho del genoma de Ad5 contiene la región E4 bajo el control de su propio promotor. Se clonó a nivel de los sitios NdeI (2379) del plásmido pSP 72 y HindIII del primer fragmento.
Este plásmido se obtuvo por clonación de los diferentes fragmentos en las regiones indicadas del plásmido pSP 72. Se entiende que el experto en la técnica puede obtener fragmentos equivalentes a partir de otras fuentes.
El plásmido pE4Gal se co-transfecta con el ADN del virus H2d1808 en las células 293 en presencia de fosfato de calcio. El virus recombinante se prepara como se ha descrito en el ejemplo 1. Este virus contiene, como único gen viral, el gen E4 del adenovirus Ad5 (figura 4). Su genoma tiene un tamaño de 12 kb aproximadamente, lo que permite la inserción de ADN heterólogo con un tamaño muy grande (hasta 20 kb). Así, el experto en la técnica puede reemplazar fácilmente el gen LacZ por cualquier otro gen terapéutico tales como los mencionados más arriba. Por otra parte, este virus incluye determinadas secuencias procedentes del plásmido pSP 72, que pueden eliminarse por las técnicas clásicas de biología molecular si es necesario.
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Ejemplo 3
Este ejemplo describe la preparación de otro adenovirus recombinante defectivo según la invención por co-transfección, con un virus auxiliar, del ADN del virus recombinante incorporado en un plásmido.
Para esto, se construyó un plásmido que contiene las ITR de unión de Ad5, la secuencia de encapsidación, el gen E2 de Ad2 bajo el control de su propio promotor y, como gen heterólogo, el gen LacZ bajo el control del promotor LTR del virus RSV (figura 5). Este plásmido, designado pE2Gal, se obtuvo por clonación y ligación de los fragmentos siguientes (véase la figura 5):
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fragmento HindIII-SacII procedente del plásmido pFG144 (Graham et al, EMBO J. 8 (1989) 2077). Este fragmento contiene las secuencias ITR de Ad5 en disposición cabeza a cola y la secuencia de encapsidación: fragmento HindIII (34920)-SacII (352). Se clonó, con el fragmento siguiente, a nivel de los sitios HindIII (16) - PstI (32) del plásmido pSP 72.
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fragmento de Ad5 comprendido entre los sitios SacII (localizado a nivel del par de bases 3827) y PstI (localizado a nivel del par de bases 4245). Este fragmento se clonó a nivel del sitio SacII del fragmento anterior y del sitio PstI (32) del plásmido pSP 72.
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fragmento de pSP 72 (Promega) comprendido entre los sitios PstI (pb 32) y SalI (pb 34);
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fragmento XhoI-XbaI del plásmido pAdLTR GalIX descrito en Stratford-Perricaudet et al (JCI 90 (1992) 626). Este fragmento contiene el gen LacZ bajo el control del LTR del virus RSV. Se clonó a nivel de los sitios SalI (34) y XbaI del plásmido pSP 72.
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fragmento de pSP 72 (Promega) comprendido entre los sitios XbaI (pb 34) y BamHI (pb 46);
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fragmento BamHI (pb 21606) - SmaI (pb 27339) de Ad2. Este fragmento del genoma de Ad2 contiene la región E2 bajo el control de su propio promotor. Se clonó a nivel de los sitios BamHI (46) y EcoRV del plásmido pSP 72.
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fragmento EcoRV (pb 81) - HindIII (pb 16) del plásmido pSP 72.
Este plásmido se obtuvo por clonación de diferentes fragmentos en las regiones indicadas del plásmido pSP 72. Se entiende que el experto en la técnica puede obtener fragmentos equivalentes a partir de otras fuentes.
El plásmido pE2Gal se co-transfectó con el ADN del virus H2dl802 desprovisto de la región E2 (Rice et al. J. Virol. 56 (1985) 767) en las células 293, en presencia de fosfato de calcio. El virus recombinante se prepara como se ha descrito en el ejemplo 1. Este virus contiene, como único gen viral, el gen E2 del adenovirus Ad2 (figura 5). Su genoma tiene un tamaño de 12 kb aproximadamente, lo que permite la inserción de ADN heterólogo con un tamaño muy grande (hasta 20 kb). Así, el experto en la técnica puede reemplazar fácilmente el gen LacZ por cualquier otro gen terapéutico tales como los mencionados más arriba. Por otra parte, este virus incluye determinadas secuencias procedentes del plásmido intermedio, que pueden eliminarse por las técnicas clásicas de biología molecular si es necesario.
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Ejemplo 4
Este ejemplo describe la construcción de líneas celulares complementarias para las regiones E1, E2 y/o E4 de los adenovirus. Estas líneas permiten la construcción de adenovirus recombinantes según la invención delecionados para estas regiones, sin recurrir a un virus auxiliar. Estos virus se obtienen por recombinación in vivo y pueden incluir secuencias heterólogas importantes.
En las líneas celulares descritas, las regiones E2 y E4, potencialmente citotóxicas, se ponen bajo el control de un promotor inducible: LTR de MMTV (Pharmacia), que se induce con la dexametasona, bien nativo, o la forma mínima descrita en PNAS 90 (1993) 5603; o el sistema represible por la tetraciclina descrito por Gossen y Büjard (PNAS 89 (1992) 5547). Se entiende que pueden utilizarse otros promotores y principalmente variantes del LTR de MMTV que contienen, por ejemplo, regiones heterólogas de regulación (región "amplificadora" principalmente). Las líneas de la invención se construyeron por transfección de las células correspondientes, en presencia de fosfato de calcio, con un fragmento de ADN que contiene los genes indicados (regiones de adenovirus y/o gen del receptor de los glucocorticoides) bajo el control de un promotor de la transcripción y de un terminador (sitio de poliadenilación). El terminador puede ser bien el terminador natural del gen transfectado o bien un terminador diferente como por ejemplo el terminador del mensajero precoz del virus SV40. Ventajosamente, el fragmento de ADN contiene igualmente un gen que permite la selección de las células transformadas y, por ejemplo, el gen de resistencia a la geneticina. El gen de resistencia puede estar contenido igualmente en un fragmento de ADN diferente, co-transfectado con el primero.
Después de la transfección, las células transformadas se seleccionan y su ADN se analiza para verificar la integración del fragmento de ADN en el genoma.
Esta técnica permite obtener las líneas celulares siguientes:
1.
Células 293 que poseen el gen de la 72K de la región E2 de Ad5 bajo el control del LTR de MMTV;
2.
Células 293 que poseen el gen de la 72K de la región E2 de Ad5 bajo el control del LTR de MMTV y el gen del receptor de los glucocorticoides;
3.
Células 293 que poseen el gen de la 72K de la región E2 de Ad5 bajo el control del LTR de MMTV y la región E4 bajo el control del LTR de MMTV;
4.
Células 293 que poseen el gen de la 72K de la región E2 de Ad5 bajo el control del LTR de MMTV, la región E4 bajo el control del LTR de MMTV y el gen del receptor de los glucocorticoides;
5.
Células 293 que poseen la región E4 bajo el control del LTR de MMTV;
6.
Células que poseen la región E4 bajo el control del LTR de MMTV y el gen del receptor de los glucocorticoides;
7.
Células gm DBP6 que poseen las regiones E1A y E1B bajo el control de su propio promotor;
8.
Células gm DBP6 que poseen las regiones E1A y E1B bajo el control de su propio promotor y la región E4 bajo el control del LTR de MMTV.
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Ejemplo 5
Este ejemplo describe la preparación de adenovirus recombinantes defectivos según la invención de cuyo genoma se han delecionado los genes E1, E3 y E4. Según un modo ventajoso de realización, ilustrado en este ejemplo y en el ejemplo 3 principalmente, el genoma de los adenovirus recombinantes de la invención está modificado de manera que al menos los genes E1 y E4 no sean funcionales. Dichos adenovirus poseen en primer lugar una capacidad de incorporación de genes heterólogos importante. Por otra parte, estos vectores presentan una seguridad elevada debido a la deleción de la región E4, que está implicada en la regulación de la expresión de los genes tardíos, en la estabilidad de los ARN nucleares tardíos, en la terminación de la expresión de las proteínas de la célula anfitriona y en la eficacia de la replicación del ADN viral. Estos vectores poseen, por lo tanto, una transcripción basal y una expresión de genes virales muy reducidas. Finalmente, de manera particularmente ventajosa, estos vectores pueden producirse con titulaciones comparables a los adenovirus salvajes.
Estos adenovirus se prepararon a partir del plásmido pPY55, que contiene la parte derecha modificada del genoma del adenovirus Ad5, bien por co-transfección con un plásmido auxiliar (véanse igualmente los ejemplos 1, 2 y 3) o bien mediante una línea complementaria (ejemplo 4).
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5.1 Construcción del plásmido pPY55 a) Construcción del plásmido pPY32
El fragmento AvrII-BcII del plásmido pFG144 [F.L. Graham et al. EMBO J. 8 (1989) 2077-2085], correspondiente al extremo derecho del genoma del adenovirus Ad5, se clonó en primer lugar entre los sitios XbaI y BamHI del vector pIC19H, preparado a partir de un contexto dam-. Esto genera el plásmido pPY23. Una característica interesante del plásmido pPY23 es que el sitio SalI que procede del multisitio de clonación del vector pIC19H es único y está localizado al lado del extremo derecho del genoma del adenovirus Ad5. El fragmento HaeIII-SalI del plásmido pPY23 que contiene el extremo derecho del genoma del adenovirus Ad5, a partir del sitio HaeIII localizado en posición 35614, se clonó entre los sitios EcoRV y XhoI del vector pIC20H, lo que genera el plásmido pPY29. Una característica interesante de este plásmido es que los sitios XbaI y ClaI que proceden del multisitio de clonación del vector pIC20H están localizados al lado de la unión EcoRV/HaeIII resultante de la clonación. Además, esta unión modifica el contexto nucleotídico inmediatamente adyacente al sitio ClaI que se convierte ahora en metilable en un contexto dam+. El fragmento XbaI(30470)-MaeII(32811) del genoma del adenovirus Ad5 se clonó entre los sitios XbaI y ClaI del plásmido pPY29 preparado a partir de un contexto dam-, lo que genera el plásmido pPY30. El fragmento SstI del plásmido pPY30, que corresponde a la secuencia del genoma del adenovirus Ad5 del sitio SstI en posición 30556 hasta el extremo derecho se clonó finalmente entre los sitios SstI del vector pIC20H, lo que genera el plásmido pPY31, del que se proporciona en la Figura 6 un mapa de restricción del inserto localizado entre los sitios HindIII.
El plásmido pPY32 se obtuvo después de digestión parcial del plásmido pPY31 con BglII, seguida de una digestión total con BamHI y religación. El plásmido pPY32 corresponde, por lo tanto, a la deleción del genoma del adenovirus Ad5 situada entre el sitio BamHI del plásmido pPY31 y el sitio BglII localizado en posición 30818. En la Figura 6 se proporciona un mapa de restricción del fragmento HindIII del plásmido pPY32. Una característica del plásmido pPY32 es que posee sitios SalI y XbaI únicos.
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b) Construcción del plásmido pPY47
El fragmento BamHI(21562)-XbaI(28592) del genoma del adenovirus Ad5 se clonó en primer lugar entre los sitios BamHI y XbaI del vector plC19H preparado a partir de un contexto dam-, lo que genera el plásmido pPY17. Este plásmido contiene, por lo tanto, un fragmento HindIII (26328)-BgIII(28133) del genoma del adenovirus Ad5, que puede clonarse entre los sitios HindIII y BgIII del vector pIC20R, para generar el plásmido pPY34. Una característica de este plásmido es que el sitio BamHI que procede del multisitio de clonación está localizado en la proximidad inmediata del sitio HindIII(26328) del genoma del adenovirus Ad5.
El fragmento BamHI (21562)-HindIII(26328) del genoma del adenovirus Ad5 que procede del plásmido pPY17 se clonó entre los sitios BamHI y HindIII del plásmido pPY34, lo que genera el plásmido pPY39. El fragmento BamHI-XbaI del plásmido pPY39 preparado a partir de un contexto dam-, que contiene la parte del genoma del adenovirus Ad5 comprendida entre los sitios BamHI(21562) y BgIII(28133), se clonó entre los sitios BamHI y XbaI del vector pIC19H preparado a partir de un contexto dam-. Esto genera el plásmido pPY47 del que una característica interesante es que el sitio SalI que procede del multisitio de clonación está localizado cerca del sitio HindIII (figura 7).
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c) Construcción del plásmido pPY55
El fragmento SalI-XbaI del plásmido pPY47 preparado a partir de un contexto dam-, y que contiene la parte del genoma del adenovirus Ad5 que va del sitio BamHI(21562) hasta el sitio BglII(28133), se clonó entre los sitios SalI y XbaI del plásmido pPY32, lo que genera el plásmido pPY55. Este plásmido se puede utilizar directamente para la obtención de adenovirus recombinantes al menos delecionados para la región E3 (deleción entre los sitios BgIII localizados en las posiciones 28133 y 30818 del genoma del adenovirus Ad5) y para la región E4 en su totalidad (deleción entre los sitios MaeII(32811) y HaeIII(35614) del genoma del adenovirus Ad5 (figura 7).
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5.2 Preparación de adenovirus que comprenden al menos una deleción en la región E4 y, preferentemente, al menos en las regiones E1 y E4 a) Preparación por co-transfección con un virus auxiliar E4 en las células 293
El principio se basa en la transcomplementación entre un "mini-virus" (virus auxiliar) que expresa la región E4 y un virus recombinante delecionado al menos para E3 y E4. Estos virus se obtienen bien por ligación in vitro o bien después de recombinación in vivo, según las estrategias siguientes:
(i)
El ADN del virus Ad-dl324 (Thimmappaya et al., Cell 31 (1982) 543) y el plásmido pPY55, los dos digeridos con BamHI, se ligan en primer lugar in vitro y se cotransfectan con el plásmido pEAGaI (descrito en el ejemplo 2) en las células 293.
(ii)
El ADN del virus Ad-dl324 digerido con EcoRI y el plásmido pPY55 digerido con BamHI se cotransfectan, con el plásmido pE4Gal, en las células 293.
(iii)
El ADN del adenovirus Ad5 y el plásmido pPY55, los dos digeridos con BamHI, se ligan y se cotransfectan con el plásmido pE4Gal en las células 293.
(iv)
El ADN del adenovirus Ad5 digerido con EcoRI y el plásmido pPY55 digerido con BamHI se cotransfectan con pEAGaI en las células 293.
Las estrategias (i) y (ii) permiten generar un adenovirus recombinante delecionado para las regiones E1, E3 y E4; las estrategias (iii) y (iv) permiten generar un adenovirus recombinante delecionado para las regiones E3 y E4. Por supuesto, el ADN de un virus recombinante delecionado para la región E1 pero que expresa un transgén cualquiera puede utilizarse en lugar del ADN del virus Ad-dl324 según las estrategias (i) o (ii), con el objetivo de generar un virus recombinante delecionado para las regiones E1, E3 y E4 y que expresa dicho transgén.
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b) Preparación mediante líneas celulares que transcomplementan las funciones E1 y E4
El principio se basa aquí en el hecho de que una línea celular derivada de una línea que expresa la región E1, por ejemplo la línea 293, y que expresa igualmente al menos las fases abiertas ORF6 y ORF6/7 de la región E4 del adenovirus Ad5 bajo el control de un promotor, por ejemplo inducible, es capaz de transcomplementar a la vez las regiones E1 y E4 del adenovirus Ad5. Dichas líneas se han descrito en el ejemplo 4.
Por lo tanto, puede obtenerse un virus recombinante delecionado para las regiones E1, E3 y E4 por ligación in vitro o por recombinación in vivo según los protocolos descritos anteriormente. Sea cual sea el protocolo utilizado para generar los virus delecionados al menos para la región E4, se observó un efecto citopático (que indica la producción de virus recombinantes) después de la transfección en las células utilizadas. Las células se recogieron, se rompieron con tres ciclos de congelación-descongelación en su sobrenadante y se centrifugaron a 4.000 rpm durante 10 minutos. El sobrenadante así obtenido se amplificó en un cultivo celular fresco (células 293 para los protocolos a) y células 293 que expresan la región E4 para el protocolo b)). Los virus se purificaron a partir de halos de lisis y su ADN se analiza según el método de Hirt (citado anteriormente). Se preparan preparaciones madre de virus en gradiente de cloruro de cesio.
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Ejemplo 6
Este ejemplo describe la preparación de adenovirus recombinantes defectivos según la invención de cuyo genoma se han delecionado los genes E1, E3, L5 y E4. Estos vectores son particularmente ventajosos ya que la región L5 codifica la fibra, que es una proteína extremadamente tóxica para la célula.
Estos adenovirus se prepararon a partir del plásmido p2, que contiene la parte derecha modificada del genoma del adenovirus Ad5, por co-transfección con diferentes plásmidos auxiliares. Pueden prepararse igualmente mediante una línea complementaria.
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6.1 Construcción del plásmido p2
Este plásmido contiene toda la región derecha del genoma del adenovirus Ad5, a partir del sitio BamHI (21562), de la que se ha delecionado el fragmento comprendido entre los sitios XbaI (28592) y AvrII (35463), que contiene los genes E3, L5 y E4. El plásmido p2 se obtuvo por clonación y ligación de los fragmentos siguientes en el plásmido pIC19R linearizado con BamHI y desfosforilado (véase la figura 8):
-
fragmento del genoma del adenovirus Ad5 comprendido entre los sitios BamHI (21562) y XbaI (28592), y
-
extremo derecho del genoma del adenovirus Ad5 (que contiene la ITR derecha), a partir del sitio AvrII (35463), hasta el sitio BclI (compatible BamHI).
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6.2. Construcción de un plásmido auxiliar (pITRL5-E4) que contiene el gen L5
El plásmido auxiliar pITRL5-E4 aporta en trans los genes E4 y L5. Corresponde al plásmido pE4Gal descrito en el ejemplo 2, que contiene además la región L5 que codifica la fibra bajo el control del promotor MLP del adenovirus Ad2. El plásmido pITRL5-E4 se construyó de la manera siguiente (figuras 9 y 10):
Se sintetizó un oligonucleótido de 58 pb que contiene, en el sentido 5'-3', un sitio HindIII, ATG de la fibra y la secuencia codificadora de la fibra hasta el sitio NdeI en posición 31089 del genoma del adenovirus Ad5. La secuencia de este oligonucleótido se proporciona a continuación, en la orientación 5'-3':
AAGCTTATGAAGCGCGCAAGACCGTCTGAAGATACCTTAACCCCGTGTATCCATATG
Los sitios HindIII, en 5', y NdeI, en 3', están subrayados con una línea simple, ATG de la fibra está subrayado con una línea doble.
Un fragmento SspI-HindIII que contiene la secuencia del promotor MLP seguida del líder tripartito del adenovirus Ad2 se aisló a partir del plásmido pMLP10 (Ballay et al., (1987) UCLA Symposia on molecular and cellular biology, New series, Vol 70, Robinson et al (Eds) Nueva-York, 481). Este fragmento se insertó con el oligonucleótido de 58 pb descrito anteriormente entre los sitios NdeI y EcoRV del plásmido pIC19P, para proporcionar un plásmido intermedio (véase la figura 9). El fragmento SacII (convertido en romo)-NdeI del plásmido pE4Gal (ejemplo 2) se introdujo en el plásmido intermedio entre los sitios SspI y NddeI para generar el plásmido pITRL5-E4 (figura 10).
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6.3 Preparación de adenovirus recombinantes defectivos que comprenden una deleción en las regiones E1, E3, L5 y E4 a) Preparación por co-transfección con un virus auxiliar en las células 293
El principio se basa en la transcomplementación entre un "mini-virus" (virus auxiliar) que expresa la región L5 o las regiones E4 y L5 y un virus recombinante delecionado al menos para E3, E4 y L5.
Estos virus se obtuvieron bien por ligación in vitro o bien después de recombinación in vivo, según las estrategias siguientes:
(i)
El ADN del virus Ad-dl324 (Thimmappaya et al., Cell 31 (1982) 543) y el plásmido p2, los dos digeridos con BamHI, se ligaron en primer lugar in vitro y se cotransfectan con el plásmido auxiliar pITRL5-E4 (ejemplo 6.2.) en las células 293.
(ii)
El ADN del virus Ad-d1324 digerido con EcoRI y el plásmido p2 digerido con BamHI se cotransfectan, con el plásmido pITRL5-E4, en las células 293.
(iii)
El ADN del adenovirus Ad5 y el plásmido p2, los dos digeridos con BamHI, se ligan y se cotransfectan con el plásmido pITRL5-E4 en las células 293.
(iv)
El ADN del adenovirus Ad5 digerido con EcoRI y el plásmido p2 digerido con BamHI se cotransfectan con pITRL5-E4 en las células 293.
Las estrategias (i) y (ii) permiten generar un adenovirus recombinante delecionado para las regiones E1, E3, L5 y E4; las estrategias (iii) y (iv) permiten generar un adenovirus recombinante delecionado para las regiones E3, L5 y E4. Por supuesto, el ADN de un virus recombinante delecionado para la región E1 pero que expresa un transgén cualquiera puede utilizarse en lugar del ADN del virus Ad-dl324 según las estrategias (i) o (ii), con el objetivo de generar un virus recombinante delecionado para las regiones E1, E3, L5 y E4 y que expresa dicho transgén.
Los protocolos descritos anteriormente pueden aplicarse igualmente con un virus auxiliar que no contenga más que la región L5, utilizando una línea celular capaz de expresar las regiones E1 y E4 del adenovirus, tal como la descrita en el ejemplo 4.
Por otra parte, es posible igualmente utilizar una línea complementaria capaz de expresar las regiones E1, E4 y L5, de forma que se evita totalmente el empleo de un virus auxiliar.
Después de la transfección, los virus producidos se recuperan, amplifican y purifican en las condiciones descritas en el ejemplo 5.

Claims (16)

1. Adenovirus recombinante defectivo caracterizado porque comprende:
-
las secuencias ITR,
-
una secuencia que permite la encapsidación,
-
una secuencia de ADN heterólogo
-
una región que contiene el gen E2, y
-
en el que el gen E1 y al menos el gen E4 no son funcionales.
2. Adenovirus según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende un gen E3 funcional bajo el control de un promotor heterólogo.
3. Adenovirus según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la secuencia de ADN heterólogo contiene uno o varios genes terapéuticos y/o uno o varios genes que codifican péptidos antigénicos.
4. Adenovirus según la reivindicación 3 caracterizado porque el gen terapéutico se elige entre los genes que codifican enzimas, derivados sanguíneos, hormonas, linfoquinas (interleuquinas, interferones, TNF, etc), factores de crecimiento, neurotransmisores o sus precursores o enzimas de síntesis, factores tróficos (BDNF, CNTF, NGF, IGF, GMF, aFGF, bFGF, NT3, NT5, etc), apolipoproteínas (ApoAI, ApoAIV, ApoE, etc), distrofina o una minidistrofina, genes supresores de tumores o genes que codifican factores implicados en la coagulación (Factores VH, VM, IX, etc).
5. Adenovirus según la reivindicación 3 caracterizado porque el gen terapéutico es un gen o una secuencia antisentido, cuya expresión en la célula diana permite controlar la expresión de genes o la transcripción de ARNm celulares.
6. Adenovirus según la reivindicación 3 caracterizado porque el gen codifica un péptido antigénico capaz de generar en el ser humano una respuesta inmunitaria contra microorganismos o virus.
7. Adenovirus según la reivindicación 6 caracterizado porque el gen codifica un péptido antigénico específico del virus de Epstein Barr, del virus MV, del virus de la hepatitis B o del virus de la pseudo-rabia.
8. Adenovirus según la reivindicación 3, caracterizado porque el gen codifica un péptido antigénico específico de tumores.
9. Adenovirus según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la secuencia de ADN heterólogo comprende igualmente secuencias que permiten la expresión del gen terapéutico y/o del gen que codifica el péptido antigénico en la célula infectada.
10. Adenovirus según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la secuencia de ADN heterólogo comprende, en posición 5' respecto al gen terapéutico, una secuencia señal que dirige el producto terapéutico sintetizado a las vías de secreción de la célula diana.
11. Línea celular que puede ser infectada por un adenovirus y que comprende, integradas en su genoma, las funciones necesarias para la complementación de un adenovirus recombinante defectivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque incluye en su genoma al menos los genes E1 y E4 de un adenovirus y porque el gen E4 está situado bajo el control de un promotor inducible.
12. Línea celular según la reivindicación 11 caracterizada porque incluye además el gen del receptor de los glucocorticoides.
13. Línea celular según la reivindicación 11 caracterizada porque el promotor inducible es el promotor LTR de MMTV.
14. Línea celular según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13 caracterizada porque se obtiene a partir de la línea 293.
15. Composición farmacéutica que comprende al menos un adenovirus recombinante defectivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
16. Composición farmacéutica según la reivindicación 15 que comprende un vehículo aceptable farmacéuticamente para una formulación inyectable.
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