ES2312062T3 - Procedimiento para la deteccion de probnp n-terminal. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para la detección de proBNP N-terminal en una muestra con por lo menos dos anticuerpos, que reconocen epítopes distintos del proBNP N-terminal, caracterizado porque como muestra se emplea orina.

Description

Procedimiento para la detección de proBNP N-terminal.
La presente invención se refiere a un procedimiento para la detección de proBNP N-terminal en una muestra de orina con por lo menos dos anticuerpos, que reconocen diversos epítopes de proBNP N-terminal. El procedimiento puede aplicarse para la diferenciación o clasificación de muestras de personas sanas y muestras de pacientes de los grupos de I a IV según la NYHA. La invención se refiere además a proBNP N-terminal recombinante, a su utilización como patrón en un procedimiento para la detección de proBNP N-terminal, así como anticuerpos, que reconocen al proBNP N-terminal recombinante y a su obtención.
La insuficiencia cardíaca es un fenómeno muy generalizado, sobre todo en el mundo occidental. Según el diccionario Roche de Medicina (1993, Urban & Schwarzenberg) se entiende por insuficiencia cardíaca la incapacidad aguda o crónica del corazón en situación de carga, o incluso en situación de reposo, para impulsar el caudal sanguíneo necesario y para recibir el retorno venoso (el denominado fallo de retorno y de impulsión). Existe, pues, una debilidad de la función de bombeo. Las causas de la insuficiencia cardíaca pueden ser múltiples. Entre otras cabe mencionar las alteraciones inflamatorias y degenerativas de la musculatura cardíaca, los trastornos de la irrigación coronaria, el infarto y las lesiones cardíacas. Esto se traduce a alteraciones de la circulación sanguínea periférica, trastornos de la respiración, de la función renal y del metabolismo de electrolitos (edema) y a una menor capacidad de la musculatura que mueve el esqueleto.
Según la Asociación Cardíaca de Nueva York (NYHA) atendiendo a ensayos de carga corporal se puede dividir la insuficiencia cardíaca en los grupos llamados de NYHA: el grupo I incluye la total ausencia de molestias cuando el cuerpo se somete a una carga normal, el II significa una ligera limitación de la carga corporal asumible, el III significa una fuerte limitación del esfuerzo corporal, el IV significa que en cualquier actividad corporal tiene lugar un incremento de la mayor parte de los signos de insuficiencia, que se notan incluso en reposo.
Para el tratamiento medicamentoso eficaz de la insuficiencia cardíaca mediante glucósidos, vasodilatadores, inhibidores ACE y/o bloqueadores \beta es necesario diagnosticar previamente con exactitud la existencia de la insuficiencia cardíaca, a ser posible clasificar también su grado de gravedad y además hacer el seguimiento del tratamiento.
En el estado de la técnica se han discutido algunos marcadores de suero para el diagnóstico precoz de la insuficiencia cardíaca, por ejemplo la ANP (la hormona de péptido natriurético atrial N-terminal) y la proANP, CNP (péptido C-natriurético), la adrenomedulina, el neuropéptido Y, la endotelina y el BNP (péptido natriurético cerebral). La ANP y proANP son indicados en principio como marcadores para el diagnóstico de la insuficiencia cardíaca, pero poseen una estabilidad reducida o bien una vida media corta en la sangre, lo cual dificulta las mediciones del diagnóstico (Clin. Sci. 95(3), 235-239, 1998; Cleland y col., Heart 75, 410-413, 1996).
Un marcado citado con frecuencia y considerado muy prometedor es el BNP (péptido natriurético cerebral). El BNP se identificó inicialmente en el cerebro de los cerdos. Se trata de una hormona cardíaca, que presenta una gran similitud estructural y funcional con el ANP (péptido natriurético atrial) (Sudoh y col., Nature 332, 78-81, 1988). El BNP humano, que consta de 32 aminoácidos, se segrega sobre todo en los ventrículos del corazón y circula en el plasma sanguíneo humano. El uso del BNP como marcador para el diagnóstico se conoce por ejemplo por el documento EP-A-0 542 255. El BNP posee un puente disulfuro intramolecular y no es estable como analito, probablemente por su función fisiológica como hormona, que se descompone de nuevo rápidamente, por lo cual es idóneo con limitaciones como marcador para el diagnóstico (Masuta y col., Clin. Chem. vol. 44, nº 6, suplemento A, 130, 1998; Tsuji y col., Clin. Chem. 40, 672, 1994).
La molécula previa del BNP, el proBNP, consta de 108 aminoácidos, de los cuales los 32 aminoácidos (77-108) C-terminales, que se denominan BNP, son los que despliegan la acción hormonal propiamente dicha. Los aminoácidos 1-76 N-terminales desprendidos de la molécula previa se denominan proBNP N-terminal. Además del BNP (77-108) circula también el proBNP N-terminal y otros productos de descomposición 1-76) en el plasma (Hunt y col., Biochem. Biophys. Res. Com. 214, 1175-1183, 1995), de modo que el proBNP N-terminal se toma también en consideración como marcador de la insuficiencia cardíaca. No se ha esclarecido de modo inequívoco si también la molécula previa proBNP existe también en el plasma. Pero se ha descrito (Hunt y col., Peptides, vol. 18, nº 10, 1475-1481, 1997), que en el plasma se puede detectar una porción menor del proBNP (1-108), pero que debido a la descomposición parcial rápida del extremo N-terminal faltan algunos aminoácidos. En la bibliografía técnica se denomina esta molécula como "high molecular weight-BNP".
En el documento WO 93/24531 (US 5,786,163) se describe un procedimiento inmunológico para la detección de proBNP N-terminal y los anticuerpos empleados para ello. Para la obtención los anticuerpos se emplean péptidos individuales de origen sintético de la secuencia del proBNP N-terminal. En principio la obtención de anticuerpos es posible por inmunización peptídica, pero la afinidad con la molécula en su conjunto es por lo general demasiado baja para poder lograr la sensibilidad requerida en un procedimiento de ensayo. Además se corre el riesgo de que, empleando péptidos, se obtengan anticuerpos que reconozcan por ejemplo el extremo C del péptido y, por tanto, se puedan fijar solamente sobre esta fracción de la molécula total. De ello se deriva que estos anticuerpos no puedan fijarse sobre la molécula en conjunto o que lo hagan de forma débil. En el documento WO 93/24531 se describen anticuerpos policlonales dirigidos contra un péptido individual derivado del proBNP N-terminal. Se pone de manifiesto que los anticuerpos obtenidos se fijan sobre el péptido de inmunización (aminoácidos 47-64) en formato de ensayo competitivo. Pero, se pone también de manifiesto que los anticuerpos son capaces de fijarse sobre el proBNP N-terminal nativo como molécula total de una muestra. Por otro lado, el ensayo sandwich descrito en WO 93/24531 no puede realizarse en una muestra del modo descrito, porque no se dispone de ningún material estándar apropiado y no se dispone de anticuerpos que se dirijan contra dos epítopes distintos.
Como material de muestra se describen en concreto en el WO 93/24531 muestras de sangre, en especial suero y plasma.
Otro problema del estado de la técnica es la sensibilidad del ensayo. En base al ensayo competitivo descrito en WO 93/24531, en el que el péptido 47-64 en forma marcada compite como trazador con una muestra o con el péptido estándar sin marcar 47-64 por la fijación con los anticuerpos policlonales de suero de conejo, después de una incubación de 48 horas se consigue solamente una competición muy moderada, de la que en el mejor de los casos puede derivarse un límite de detección de aprox. 250 fmol/ml. Esto no es suficiente ni para la diferenciación de las personas y los pacientes de insuficiencia cardíaca, ni para la clasificación diferenciada de las muestras de pacientes por el grado de gravedad de la insuficiencia cardíaca. Además, los períodos de incubación largos del ensayo competitivo no son aceptables para las mediciones rutinarias de las muestras en un laboratorio automatizado.
Hunt y col. (Clinical Endocrinology 47, 287-296, 1997) describen también un ensayo competitivo para la detección del proBNP N-terminal. Para ello se extrae la muestra de plasma antes de la medición de forma laboriosa, corriéndose el riesgo de destruir el analito y llegar a mediciones erróneas. El antisuero que se emplea se genera de modo similar al descrito en el WO 93/24531 por inmunización con un péptido sintético. Hunt y col. generan el antisuero por inmunización con los aminoácidos 1-13 del proBNP N-terminal, como patrón emplean el péptido de los aminoácidos 1-21. También en este ensayo se necesita un período de incubación largo. Después de una incubación de 24 horas se alcanza el límite de detección inferior de 1,3 fmol/ml.
En el estado de la técnica no existe ningún procedimiento para la detección del proBNP N-terminal, que con tiempos de incubación cortos permita una detección fiable y sensible del proBNP N-terminal nativo.
Es, pues, el objetivo de esta invención desarrollar un procedimiento para la detección de proBNP N-terminal en una muestra de orina que evite en su mayor parte los inconvenientes mencionados del estado de la técnica. Debería poder conseguirse sobre todo una sensibilidad elevada en el ensayo, para que pueda realizarse la diferenciación de las muestras procedentes de personas sanas y de pacientes de los grupos de I a IV según la NYHA.
Este objetivo se alcanza con el procedimiento definido en detalle en las reivindicaciones para la detección del proBNP N-terminal en una muestra. El procedimiento se caracteriza porque se emplean por lo menos dos anticuerpos, que reconocen diversos epítopes del proBNP N-terminal, y como muestra se emplea la orina.
Lo esencial del procedimiento de la invención es que se detecta el proBNP N-terminal nativo de muestra. Es decir, los anticuerpos tienen que ser capaces de reconocer y fijarse específicamente sobre la molécula intacta y el proBNP eventualmente no descompuesto (1-108) y a ser posible también sobre los fragmentos digeridos proteolíticamente de una muestra. En el procedimiento se emplean por lo menos dos anticuerpos distintos, que se fijan sobre diferentes epítopes del proBNP N-terminal. Los epítopes pueden ser epítopes lineales o epítopes llamados de conformación. Los epítopes están localizados con preferencia de manera que los dos anticuerpos puedan fijarse sobre ellos al mismo tiempo y no estén demasiado separados entre sí.
Dado que el método de la invención no permite diferenciar entre proBNP N-terminal, proBNP y péptidos muy afines (productos de descomposición), a continuación se entenderá por NT-proBNP la totalidad de todos los péptidos reconocidos en el procedimiento de ensayo, en especial el proBNP N-terminal ya conocido (1-76).
Según la invención se entiende por el término "epítope" el sitio de fijación existente en el reactivo de unión inmunológico, por ejemplo en un antígeno, sobre el cual se fija específicamente un anticuerpo. Un "epítope" se define por lo general de manera inequívoca con 6-8 aminoácidos. Según la invención, el reactivo de unión equivale al proBNP N-terminal o bien a una secuencia parcial del mismo. El epítope, sobre el que se fija el anticuerpo, es en tal caso una zona parcial del reactivo de unión. El epítope puede estar presente en forma lineal o en forma de epítope de conformación.
Mediante los dos anticuerpos de especificidad distinta es posible realizar un procedimiento de detección del analito más rápido que el modelo de ensayo competitivo laborioso del estado de la técnica. El procedimiento de detección de la invención puede realizarse por un método homogéneo o heterogéneo. Es preferido el método heterogéneo y es especialmente preferido el método sandwich que es familiar a los expertos.
Se lleva a cabo con preferencia un procedimiento para la determinación del proBNP N-terminal a través de los pasos siguientes:
a) reacción de la muestra con un primer anticuerpo específico del proBNP N-terminal, que lleva un grupo capaz de fijarse sobre la fase sólida, gracias al cual puede tener lugar la fijación sobre la fase sólida, o reacción de la muestra con un primer anticuerpo específico del proBNP N-terminal, que ya esté fijado sobre la fase sólida,
b) reacción de esta solución con el segundo anticuerpo, que reconoce un epítope distinto del NT-proBNP del que reconoce el primer anticuerpo, y lleva un marcador,
c) fijación del complejo inmune formado sobre una fase sólida, dicha fase sólida puede estar ya presente en el paso a),
d) separación de las fases sólida y líquida,
e) detección del marcador en una o en ambas fases.
Para la determinación cuantitativa se efectúa la misma medición con una cantidad definida de proBNP N-terminal como patrón y, después de la determinación de la muestra se realiza como paso f) una comparación de los valores medidos del patrón con el valor medido de la muestra y se cuantifica dicha comparación.
Se entiende por el término "anticuerpos" en el sentido de la invención los anticuerpos mono- o policlonales, quiméricos o humanizados o diversos que pueden obtenerse por modificaciones de ingeniería genética, así como todos los fragmentos, por ejemplo los F(ab')_{2}, Fab' y los fragmentos Fab, que los expertos ya conocen. Tiene que garantizarse únicamente la capacidad de fijación inmunológica específica sobre el proBNP N-terminal.
El primer anticuerpo, específico del proBNP N-terminal puede fijarse directamente sobre la fase sólida o bien la fijación sobre la fase sólida puede tener lugar de modo indirecto a través de un sistema de fijación específico. La fijación directa de este anticuerpo sobre la fase sólida se efectúa por métodos que los expertos ya conocen, por ejemplo por adsorción. Si la fijación se efectúa de modo indirecto a través de un sistema específico de fijación, entonces el primer anticuerpo es un conjugado formado por un anticuerpo contra el proBNP N-terminal y un reactivo del sistema de fijación específico.
Se entienden por sistema de fijación específico dos reactivos que pueden reaccionar específicamente entre sí. La capacidad de unión puede basarse en una reacción inmunológica o en otra reacción específica. Como sistema de fijación específico se emplea con preferencia una combinación de biotina y avidina o de biotina y estreptavidina. Otras combinaciones preferidas son la biotina y la antibiotina, el hapteno y el anti-hapteno, el fragmento Fc de un anticuerpo y el anticuerpo dirigido contra este fragmento Fc o un hidrato de carbono y lectina. Entonces, un reactivo del sistema de fijación específico forma parte del conjugado.
El otro reactivo del sistema específico de fijación del primer reactivo está presente en forma de recubrimiento de la fase sólida. Se emplea con preferencia la estreptavidina o la avidina. La fijación del otro reactivo del sistema de fijación específico sobre un material sustrato insoluble puede tener lugar por métodos habituales que los expertos ya conocen. Para ello es idóneo un enlace covalente y también una fijación de tipo adsorción.
Como fase sólida son idóneos los tubos de ensayo o las placas de microvaloración de poliestireno o de plásticos similares, cuya superficie interior está recubierta con un reactivo del sistema específico de fijación. Son también idóneas y especialmente preferidas las sustancias en forma de partículas, por ejemplo las partículas de látex, las partículas magnéticas, los materiales de tipo tamiz molecular, las partículas de vidrio, las mangueras de plástico y similares. Pueden utilizarse también sustratos laminares porosos, por ejemplo papel o nitrocelulosa. Se emplean con preferencia especial las bolas magnéticas, también llamadas "beads", que a su vez pueden estar recubiertas con el correspondiente reactivo del sistema de fijación específico antes descrito. Después de la reacción de detección, estas micropartículas pueden separarse de la fase líquida por ejemplo por filtración, centrifugación o, en el caso de las partículas magnéticas, por acción de un imán.
El segundo anticuerpo específico reconoce a un epítope del proBNP N-terminal distinto del que reconoce el primer anticuerpo. La distancia entre ambos epítopes dentro de la molécula tiene que ser lo suficientemente grande, para que sea posible la unión simultánea de los dos anticuerpos sobre el proBNP N-terminal sin que se entorpezcan o limiten, porque de lo contrario no se podría formar ningún complejo sandwich.
La detección de las reacciones de fijación específicas entre los anticuerpos contra el proBNP N-terminal y el proBNP N-terminal puede realizarse de diversas maneras. En general se marca el segundo anticuerpo. Los marcadores habituales son los cromógenos, los fluoróforos, las sustancias capaces de quimio- o electroquimioluminiscencia, los isótopos radiactivos, los haptenos, los marcadores enzimáticos o las sustancias que a su vez pueden formar un par de fijación específico, por ejemplo biotina/estreptavidina. La detección del complejo inmune se realiza entonces mediante la señal que emite el marcador. Por ejemplo, el segundo anticuerpo puede estar marcado con el hapteno digoxigenina. Este hapteno está fijado a su vez sobre otro anticuerpo específico de la digoxigenina. El anticuerpo específico de la digoxigenina está marcado a su vez con una enzima, por ejemplo una peroxidasa. La detección propiamente dicha se realiza entonces mediante la reacción de la peroxidasa con un sustrato apropiado, que se traduce en una variación del color o de la extinción.
Como muestra para la ejecución del procedimiento de detección del proBNP N-terminal se emplea la orina.
Además de los ensayos llamadas húmedos, en los que los reactivos están presentes en fase líquida, pueden utilizarse también otros formatos habituales de ensayo seco, que son idóneos para la detección de antígenos, haptenos, péptidos, proteínas, anticuerpos, etc. Estos ensayos secos o tiras analíticas, como los descritos en el documento EP-A-0 186 799, contienen en general todos los componentes sobre un sustrato, excepto la muestra que se tendrá que analizar. La reacción de detección se efectúa poniendo en contacto la tira analítica con la muestra líquida.
El procedimiento de la invención se caracteriza porque el límite inferior de detección del proBNP N-terminal se sitúa por debajo de 1 fmol/ml (equivalente a 1 pmol/l). La alta sensibilidad de la invención, de < 1 fmol/ml, se consigue sin períodos prolongados de incubación. En total, la duración del procedimiento practicado en una placa de microvaloración es inferior a 2 horas, con preferencia en los ensayos de detección más sensibles, como es la electroquimioluminiscencia, la duración es de 15 minutos. Un límite superior del procedimiento de detección en lo que respecta a la concentración a detectar prácticamente no existe. El límite superior tecnológico viene dado en general por el método de medición empleado. El procedimiento detecta también en principio las concentraciones de proBNP N-terminal muy elevadas.
Otra ventaja del procedimiento de la invención es la buena diferenciación de las muestras de pacientes con y sin insuficiencia cardíaca a partir de los valores obtenidos en las mediciones. El procedimiento de detección es tan sensible que incluso puede efectuarse la diferenciación entre pacientes sin enfermedad coronaria y pacientes que tienen una insuficiencia cardíaca débilmente acusada o que se inicia lentamente de los grupos I y II según la asociación NYHA. El reconocimiento precoz de una insuficiencia cardíaca incipiente puede influir en el tratamiento medicamentoso temprano y, de este modo, prolongar considerablemente la supervivencia del paciente.
Se describe además un proBNP N-terminal obtenido por métodos recombinantes. Se entiende por proBNP N-terminal la parte N-terminal desgajada de la molécula previa de proBNP, cuyo tamaño es de 108 aminoácidos. Se entienden también por proBNP N-terminal las porciones del mismo, que pueden aparecer en la sangre como consecuencia de reacciones de descomposición de esta molécula.
En el estado de la técnica no se conoce hasta el presente ningún proBNP N-terminal recombinante, porque su obtención no es fácil, debido a que la secuencia de aminoácidos es corta. Por la aparición de secuencias erróneas y la fuerte reducción del rendimiento por ciclo de síntesis, la síntesis química de un péptido de más de 30 aminoácidos no es una buena alternativa si se compara con la obtención recombinante en un organismo hospedante.
Sin embargo, para un procedimiento de detección de diagnóstico se necesita siempre un material patrón o de control, mediante el cual por un lado puede efectuarse la determinación cuantitativa del analito y, por otro lado, puede comprobarse la capacidad funcional del ensayo. Si quiere obtenerse un resultado cuantitativo, entonces tendrá que realizarse un calibrado cuantitativo definido mediante una serie de patrones. Tal calibrado es también oportuno cuando el material empleado como patrón se comporta en el ensayo inmnológico de manera igual o muy similar al analito. Es esencial que el patrón tenga una similitud estructural y sobre todo inmunológica lo suficientemente grande con el analito para que la fijación del patrón sobre el anticuerpo de detección se realice de manera que después pueda tener también lugar la fijación sobre la molécula nativa de la muestra.
En el estado de la técnica no se dispone de semejante material patrón para el procedimiento de detección del proBNP N-terminal. Solamente se han descrito péptidos sintéticos cortos. Según la invención es posible por primera vez obtener mediante la síntesis genética una secuencia de DNA que codifica al proBNP N-terminal y después lograr la expresión recombinante del proBNP N-terminal en E. coli. El procedimiento se describe en el ejemplo
1.
Se describe, pues, el uso del proBNP N-terminal recombinante como patrón en un procedimiento de detección de proBNP N-terminal en una muestra mediante por lo menos dos anticuerpos, que reconocen diferentes epítopes del proBNP N-terminal.
Para fines de inmunización hasta ahora se emplean en el estado de la técnica solamente péptidos cortos, derivados del proBNP N-terminal. El inconveniente de las inmunizaciones peptídicas estriba en que por lo general solo se obtienen anticuerpos muy poco afines o bien los anticuerpos obtenidos solamente reaccionan con epítopes lineales y no pueden fijarse sobre el antígeno nativo doblado existente en la muestra (ver ejemplo 3).
Es importante, pues, para las inmunizaciones destinadas a la obtención de anticuerpos utilizar un inmunógeno que tenga una similitud suficientemente grande con el analito que se pretende detectar. Solo así se asegura que los anticuerpos se fijarán con alta afinidad sobre el analito nativo existente en la muestra.
Se describe, pues, también el uso del proBNP N-terminal recombinante como inmunógeno para la obtención de anticuerpos contra el proBNP N-terminal.
Se describen además anticuerpos contra el proBNP N-terminal recombinante. La definición del término anticuerpo se ajusta a la definición de los párrafos de la ejecución del ensayo. Los anticuerpos de la invención reconocen con preferencia los epítopes específicos de la porción N-terminal del proBNP N-terminal, que tiene un tamaño de 76 aminoácidos, con preferencia el fragmento de los aminoácidos 10-66, con preferencia especial el fragmento de los aminoácidos 10-50 o 10-38. Cuando los epítopes reconocidos por los anticuerpos están localizados de esta manera, es conveniente que también el proBNP N-terminal, que en una muestra se haya empezado a digerir proteolíticamente desde los extremos, siga conservando estos epítopes. Por ello, la estabilidad del analito dentro de la muestra es de importancia digamos secundaria. Los epítopes de las regiones preferidas del proBNP N-terminal pueden ser lineales o estar presentes en forma de epítopes de conformación.
Se describen, pues, también anticuerpos monoclonales producidos por las líneas celulares MAK M 10.1.1 y MAK M 13.4.14, depositadas y registradas con fecha 26.01.1999 en la colección alemana DSMZ - Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Braunschweig, Alemania. Los anticuerpos producidos por las dos líneas celulares mencionadas son anticuerpos de tipo IgG. Las líneas celulares M 10.1.11 y M 13.4.14 son también objeto de esta invención.
Se describen anticuerpos, que, producidos de manera equivalente por las líneas celulares M 10.1.11 y M 13.4.14, son capaces de fijación específica sobre el proBNP N-terminal. Con la expresión "anticuerpos producidos de manera equivalente" se entiende que los anticuerpos se obtienen por inmunización con pro-BNP N-terminal recombinante.
Se describen también procedimientos para la obtención de anticuerpos, que se fijan específicamente sobre el proBNP N-terminal.
La obtención de anticuerpos policlonales se efectúa con preferencia mediante los pasos de: inmunización de un organismo adecuado, por ejemplo ovejas, con el proBNP N-terminal obtenido por métodos recombinantes, aislamiento de los anticuerpos, exploración en busca de los epítopes más reactivos y purificación de los anticuerpos por inmunosorción en péptidos idóneos. Tal procedimiento se describe en el ejemplo 2.
La obtención de anticuerpos monoclonales se efectúa con preferencia mediante los pasos: inmunización de un organismo adecuado, por ejemplo ratones, con el proBNP N-terminal obtenido por métodos recombinantes y selección de los clones en lo que respecta a la reactividad de los anticuerpos con el proBNP N-terminal nativo de diversos conjuntos de sueros de pacientes. Tal procedimiento se describe en el ejemplo 3.
Los ejemplos siguientes ilustran la invención con mayor detalle.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 1 Procedimiento para la obtención del proBNP N-terminal recombinante (1-76) 1. Clonación del proBNP N-terminal recombinante
Se obtiene la secuencia de nucleótidos del proBNP N-terminal (secuencia de aminoácidos 1-76) por síntesis genética. Para conseguir una expresión óptima del gen en E. coli se ajusta la secuencia de DNA a los codones empleados con mayor frecuencia en la E. coli. Las secuencias de los oligonucleótidos empleadas para la síntesis del gen son las siguientes:
Pro5' (SEQ ID NO 1):
1
Pro1hum (SEQ ID NO 2):
2
Pro2hum (SEQ ID NO 3):
3
Pro3hum (SEQ ID NO 4):
4
Pro4hum (SEQ ID NO 5):
5
Pro3' (SEQ ID NO 6):
6
La síntesis del gen se realiza con estos cebadores por PCR (polymerase chain reaction). Se clona el gen amplificado en un vector idóneo, p.ej. en el vector pUC19 y se secuencia. Para la clonación del gen en el vector de expresión pQE8 se corta el gen por los sitios de restricción Bam HI e Hind III del vector pUC19, se liga en el vector pQE8, que permite la expresión de proteínas con marcador histidina N-terminal y se transforma en E. coli M15 [pREP4].
2. Expresión del proBNP N-terminal en E. coli
Para la expresión del gen en E. coli se inocula un cultivo de una noche de un clon de E. coli recombinante 1/60 en caldo de cultivo Luria (con 100 \mug/ml de ampicilina y 50 \mug/ml de canamicina) y se induce en una densidad óptica (OD) 550 de 1 con IPTG (isopropiltiogalactósido; concentración final: 1 mM). Después de la inducción, los cultivos se siguen incuban a 37ºC durante 4 horas más. Se centrifugan los cultivos y el culote celular se recoge en tampón fosfato Na 50 mM, pH = 8,0, NaCl 300 mM. Después de la disgregación de la suspensión celular con ultrasonidos se centrifuga la suspensión y se introduce el líquido sobrenadante en una columna de Ni-NTA (nitrilo-triacetato). Después de un paso de lavado con tampón fosfato Na 50 mM, pH = 8,0, NaCl 300 mM, imidazol 20 mM, se eluye el proBNP N-terminal marcado con histidina con tampón fosfato Na 50 mM, pH = 8,0, NaCl 300 mM, imidazol 300 mM. Se reúnen las fracciones eluidas y se dializan frente a Tris 50 mM, pH = 8,0. Para separar las impurezas se introduce el líquido dializado en una columna de Q-Sepharose. Se determina la masa del proBNP N-terminal purificado por MALDI-TOF.
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Ejemplo 2 Síntesis de anticuerpos policlonales contra pro-BNP N-terminal 1. Inmunización
Se inmunizan ovejas con proBNP N-terminal recombinante (1-76) en adyuvante completo de Freund. La dosis aplicada a cada animal es de 0,1 mg. Las inmunizaciones se repiten cada 4 semanas a lo largo de 10 meses. 6 semanas después de la primera inmunización y después una vez al mes se extraen muestras de suero y se analizan para determinar la sensibilidad y la concentración.
2. Purificación de los anticuerpos policlonales del suero de ovejas
Del suero en bruto de una oveja inmunizada con proBNP N-terminal recombinante se eliminan los componentes lípidos por deslipidación con Aerosil (del 1,5%). Después se precipitan las inmunoglobulinas con sulfato amónico (2M). Se dializa el precipitado disuelto frente a KPO_{4} 15 mM, NaCl 50 mM, pH = 7,0, y se cromatografía en columna DEAE-Sepharose. La fracción IgG, PAK<NT-pro-BNP rec.>S-IgG(DE) se encuentra en el eluyente.
3. Cromatografía de afinidad secuencia para la síntesis de anticuerpos policlonales específicos de NT-pro-BNP
Para la purificación de anticuerpos policlonales específicos de NT-proBNP, dirigidos contra los aminoácidos 1-21, PAK<NT-pro-BNP rec.>M-IgG(IS,1-21), se emplea el péptido biotinilado C-terminal HPLGSPGSASDLETS
GLQEQR-Bi (1-21-Bi, SEQ ID NO: 7). Se prepara la matriz de afinidad por carga de 10 ml de partículas de polímero metacrilato recubiertas con estreptavidina (Boehringer Mannheim, art. nº 1529188) con 1 mg del péptido
(1-21-Bi).
Con 10 ml de la matriz de afinidad se rellena la columna y se equilibra con KPO_{4} 50 mM, NaCl 150 mM,
pH = 7,5 (PBS). Para el primer paso de la cromatografía de afinidad secuencia se introducen en la columna 850 mg de PAK<NT-pro-BNP>SIgG (DE). Se retira el eluyente se recoge para un segundo paso (ver más abajo). Se lava la columna con PBS y KPO_{4} 20 mM, NaCl 500 mM, 0,1% de Triton X-100, 0,5% de ácido desoxicólico Na, pH = 7,5. La IgG fijada específicamente sobre la matriz de afinidad se eluye con el tampón ImmunoPure® Gentle Ag/Ab Elution Buffer (Pierce, producto nº 21013). Se regenera la matriz de afinidad con ácido propiónico 1M y se almacena en PBS/NaN_{3}.
De igual manera se emplea el péptido Bi-ELQVEQTSL (Bi-30-38, SEQ ID NO: 8) para la preparación de la matriz de afinidad destinada a la purificación de inmunoglobulinas específicas de NT-proBNP, dirigidas con los aminoácidos 30-38. El PAK<NT-pro-BNP rec.>M-IgG(IS,30-38) se obtiene del eluyente de la primera purificación de afinidad.
4. Biotinilización del PAK<NT-pro-BNP>S-IgG(IS,1-21)
Los anticuerpos purificados por afinidad se dializan frente al tampón de biotinilización (KPO_{4} 100 mM, NaCl 70 mM, pH = 8,0) y después se ajusta la solución a una concentración de proteínas de 1 mg/ml. Se disuelve el éster D-biotinoil-aminocapronato de N-hidroxisuccinimida en DMSO y se mezcla con la solución de anticuerpos en una proporción molar de 1:7,5. Se interrumpe la reacción por adición de L-lisina y se elimina el exceso de reactivo marcador por diálisis.
5. Digoxigenilización del PAK<NT-pro-BNP>S-IgG(IS,30-38)
Se dializan los anticuerpos purificados por afinidad frente al tampón de digoxigenilización (KPO_{4} 100 mM, NaCl 70 mM, pH = 7,6) y después se ajusta la solución a una concentración de proteínas de 1 mg/ml. Se disuelve el éster digoxigenina-3-CME de N-Hidroxi-succinimida en DMSO y se mezcla con la solución de anticuerpos en una proporción molar de 1:5. Se interrumpe la reacción por adición de L-lisina y se elimina el exceso de reactivo marcador por diálisis.
Ejemplo 3 Preparación y exploración de los anticuerpos monoclonales contra el proBNP N-terminal (1-76) 1. Preparación de anticuerpos monoclonales contra NT-pro-BNP (1-76)
Se inmunizan ratones balb/c, de 8-12 semanas de edad, con 100 \mug de antígeno proBNP N-terminal recombinante, con adyuvante completo de Freund, por vía intraperitoneal. Pasadas 6 semanas se efectúan otras tres inmunizaciones a intervalos de 4 semanas. Una semana después de la última inmunización se efectúa una extracción de sangre y se determina la concentración de anticuerpos en el suero de los animales sometidos a la prueba. De los ratones que reaccionan positivamente se obtienen linfocitos B del bazo de estos animales, que se fusionaron con una línea celular permanente de mieloma. La fusión se realiza por el procedimiento conocido de Köhler y Millstein (Nature 256, pp. 495 - 497, 1975). Los cultivos primarios formados de células híbridas se clonan del modo habitual, p.ej. empleando un clasificador celular comercial o por "limiting dilution". Se procesan a continuación solo los cultivos de clones que en un procedimiento idóneo de ensayo, por ejemplo un inmunoensayo enzimático (procedimiento ELISA), reaccionan positivamente con un proBNP N-terminal recombinante y reconocen al proBNP N-terminal natural en sueros de pacientes (véase el punto 2.). De este modo se obtienen varias líneas celulares de hibridoma, que producen los anticuerpos monoclonales de la invención.
Para producir los ascites se inyectan 5 x 10^{6} células de hibridoma por vía intraperitoneal en ratones balb/c, que se han tratado previamente con 0,5 ml de Pristan. Pasadas 2-3 semanas se puede extrae líquido ascítico de la cavidad abdominal de los ratones. De este líquido pueden aislarse los anticuerpos por el método habitual. Estos anticuerpos monoclonales se dirigen específicamente contra el proBNP N-terminal humano. A continuación se llamarán MAK M 10.1.11 y MAK M 13.4.14, respectivamente. Ambos anticuerpos monoclonales pertenecen al subgrupo IgG1,cappa.
De este modo se pudieron aislar las dos líneas celulares de clones M 10.1.11 y M 13.4.14, que se han deposita en la colección alemana DSMZ, tal como se ha mencionado antes.
2. Ensayo de exploración de anticuerpos contra péptidos proBNP y NT-proBNP recombinante
Para detectar la presencia y especificidad de los anticuerpos contra el NT-proBNP en el suero de ratones inmunizados, en líquidos sobrenadantes de cultivos de células híbridas o en líquidos ascíticos, se evalúan los clones con arreglo a los siguientes principios experimentales:
a) reactividad con el proBNP N-terminal recombinante
Se recubren placas de microvaloración (empresa Nunc, Maxisorb), con 2,5 \mug/ml de NT-pro-BNP recombinante como antígeno en tampón de carga (empresa Boehringer, carbonato/bicarbonato sódico 0,2 M, pH = 9,3-9,5, nº de cat. 726 559) 100 \mul/hoyo, a temperatura ambiente con agitación durante 1 hora. El tratamiento posterior se realiza en tampón PBS (solución salina tamponada con fosfato, empresa Oxid, código BR 14a) y un 1% de Byco C, durante 30 minutos. Después se lava con tampón de lavado (solución de cloruro sódico al 0,9% y Tween 20 al 0,05%). La incubación de anticuerpos se realiza con 100 \mul/hoyo, a temperatura ambiente con agitación durante 1 hora. Después se lava de nuevo dos veces con la solución de lavado. Se realiza otra incubación con el anticuerpo de detección: conjugado de PAK<M-Fc\gamma>S-Fab-peroxidasa (Boehringer Mannheim, nº de cat. 1500 686), 100 mU/ml, 100 \mul/hoyo, a temperatura ambiente con agitación durante 1 hora. Después de un nuevo paso de lavado con tampón de lavado se determina la actividad de peroxidasa por el método habitual (por ejemplo con ABTS®, 30 minutos a temperatura ambiente), y se lee la diferencia de extinciones en mE, a 405 nm con un lector de ELISA.
b) Reactividad con péptidos proBNP N-terminales
En este caso se fijan sobre las placas de microvaloración recubiertas con estreptavidina los conjugados de péptidos proBNP y biotina de las secuencias 1-10, 8-18, 1-21, 16-30, 30-38, 39-50, 50-63 o 64-76 como antígenos, 250 ng/ml en tampón PBS (solución salina tamponada con fosfato, empresa Oxid, código: BR 14a) con 0,5% de Byco C, 100 \mul/hoyo, a temperatura ambiente con agitación durante 1 hora. A continuación se lava con tampón de lavado (solución de cloruro sódico al 0,9%, Tween 20 al 0,05%). La incubación de los anticuerpos y la reacción de detección se realizan del modo descrito en el apartado a). Gracias a la reactividad con determinados péptidos NT-proBNP se puede encontrar la posición del epítope.
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c) Reactividad con proBNP N-terminal nativo en muestras de pacientes
Se recubren placas de microvaloración (empresa Nunc, Maxisorb), con 5 \mug/ml de PAK<pro-BNP humano>S-IgG (IS,(1-21) o bien (30-38) S-IgG en tampón de carga (empresa Boehringer, carbonato/bicarbonato sódico 0,2 M, pH = 9,3-9,5, nº de cat. 726 559) 100 \mul/hoyo, a temperatura ambiente con agitación durante 1 hora. El tratamiento posterior se realiza en tampón PBS (solución salina tamponada con fosfato, empresa Oxid, código BR 14a) y un 1% de Byco C, durante 30 minutos. Después se lava con tampón de lavado (solución de cloruro sódico al 0,9% y Tween 20 al 0,05%). La incubación con antígeno nativo en plasma del paciente, diluido en tampón PBS, se realiza con 100 \mul/hoyo, a temperatura ambiente con agitación durante 1 hora. Después de un nuevo paso de lavado se realiza la incubación de anticuerpos con 100 \mul/hoyo, a temperatura ambiente con agitación durante 1 hora. Después se lava de nuevo dos veces con la solución de lavado y se realiza otra incubación con el anticuerpo de detección: conjugado de PAK<M-Fc\gamma>S-Fab-peroxidasa (Boehringer Mannheim, nº de cat. 1500 686), 100 mU/ml, 100 \mul/hoyo, a temperatura ambiente con agitación durante 1 hora. Después de un nuevo paso de lavado con tampón de lavado se determina la actividad de peroxidasa por el método habitual (por ejemplo con ABTS®, 30 minutos a temperatura ambiente), y se lee la diferencia de extinciones en mE, a 405 nm con un lector de ELISA.
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3. Resultados: modelos de reacción de anticuerpos monoclonales y policlonales contra el proBNP N-terminal a) Reactividad de los MAK (c = 5 \mug/ml) obtenidos de la inmunización con péptidos proBNP N-terminales
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TABLA 1
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7
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Los anticuerpos monoclonales obtenidos por inmunizaciones con diferentes péptidos reaccionan con gran intensidad con los péptidos correspondientes. La reactividad con el proBNP N-terminal recombinante solo se reconoce en 2 anticuerpos monoclonales, mientras que con el proBNP N-terminal nativo no se observa ninguna reacción en el conjunto de pacientes (ver tabla 1).
b) Reactividad de los anticuerpos monoclonales (MAK) obtenidos por inmunización con el proBNP N-terminal recombinante TABLA 2
8
Los anticuerpos monoclonales obtenidos de la inmunización con el proBNP N-terminal recombinante reaccionan de modo aislado con péptidos, pero con gran intensidad con el proBNP N-terminal recombinante o con el proBNP N-terminal nativo en un grupo de pacientes. La no reacción de anticuerpos monoclonales individuales con los péptidos apunta al reconocimiento de los llamados epítopes de conformación (ver tabla 2).
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c) Reactividad de los PAK obtenidos de la inmunización con el proBNP N-terminal recombinante
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TABLA 3
10
El PAK obtenido reacciona con la máxima intensidad con los péptidos 1-21 y 30-38. Por este motivo se eligen estos epítopes y el PAK se inmunosorbe positivamente mediante estos péptidos. El PAK inmunosorbido con el péptido 1-21 reacciona con la máxima intensidad con la región 8-20 y de modo claramente debilitado con la secuencia N-terminal 1-10. Los PAK inmunosorbidos reaccionan con gran intensidad con el proBNP N-terminal recombinante y en el formato sandwich PAK/PAK con la muestra nativa (ver tabla 3).
Ejemplo 4 Inmunoensayo de alta sensibilidad para la determinación de NT-pro-BNP
Mediante los anticuerpos obtenidos en los ejemplos 2 y 3 se puede montar un inmunoensayo muy sensible. En general son idóneos todos los formados de ensayo, en los que se emplean 2 anticuerpos con reconocimiento de epítopes distintos. Como ejemplo se describe un ensayo llamado ELISA sandwich.
Como fase sólida se emplea una placa de microvaloración (MTP) recubierta con estreptavidina. Se pipetean en los hoyos de la MTP 10 \mul de muestra sin tratar o de calibrador junto con 100 \mul de tampón, que contiene los dos anticuerpos específicos de epítopes, y se incuban a temperatura ambiente durante 1 hora. Como anticuerpos se emplean 1 \mul/ml de PAK biotinilado<NT-pro-BNP rec.>S-IgG(IS, 1-21) y 0,5 \mug/ml PAK digoxigenilado<NT-pro-BNP rec.>S-IgG(IS,30-38). A continuación se extrae la solución por succión y se lava 3x con 350 \mul de tampón de lavado. Seguidamente se añaden con pipeta 100 \mul de solución de conjugado y se incuba de nuevo a temperatura ambiente durante 1 h. Como conjugado se emplea un conjugado de anticuerpo anti-digoxina/POD en una concentración de 100 mIU/ml. Después se extrae la solución de conjugado por succión y se lava 3x con 350 \mul de tampón de lavado. Finalmente se pipetea a los hoyos una solución de sustrato ABTS® y se mide a temperatura ambiente durante 30 minutos. Una vez finalizados los 30 minutos de reacción de sustrato se mide inmediatamente la placa de microvaloración con un lector de MTP a una longitud de onda de 405 nm frente a la longitud de onda de referencia de 495 nm.
Para la determinación de la sensibilidad se traza una curva de calibrado y se determina la precisión del patrón cero (n = 21). Como calibrador se emplea el EDTA-plasma humano, que se guarda con proBNP N-terminal recombinante en la concentración necesaria. Como patrón cero se emplea el plasma bovino. Los resultados se recogen en la
tabla 4.
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TABLA 4
11
En base a la pendiente de la curva de calibrado de 22,5 mE x ml/fmol y una desviación estándar (SD) de 5,7 mE se obtiene según la fórmula de Kaiser el siguiente límite inferior de detección (LID):
LID = 3 SD_{patrón cero}/pendiente curva calibrado = 3 x 5,7/22,5 = 0,75 fmol/ml
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Ejemplo 5 Determinación de la estabilidad de las muestras de proBNP N-terminal
Con el ensayo ELISA sandwich descrito en el ejemplo 4 se determina la estabilidad del analito proBNP N-terminal. Para ello se extrae sangre de 4 pacientes del grupo II-III según la asociación NYHA mediante tubos de recogida que contienen EDTA y se guarda a temperatura ambiente durante 3 días. Cada día se saca una muestra y se determina el contenido de proBNP N-terminal. La muestra de referencia y las muestras para determinar la estabilidad del plasma con EDTA se enfrían inmediatamente a 4ºC - 8ºC y se centrifugan durante 15 minutos. Se guardan los plasmas con EDTA a 4ºC y a temperatura ambiente y se efectúan mediciones en diferentes momentos a lo largo de un período de prueba de 24 horas.
Los resultados se recogen en la tabla 5.
TABLA 5
12
Estos datos confirman que el proBNP N-terminal dentro del período de prueba estudiado es completamente estable y, por tanto, puede emplearse como parámetro rutinario. Este resultado está en contradicción con la bibliografía técnica (Hunt y col., Clinical Endocrinology 47, 287, 1997) y confirma la hipótesis de que con la elección y el diseño de este formato de ensayo con 2 anticuerpos específicos, cuyos epítopes no están situados en los extremos exteriores del analito, se puede influir en la estabilidad del analito.
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Ejemplo 6 Determinación de la sensibilidad de diagnóstico del ensayo del proBNP N-terminal
Para determinar la sensibilidad de diagnóstico se emplea de nuevo el ensayo descrito en el ejemplo 4. Para ello se analizan 114 personas sanas y 235 pacientes que se incluyen en los grupos de I a IV de la clasificación NYHA. Normalmente es muy importante diferenciar entre personas sanas y pacientes del grupo I de la NYHA.
Con este ensayo muy sensible se determina en 110 donantes de sangre sanos un valor de mediana de 6,6 fmol/ml de NT-proBNP con una desviación estándar de 7,3 fmol/ml. El valor más bajo encontrado es de 0,2 fmol/ml. Esto indica claramente que es necesaria una sensibilidad de < 1,0 fmol/ml para analizar exactamente el intervalo de referencia. Con esta distribución se halla un intervalo de valor normal superior (97,5% percentiles) de 26,6 fmol/ml.
Suponiendo un intervalo de valores de referencia de 0 - 26,6 fmol/ml, de los 233 pacientes incluidos en los grupos I-IV de la clasificación NYHA solamente 16 pacientes presenta un valor dentro del intervalo normal. Esto equivale a una sensibilidad clínica del 93,3%. Si se toman en consideración solamente los pacientes incluidos en el grupo I de la clasificación NYHA, entonces se reconocen positivamente 30 de los 37 pacientes, esto equivale a una sensibilidad del 81,1%.
Este resultado confirma que con este ensayo muy sensible del proBNP N-terminal puede realizarse una diferenciación clara entre pacientes de insuficiencia cardíaca del grupo I de la clasificación NYHA y las personas pertenecientes al colectivo normal. Esto no se conseguía hasta ahora con los ensayos disponibles del estado de la técnica (Dagubatti y col., Cardiovascular Research 36, 246, 1997).
<110> Roche Diagnostics GmbH; F. Hoffmann-La Roche AG
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<120> Procedimiento para la detección de proBNP N-terminal
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<130> 18931EP1-IR
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<140>
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<141>
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<160> 8
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<170> PatentIn Ver. 2.1
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<210> 1
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<211> 17
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<212> DNA
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<213> E. coli
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
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\hskip1cm13
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
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<211> 79
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<212> DNA
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<213> E. coli
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
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\hskip1cm14
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
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<211> 70
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<212> DNA
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<213> E. coli
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 3
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\hskip1cm15
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 4
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<211> 71
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<212> DNA
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<213> E. coli
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 4
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\hskip1cm16
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 87
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
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<213> E. coli
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 5
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\hskip1cm17
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 6
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<211> 19
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<212> DNA
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<213> E. coli
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 6
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\hskip1cm18
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 7
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> E. coli
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 7
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip1cm19
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 8
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 9
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<212> PRT
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<213> E. coli
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 8
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip1cm20

Claims (7)

1. Procedimiento para la detección de proBNP N-terminal en una muestra con por lo menos dos anticuerpos, que reconocen epítopes distintos del proBNP N-terminal, caracterizado porque como muestra se emplea orina.
2. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque los anticuerpos se pueden fijar simultáneamente sobre el proBNP N-terminal.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque el procedimiento se efectúa en forma de procedimiento heterogéneo.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el procedimiento se realiza en un formato de ensayo seco.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque gracias a los valores obtenidos se puede realizar una diferenciación entre las muestras de los personas sanas y las muestras de los pacientes de insuficiencia cardíaca pertenecientes a los grupos de I a IV de la clasificación NYHA.
6. Procedimiento según la reivindicación 5 caracterizado porque gracias a los valores obtenidos se puede efectuar una diferenciación entre las muestras de las personas sanas y las muestras de pacientes del grupo I de la NYHA.
7. Uso del procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores para la diferenciación entre muestras de personas sanas y muestras de pacientes de los grupos de I a IV de la NYHA.
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