ES2335485T3 - Peptidos y acidos nucleicos de la familia de catelicidina, derivados de pez, y usos de los mismos. - Google Patents
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Abstract
Polipéptido aislado que tiene actividad antimicrobiana, que comprende la secuencia de aminoácidos RPG-G/V- GS-X-I/P-G (SEC ID NO: 19).
Description
Péptidos y ácidos nucleicos de la familia de
catelicidina, derivados de pez, y usos de los mismos.
La presente invención se refiere a moléculas que
tiene actividad antimicrobiana e inmunoestimuladora, y en
particular, a péptidos antimicrobianos e inmunoestimuladores de la
familia de las catelicidinas.
Los vertebrados han desarrollado una amplia gama
de mecanismos para contrarrestar las infecciones por microbios.
Entre éstos se incluyen la generación de moléculas inorgánicas
microbicidas, tales como especies de oxígeno activo, mediante
células fagocíticas especialistas, así como sistemas defensivos
mediados por enzimas o células más sofisticados.
Se conoce que los mamíferos producen un conjunto
de péptidos antimicrobianos que ejercen principalmente sus efectos
a través de la interacción la membrana celular microbiana. Una de
estas familias es la familia de las catelicidinas.
Las catelicidinas se sintetizan como
prepropéptidos en células mieloides, se procesan mediante la
eliminación del péptido señal y se almacenan como propéptidos en
los gránulos citoplasmáticos de los leucocitos neutrófílos. El
propéptido contiene el dominio de Caterina bien conservado,
característico de la familia, y no es por sí mismo microbicida. La
razón del alto grado de conservación no está clara, pero la
prosecuencia puede tener un papel en dirigir el propéptido a los
gránulos o asegurar la maduración proteolítica adecuada.
La actividad antimicrobiana reside en el péptido
maduro, el cual se libera por división del propéptido mediante
elastasa. La división con elastasa tiene lugar predominantemente en
el extremo C-terminal de los residuos de valina y
ocasionalmente, después de residuos de alanina.
La familia de catelicidinas se divide en cinco
grupos diferentes según la estructura del péptido maduro
antimicrobiano, las secuencias del cual son altamente variables. La
familia incluye péptidos con dos enlaces disulfuro (protegrinas),
péptidos con un enlace disulfuro (dodecapéptido cíclico), péptidos
ricos en residuos de prolina y arginina con módulos cortos
dispuestos en repeticiones en tándem (bactenecinas,
PR-39, profeninas); péptidos ricos en residuos de
triptófano (indolicidina, PMAP-23), y péptidos con
una estructura helicoidal (PMAP-36 y -37, CAP18,
FALL-39) (Zanetti et al., 1995).
Entre las bactenecinas bovinas se incluyen tres
repeticiones en tándem de un tetradecámero caracterizado por varios
tripletes Pro-Arg-Pro espaciados por
aminoácidos hidrofóbicos individuales (Frank et al., 1990).
Las profeninas de cerdo contienen tres repeticiones perfectas de un
decámero FPPPNFPGPR (Harwig et al., 1995).
El mecanismo de acción de estos péptidos varía
desde permear rápidamente la membrana bacteriana hasta la
inhibición de la síntesis macromolecular en bacterias gram
negativas. Además de la actividad microbiana, algunos péptidos son
capaces de neutralizar los efectos de LPS, inducir la reparación de
heridas e inhibir la degradación de tejidos como parte de la
protección del huésped.
Un análogo de la protegrina-1 se
encuentra en las pruebas clínicas para el tratamiento de la
mucositis oral polimicrobiana (Chen et al. Biopolymers
(Peptide Science) 55: 88-98 (2000)).
Los presentes inventores han clonado ahora un
ADNc de trucha arco iris que contiene un marco de lectura abierto
que se cree que codifica el primer ejemplo de una catelicidina que
no es de mamífero. Esto se consiguió de manera inesperada cuando se
investigaba la presencia de genes relacionados con
IL-1\beta en trucha arco iris.
Tal como se ha descrito anteriormente, las
catelicidinas se sintetizan habitualmente in vivo como
prepropéptidos, que tienen un péptido señal, una parte de
propéptido y una parte de péptido maduro. La catelicidina particular
descrita en los ejemplos cumple con esta estructura general
mostrada en la figura 10; las secuencias de ADNc y la secuencia de
aminoácidos predicha se muestran en la figura 8 y mediante las SEC
ID Nos 1 y 2, y 20 y 21.
Aunque el clon de ADNc obtenido era incomplete,
los primeros 20 aminoácidos de la secuencia de polipéptido predicha
tenían las características de un péptido señal, sugiriendo que el
marco de lectura abierto estaba ampliamente completo, con muy poco
por clonar. La secuencia del ORF de longitud completa mostrada en la
SEC ID No. 20 (de los nucleótidos 5 a 655) confirma esto, el ORF de
longitud completa que codifica sólo dos aminoácidos más que el
mostrado en la figura 8.
La secuenciación del ORF de longitud completa
reveló la presencia de cuatro polimorfismos de nucleótidos
individuales, tres de los cuales se prevé que den lugar a una
variación del aminoácidos codificado. Cuando una secuencia mostrada
en la presente invención incluye uno o más polimorfismos, todas las
permutaciones individuales en las secuencias que surgen de estos
polimorfismos se consideran que están descritas y forman parte de la
presente invención.
En este documento, los nucleótidos o residuos de
aminoácidos se numeran como en la figura 8, SEC ID No. 1 y SEC ID
No. 2, excepto si se indica lo contrario.
Aunque aún deben confirmarse los sitios de
división proteolítica, se cree que los aminoácidos 21 a 148 de la
SEC ID No. 2 constituyen la región propéptido, y los aminoácidos 149
a 214 el péptido antimicrobiano "maduro".
La región propéptido propéptido (SEC ID Nos: 3 y
4, 22 y 23) contiene dos secuencias firma de catelina - residuos 28
a 44 (SEC ID Nos. 5 y 6) y 75 a 97 (SEC ID Nos. 7 y 8). Un
polimorfismo en la región de propéptido proporciona una secuencia
alternativa para firma de catelina de residuos 28 a 44, mostrados
como las SEC ID Nos. 24 y 25. Se prevé además que la región
propéptido contiene dos enlaces disulfuro internos, entre los
residuos de cisteína 82 y 93 y 104 y 128 de SEC ID No. 2. La región
propéptido no tiene más de un 29% de similitud a nivel de
aminoácidos con cualquier secuencia publicada de catelicidina de
mamífero.
La región del péptido antimicrobiano de 66
aminoácidos (SEC ID No. 9 y 10, 26 y 27) tiene similitudes con dos
grupos de catelicidinas de mamífero. Se prevé que tiene un puente
disulfuro interno entre los residuos 151 y 157 de la SEC ID No. 2,
característico del grupo dodecapéptido, y también contiene cuatro
repeticiones en tándem de una secuencia consenso nonamérica
RPG-G/V-GS-X-I/P-G,
similar a las repeticiones halladas en el grupo de profenina. Como
resultado, los presentes inventores han clasificado este polipéptido
en el grupo de profenina y lo designan como "bactenecina de
trucha".
De este modo en un aspecto de la presente
invención se proporciona un polipéptido aislado que tiene actividad
antimicrobiana, tal como se describe en la reivindicación 1.
La catelicidina de la presente invención puede
comprender toda o parte de la secuencia de aminoácidos de SEC ID
No. 2 ó 21. Puede ser codificada por un ácido nucleico que comprende
toda o parte de los nucleótidos 1 a 647 de la SEC ID No. 1, toda o
parte de la SEC ID No. 20 o toda o parte de las SEC ID No. 3 ó 22 ó
9 ó 26, o mediante un mutante, variante, derivado, alelo, homólogo,
ortólogo o parálogo de las mismas. La secuencia de polipéptidos
codificada, o una parte de la misma, puede mostrar más de un 40% de
homología con las SEC ID No.s 2, 21, 4, 23, 10 ó 27, o superior a
aproximadamente un 50% de homología, superior a aproximadamente un
60% de homología, superior a aproximadamente un 70% de homología,
superior a aproximadamente un 80% de homología, superior a
aproximadamente un 90% de homología o superior a aproximadamente un
95% de homología con cualquiera de estas secuencias.
El término "homología" se utiliza a lo
largo de esta memoria para referirse a la identidad en porcentaje
ente dos secuencias. La identidad en porcentaje se puede calcular
utilizando un programa, tal como BLAST o BestFit del paquete
informático Genetics Computer Group (GCG) Version 10 disponible en
la Universidad de Wisconsin, utilizando parámetros por defecto.
Se entenderá que las subregiones de la
catelicidina puede tener una utilidad independiente. Estas
subregiones pueden ser dominios individuales, subdominios o
péptidos derivados de, por ejemplo, la molécula completa, la región
de propéptido o el péptido maduro.
De este modo, la presente invención proporciona
además un polipéptido aislado, que comprende una parte que tiene
actividad antimicrobiana, de una catelicidina de mamífero, por
ejemplo, de una catelicidina de pez, tal como se describe en las
reivindicaciones.
Antimicrobiano en este contexto significa la
capacidad de retrasar el crecimiento, o la muerte, de uno o más
microbios eucariotas o procariotas, por ejemplo, un hongo, tal como
una levadura o una bacteria. Los ensayos para determinar la
actividad antimicrobiana se pueden basar en los descritos
previamente, por ejemplo, en PCT/US00/22781,
US-B-6,172,185,
EP-A-665 239, Genarro et al.
(1989), y Gennaro et al. (1998).
La parte que tiene actividad antimicrobiana
puede comprender la secuencia de aminoácidos
RPG-G/V-GS-X-I/P-G
(SEC ID NO: 19), por ejemplo, de dos a cuatro repeticiones de la
secuencia de aminoácidos
RPG-G/V-GS-X-I/P-G
(SEC ID NO: 19). Una o más de estas repeticiones pueden tener la
secuencia de SEC ID NOs: 12, 14, 16 ó 18. En una realización, la
parte que tiene la actividad antimicrobiana puede comprender una de
cada una de las SEC ID NOs: 12, 14, 16 y 18.
La parte que tiene actividad antimicrobiana
puede comprender además un par de residuos de cisteína capaces de
formar un puente disulfuro interno.
En una realización, la parte que tiene actividad
antimicrobiana comprende la secuencia de aminoácidos de SEC ID No.
10 ó 27. Alternativamente, la parte que tiene actividad
antimicrobiana puede mostrar más de aproximadamente un 40% de
homología con la SEC ID NO: 10 ó 27, más de aproximadamente un 60%
de homología, más de aproximadamente un 70% de homología, más de
aproximadamente un 80% de homología, más de aproximadamente un 90%
de homología, o más de aproximadamente un 95% de homología con la
misma.
El polipéptido aislado puede comprender además
una parte propéptido divisible de la parte que tiene actividad
antimicrobiana por una proteasa. El polipéptido aislado puede tener
actividad antimicrobiana por sí mismo. Alternativamente, la parte
que tiene actividad antimicrobiana puede ser capaz de expresar
actividad antimicrobiana cuando se divide de la parte
propéptido.
En una realización, la protease es elastasa. La
división proteolítica por elastasa tiene lugar en el
C-terminal de residuos pequeños no cargados, tales
como valina o alanina, en catelicidinas habitualmente
C-terminal de un residuo de valina.
Consecuentemente, el residuo C-terminal del
propéptido será habitualmente valina.
Habitualmente, la parte propéptido comprende una
o más secuencias firma de Caterina; por ejemplo, la parte de
propéptido puede comprender una o más de las SEC ID NOs: 6, 25 y 8;
preferiblemente dos de SEC ID NOs: 6, 25 y 8.
Adicionalmente o alternativamente, la parte
propéptido puede comprender por lo menos un par de residuos de
cisteína capaces de formar un puente disulfuro interno. En una
realización, la parte propéptido comprende por lo menos dos pares
de residuos de cisteína capaces de formar puentes disulfuro
internos.
En una realización particular, la parte
propéptido puede comprender la secuencia de aminoácidos de SEC ID
No. 4 ó 23.
Alternativamente, la parte propéptido de la
secuencia de polipéptido puede mostrar más de aproximadamente un
40% de homología con las SEC ID NO: 4 ó 23, más de aproximadamente
un 50% de homología, más de aproximadamente un 60% de homología,
más de aproximadamente un 70% de homología, más de aproximadamente
un 80% de homología, más de aproximadamente un 90% de homología o
más de aproximadamente un 95% de homología con las mismas.
Los polipéptidos y péptidos aislados descritos
en la presente invención estarán habitualmente libres o
sustancialmente libres de material con los que se asocian de forma
natural, tales como polipéptidos huésped de pez u otros
polipéptidos huésped fisiológicos diferentes de las catelicidinas.
Adicionalmente o alternativamente, por ejemplo, si se expresa en
una célula huésped procariota u otra célula huésped recombinante,
pueden carecer de glicosilación nativa, por ejemplo, glicosilada
alternativamente o no glicosilada). Como alternativa adicional, los
polipéptidos o péptidos de la presente invención se pueden generar
mediante síntesis química, técnicas que son bien conocidas en la
técnica.
Los polipéptidos y péptidos de la presente
invención se pueden amidar en el extremo C terminal o pueden estar
en forma ácida libre. Se pueden extender en los extremos 5' o 3' de
los mismos en relación con cualquiera de las secuencias detalladas
en la presente invención, por ejemplo, SEC ID NOs: 2, 21, 4, 23, 6 ó
25. Por ejemplo, el marco abierto de lectura puede comprender una
secuencia que codifica un péptido señal, tal como un péptido señal
nativo de longitud completa (por ejemplo, una forma extendida de la
secuencia codificante del potencial péptido señal truncado mostrada
en los aminoácidos 1 a 20 de la SEC ID NO: 1), tal como los
aminoácidos 1 a 22 de SEC ID NO: 21, un péptido señal heterólogo, o
una combinación de los mismos, con el fin de asegurar la secreción
adecuada cuando se expresa a partir de la célula huésped
recombinante.
Particularmente, cuando se produce mediante la
expresión de un huésped recombinante, los péptidos o polipéptidos
de la presente invención pueden comprender un péptido señal. Éste
puede ser un péptido señal nativo de longitud completa (por
ejemplo, una forma extendida del potencial péptido señal truncado
mostrado como los aminoácidos 1 a 20 de la SEC ID NO: 2), tal como
los aminoácidos 1 a 22 de SEC ID NO: 21, o un péptido señal
heterólogo, con el fin de asegurar la secreción apropiada a partir
de la célula huésped recombinante.
En un aspecto adicional, la presente invención
proporciona ácidos nucleicos que codifican los péptidos y
polipéptidos descritos en la presente invención.
Los ácidos nucleicos pueden ser total o
parcialmente sintéticos. En particular, pueden ser recombinantes en
tanto que las secuencias de ácidos nucleicos que no se encuentran
juntas en la naturaleza (no actúan de forma contigua) se han ligado
o en cualquier caso, combinado artificialmente. Alternativamente se
pueden sintetizar directamente, por ejemplo utilizando un
sintetizados automático.
El ácido nucleico según la presente invención
pueden ser polinucleótidos u oligonucleótidos, y pueden incluir
ADNc, ARN, ADN genómico (ADNg) y ácidos nucleicos modificados o
análogos de ácidos nucleicos. Cuando se especifica una secuencia de
ADN, por ejemplo, en referencia a una figura o una SEC ID No., a
menos que el contexto requiera lo contrario, comprende el ARN
equivalente, con U sustituido por T.
Los ácidos nucleicos pueden comprender,
consistir o consistir esencialmente de cualquiera de las secuencias
descritas en la presente invención (que puede ser un gen, un clon
genómico u otra secuencia, un ADNc, o un ORF o un exón de
cualquiera de los mismos, etc.). Por ejemplo, cuando se describe un
ADNg, también se comprenden ácidos nucleicos que comprenden uno o
más intrones o exones de cualquiera de los ADNg. Así mismo, cuando
se describe ADNc, también se comprenden ácidos nucleicos que
comprenden sólo la región traducida (codones de inicio a
terminación).
Cuando se hace referencia a un ácido nucleico (o
secuencia de nucleótidos) de la presente invención, el complemento
de ese ácido nucleico (o secuencia de nucleótidos) también estará
comprendido por la invención. El "complemento" en cada caso
tiene la misma longitud que la referencia, pero es un 100%
complementaria a la misma, por lo que cada nucleótido se empareja
con su equivalente, es decir G a C y A a T o U.
Los ácidos nucleicos de la presente invención
pueden diferir de las secuencias específicas indicadas en la
presente invención por un cambio que es uno o más de una adición,
inserción, deleción y sustitución de uno o más nucleótidos de las
secuencias mostradas, por ejemplo 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15,
20, 25, 30, 40, 50 o más nucleótidos. Los cambios en una secuencia
de nucleótidos pueden dar lugar a un cambio de aminoácido a nivel
de proteína, o no, determinado por la degeneración del código
genético.
Por otro lado, los polipéptidos codificados
pueden comprender una secuencia de aminoácidos que difiere en uno o
más residuos de aminoácidos de las secuencias de aminoácidos
mostradas en la presente invención, tal como se ha indicado
anteriormente. La presente invención proporciona además ácidos
nucleicos que codifican polipéptidos que son variantes de la
secuencia de aminoácidos, derivados, alelos, mutantes, homólogos,
ortólogos o parálogos de las secuencias mostradas aquí. Los ácidos
nucleicos que codifican dicho polipéptido pueden mostrar más de
aproximadamente un 40% de homología con cualquiera de las secuencias
codificantes mostradas en la presente invención, más de
aproximadamente un 50% de homología, más de aproximadamente un 60%
de homología, más de aproximadamente un 70% de homología, más de
aproximadamente un 80% de homología, más de aproximadamente un 90%
de homología o más de aproximadamente un 95% de homología con por
ejemplo las SEC ID NOs. 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 20, 22, 24 ó
26.
El marco de lectura abierto de los ácidos
nucleicos que codifican un polipéptido o péptido según la presente
invención se puede extender en los extremos 5' o 3' de los mismos en
relación a cualquiera de las secuencias codificantes detalladas en
la presente invención, por ejemplo, los nucleótidos 1 a 644 de la
SEC ID NO: 1, SEC ID NO: 3 o SEC ID NO: 9. el marco de lectura
abierto puede comprender una secuencia que codifica un péptido
seña, tal como un péptido señal nativo de longitud completa (por
ejemplo, una forma extendida de la secuencia codificante del
potencial péptido señal truncado como los nucleótidos 1 a 62 de la
SEC ID No. 1), un péptido señal heterólogo, o una combinación de
los mismos, con el fin de asegurar la secreción apropiada cuando se
expresa a partir de la célula huésped recombinante. Por ejemplo, el
ORF puede ser tal como se muestra en la figura 15 o la SEC ID no.
20.
El término "ortólogo" se utiliza en la
presente invención para referirse a un gen en un locus cromosómico
equivalente para un gen determinado, pero en especies diferentes. El
término "parálogo" se refiere a un gen presente en un locus
cromosómico diferente para un gen determinado, en a misma o
diferentes especies, pero homólogo a ese gen y relacionado con el
mismo mediante un caso de duplicación génica.
Los ácidos nucleicos de la presente invención se
pueden proporciona como parte de un vector, y también se
proporciona en la presente invención un vector que comprende ácido
nucleico tal como se ha descrito aquí, particularmente vectores a
partir de los que se puede expresar el polipéptido en condiciones
apropiadas, y una célula huésped que contiene dicho vector o ácido
nucleico.
Se define que un "vector" incluye, entre
otros, cualquier plásmido, cósmido, fago o vector binario de
Agrobacterium en forma de cadena lineal o circular doble o sencilla
que puede ser o no auto transmitible o movilizable, y que puede
transformar un huésped procariota o eucariota mediante integración
en el genoma celular o existir extracromosómicamente (por ejemplo,
plásmido replicante autónomo con un origen de replicación).
Hablando en general, los expertos en la material
son capaces de construer vectores y diseñar protocolos para la
expresión de genes recombinantes. Se pueden elegir o construir
vectores adecuados, que contengan secuencias reguladoras
apropiadas, incluyendo, secuencias de promotor, fragmentos de
terminación, secuencias de polideanilación, secuencias
potenciadoras, genes marcadores y otras secuencias apropiadas. Para
más detalles, véase, por ejemplo, Molecular Cloning: a Laboratory
Manual: 2^{nd} edition, Sambrook et al, 1989, Cold Spring
Harbor Laboratory Press or Current Protocols in Molecular Biology,
Second Edition, Ausubel et al. eds., John Wiley & Sons,
1992.
Se incluyen específicamente vectores de
transferencia por lo que se entiende un ADN portador capaz, de
forma natural o por diseño, de replicarse en dos organismos huésped
diferentes, que se pueden seleccionar entre actinomicetos y
especies relacionadas, bacterias y eucariotas (por ejemplo, células
de plantas superiores, mamíferos, levadura hongos).
Un vector que incluye ácido nucleico según la
presente invención no necesita incluir una secuencia de promotor u
otra secuencia reguladora, particularmente si el vector se utiliza
para introducir el ácido nucleico en células para la recombinación
en el genoma.
Preferiblemente, la secuencia de ácidos
nucleicos de la presente invención en el vector se encuentra bajo
el control de un promotor apropiado u otros elementos reguladores
para la transcripción, y unido operativamente a los mismos, en una
célula huésped, tal como una célula microbiana, por ejemplo
bacteriana, o célula vegetal. El vector puede ser un vector de
expresión bifuncional que actúa en múltiples huéspedes. En el caso
de ADN genómico, éste puede contener su propio promotor u otros
elementos reguladores y en el caso de ADNc, éste puede estar bajo
el control de un promotor apropiado u otros elementos reguladores
para la expresión en la célula huésped.
Por "promotor" se entiende una secuencia de
nucleótidos a partir de la cual se puede iniciar la transcripción
de ADN unido operativamente "downstream" (es decir, en la
dirección 3' en la cadena codificante del ADN de doble cadena).
"Unido operativamente" significa unido como
parte de la misma molécula de ácido nucleico, situado y orientado
de manera adecuada para la transcripción a iniciarse a partir del
promotor. El ADN unido operativamente a un promotor se encuentra
"bajo la regulación de iniciación transcripcional" del
promotor.
En una realización preferida, el promotor es un
promotor inducible.
El término "inducible" aplicado a un
promotor es bien comprendido por los expertos en la material.
Esencialmente, la expresión bajo el control de un promotor inducible
se "conecta" o aumenta en respuesta a un estímulo aplicado. La
naturaleza del estímulo varía entre promotores. Algunos promotores
inducibles provocan niveles bajos o indetectables de expresión (o
sin expresión) en ausencia de los estímulos apropiados. Otros
promotores inducibles provocan la expresión constitutiva detectable
en ausencia del estímulo. Cualquiera que sea el nivel de expresión
en ausencia del estímulo, la expresión de cualquier promotor
inducible aumenta en presencia del estímulo correcto.
De este modo, este aspecto de la presente
invención proporciona una construcción génica, preferiblemente un
vector replicable, que comprende un promotor (opcionalmente
inducible) unido operativamente a una secuencia de nucleótidos
proporcionada por la presente invención, tal como el gen de
bactenecina de trucha o una variante del mismo.
La presente invención también comprende un
método de fabricación de un polipéptido o péptido tal como se ha
descrito, incluyendo el método la etapa de expresar dicho
polipéptido o péptido del ácido nucleico que lo codifica, que en la
mayoría de las realizaciones será el ácido nucleico según la
presente invención. Esto puede conseguirse convenientemente
mediante el crecimiento de una célula huésped que contiene dicho
vector en un cultivo bajo condiciones apropiadas que provocan o
permiten la expresión del polipéptido. Los polipéptidos y péptidos
también se pueden expresar en sistemas in vitro, tales como
lisados de reticulocitos, tal como entenderá un experto en la
materia.
Los sistemas para la clonación y expresión de un
polipéptido en un conjunto de células huésped diferentes son bien
conocidos. Entre las células huésped adecuadas se incluyen
bacterias, células eucariotas, tales como células de mamífero,
células de pez y levadura, y sistemas de baculovirus. Entre las
líneas celulares de mamífero disponibles en la técnica para la
expresión de un polipéptido heterólogo se incluyen, células de
ovario de hámster chino, células HeLa, células de rincón de hámster
recién nacido, células COS y muchas otras. Una línea celular de pez
candidata es la línea de fibroblastos RTG de trucha. Un huésped
bacteriano habitual preferido es E. coli. Sin embargo,
habitualmente, se elegirá un huésped que esté tan afectado de manera
adversa por ningún efecto antimicrobiano de la proteína expresada
como para perjudicar en el rendimiento de la proteína o péptido
expresado. De este modo, la elección del huésped puede depender de
la actividad concreta del péptido o proteína a expresar.
De este modo, un aspecto adicional de la
presente invención proporciona una célula huésped que contiene
ácido nucleico heterólogo tal como se ha descrito en la presente
invención.
El ácido nucleico de la presente invención puede
estar integrado en el genoma (por ejemplo, el cromosoma) de la
célula huésped. La integración se puede provocar mediante la
inclusión de secuencias que provocan la recombinación con el
genoma, según técnicas estándar. El ácido nucleico puede estar en un
vector extracromosómico en la célula, o en cualquier caso
identificable como heterólogo o extraño a la célula.
Un aspecto adicional proporciona un método que
incluye introducir el ácido nucleico en una célula huésped. La
introducción, a la que se puede hacer referencia en general
(particularmente para la introducción in vitro), sin
limitación, como "transformación", puede utilizar cualquier
técnica disponible. Para células eucariotas, las técnicas adecuadas
pueden incluir transfección con fosfato de calcio,
DEAE-Dextrano, electroporación, transfección
mediada por liposomas y transducción utilizando retrovirus u otro
virus, por ejemplo, vaccinia o, para células de insectos,
baculovirus. Para células bacterianas, las técnicas adecuadas pueden
incluir transformación con cloruro de calcio, electroporación y
transfección utilizando bacteriófagos. Como alternativa, se puede
emplear la inyección directa del ácido nucleico.
Se pueden utilizar genes marcadores, tales como
de genes de resistencia o sensibilidad a antibiótico en la
identificación de clones que contienen ácido nucleico de interés,
tal como es bien conocido en la técnica.
Después de la introducción se provoca o permite
la expresión a partir del ácido nucleico, por ejemplo, mediante el
cultivo de células huésped (que puede incluir células realmente
transformadas, aunque más probablemente las células serán
descendientes de las células transformadas) bajo condiciones para la
expresión del gen, de manera que se produce el polipéptido (o
péptido) codificado. Si el polipéptido se expresa acoplado a un
péptido señal líder apropiado, se puede secretar de la célula en el
medio de cultivo. Después de la producción mediante expresión, se
puede aislar y/o purificar el polipéptido o péptido de la célula
huésped y/o el medio de cultivo, según sea el caso, y
posteriormente utilizarse según se desee, por ejemplo, en la
formulación de una composición que puede incluir uno o más
componentes adicionales, tales como una composición farmacéutica
que incluye uno o más excipientes, vehículos o portadores
farmacéuticamente aceptables (por ejemplo, ver a continuación).
La clonación por los presentes inventores de la
molécula de bactenecina de trucha proporciona además material
válido para utilizar en la identificación y aislamiento de
catelicidinas adicionales, particularmente de especies que no son
mamíferos, especialmente especies de peces.
De este modo, también se describe en la presente
invención un ácido nucleico aislado para su uso como sonda o
cebador, comprendiendo dicho ácido nucleico una secuencia particular
de por lo menos aproximadamente 16 a 24 nucleótidos de longitud,
estando dicha secuencia particular presente en los nucleótidos 1 a
815 de SEC ID no. 1, o en cualquiera de SEC ID No. 20, o en
cualquiera de la secuencia de nucleótidos mostrada en la figura 15
(SEC ID No. 28) y, particularmente, las regiones codificantes de la
misma, o una secuencia equivalente por degeneración a la misma, o
la combinación de cualquiera de ellas.
Una secuencia particular en este contexto es una
secuencia derivada de las secuencias de bactenecina de trucha
proporcionas en la presente invención, capaces de hibridarse
selectivamente o específicamente a la secuencia de nucleótidos de
la SEC ID No. 1 ó 20, o la figura 15 (SEC ID NO: 28), y
preferiblemente a las secuencias codificantes de la mismas, en una
preparación heteróloga de ácido nucleico, por ejemplo, una
preparación de ADN genómico, ADNc, o ARN. Dichas moléculas se
pueden utilizar para identificar funcionalmente secuencias
relacionadas, por ejemplo, otras secuencias de genes de
catelicidina, en preparaciones de ácido nucleico de trucha arco
iris, otras especies de peces, o cualquier otra especie diana.
La secuencia particular puede comprender 30, 40,
50, 60, 70 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 400 500 o más
nucleótidos contiguos de las secuencias descritas en la presente
invención, o una secuencia equivalente por degeneración a la misma,
o el complemento de cualquiera de ellas.
De este modo, la secuencia particular puede
derivar del marco de lectura abierto de SEC ID No. 1 ó 20, es decir
los nucleótidos 1 a 647 de la SEC ID No. 1, o la secuencia de
nucleótidos 5 a 655 de SEC ID No. 20, incluyendo el codón de parada
TAG. Adicionalmente o alternativamente, la secuencia particular
puede derivar total o parcialmente de la región no traducida 3' del
nucleótido 648 de SEC ID No. 1, o cualquiera de las secuencias no
codificantes mostradas en la SEC ID No. 20 y la figura 15.
En algunas realizaciones, la secuencia
particular puede comprender toda o parte de alguna de la secuencias
firma de catelina (SEC ID Nos 6, 8, 25). La secuencia particular
puede comprender toda o parte de una o más de las SEC ID Nos. 11,
13, 15, 17, que codifica las repeticiones nonaméricas del péptido
maduro, o de una secuencia de ácidos nucleicos que codifica la
secuencia consenso nonámera
RPG-G/V-GS-X-I/P-G,
o cualquier secuencia equivalente por degeneración a cualquiera de
las secuencias anteriores o el complemento de las mismas.
Las secuencias referidas anteriormente se pueden
modificar mediante adición, sustitución, inserción o deleción de
uno o más nucleótidos, pero preferiblemente sin eliminar la
capacidad de hibridarse selectivamente con el ácido nucleico con la
secuencia de SEC ID No. 1 ó 20, o la figura 15, es decir, cuando el
grado de homología del oligonucleótido o polinucleótido con una de
las secuencias determinadas es suficientemente elevado. La
secuencia particular puede tener más de aproximadamente un 40% de
homología, más de aproximadamente un 50% de homología, más de
aproximadamente un 60% de homología, más de aproximadamente un 70%
de homología, más de aproximadamente un 80% de homología, más de
aproximadamente un 90% de homología o más de aproximadamente un 95%
de homología con toda o parte de las SEC ID NO: 1 ó 20, o la
secuencia de la figura 15, por ejemplo, con toda o parte de las SEC
ID NO: 3, 5, 7, 9, 22, 24 ó 26, o una secuencia equivalente por
degeneración a las mismas, o el complemento de las mismas.
Se pueden realizar experimentos preliminares
mediante la hibridación bajo condiciones de baja astringencia. Para
sondar, las condiciones preferidas son aquellas que son
suficientemente astringentes para que sean un patrón sencillo con
un pequeño número de hibridaciones identificadas como positivas que
se pueden investigar posteriormente.
Por ejemplo, se pueden realizar hibridaciones,
según el método de Sambrook et al. (a continuación)
utilizando una solución de hibridación que comprende: 5X SSC (donde
"SSC" = 0,15 M cloruro sódico; 0,15 M citrato sódico; pH 7),
5X reactivo de Denhardt, 0,5-1,0% SDS, 100 \mug/ml
de ADN de esperma de salmón fragmentado y desnaturalizado, 0,05%
pirofosfato sódico y hasta un 50% de formamida. La hibridación se
lleva a cabo a 37-42ºC durante por los menos seis
horas. Tras la hibridación, se lavan los filtros de la siguiente
manera: (1) 5 minutos a temperatura ambiente en 2X SSC y 1% SDS;
(2) 15 minutos a temperatura ambiente en 2X SSC y 0,1% SDS; (3) 30
minutos - 1 hora a 37ºC en 1X SSC y 1% SDS; (4) 2 horas a
42-65ºC en 1X SSC y 1% SDS, cambiando la solución
cada 30 minutos.
Una fórmula habitual para calcular las
condiciones de astringencia requeridas para conseguir la hibridación
entre moléculas de ácido nucleico de una homología de secuencias
especificada es (Sambrook et al., 1989):
Tm = 81,5ºC +
16,6log [Na+] + 0,41 (% G+C) - 0,63 (% formamida) - 600/# bp en
cadena
doble
Como ilustración de la fórmula anterior,
utilizando [Na^{+}] = [0,368] y 50% formamida, con un contenido
de GC de 42% y un tamaño de sonda promedio de 200 bases, la Tf es
57ºC. La Tf de una cadena doble de ADN disminuye en
1-1,5ºC con cada descenso de un 1% en la homología.
De este modo, se observarían dianas con más de aproximadamente un
75% de identidad en la secuencia utilizando una temperatura de
hibridación de 42ºC. Dicha secuencia se consideraría
sustancialmente homóloga a la secuencia de ácido nucleico de la
presente invención.
Es bien conocido en la técnica el aumento
gradual de la astringencia de hibridación hasta que sólo queden
unos pocos clones positivos. Otras condiciones adecuadas incluyen,
por ejemplo, para la detección de secuencia que son aproximadamente
un 80-90% idénticas, hibridación durante toda la
noche a 42ºC en Na_{2}HPO_{4} 0,24 M pH 7,2, SDS 6,5%, sulfato
de dextrano al 10% y un lavado final a 55ºC en 0,1X SSC, SDS al
0,1%. Para la detección de secuencias que tienen una identidad de
más de aproximadamente un 90%, las condiciones adecuadas incluyen
hibridación durante toda la noche a 65ºC en Na_{2}HPO_{4} 0,25
M, pH 7,2, SDS al 6,5%, sulfato de dextrano al 10% y un lavado
final a 60ºC en 0,1X SSC, SDS al 0,1%.
La presente invención también proporciona un
método para aislar un ácido nucleico que codifica un polipéptido de
catelicidina o una parte del mismo, empleando dicho método ciertos
cebadores o sondas de ácido nucleico aislado descritos
anteriormente, tal como se expresa en las reivindicaciones. Los
métodos de la presente invención pueden comprender las etapas
de:
- (a)
- proporcionar una preparación de ácido nucleico de un organismo diana;
- (b)
- proporcionar un cebador o sonda de ácido nucleico tal como se describe en las reivindicaciones;
- (c)
- poner en contacto dicha preparación de ácido nucleico con dicho cebador o sonda, y
- (d)
- identificar el ácido nucleico en dicha preparación que se hibrida con dicho cebador o sonda.
La preparación de ácido nucleico puede
comprender, por ejemplo, ADN genómico, ARN o ADNc. El contacto, o
hibridación, entre el cebador o la sonda y la preparación de ácido
nucleico se pueden realizar bajo cualquier condición adecuada. Las
condiciones de la hibridación se pueden controlar para minimizar la
unión no específica y se prefieren preferiblemente condiciones de
hibridación astringentes a moderadamente astringentes. El experto
en la materia es fácilmente capaz de diseñar sondas adecuadas,
marcarlas y crear condiciones adecuadas para las reacciones de
hibridación, ayudado por libros de texto, tales como Sambrook et
al (1989) y Ausubel et al (1992), teniendo en cuenta
factores, tales como longitud de nucleótidos y composición de bases,
temperatura, etcétera.
La detección e identificación del ácido nucleico
que se hibrida con el cebador o la sonda se pueden realizar
mediante cualquier método adecuado, muchos ejemplos de los mismos
son conocidos por el experto en la materia. Por ejemplo, las sondas
se pueden marcar radioactivamente, por fluorescencia o
enzimáticamente.
El sondeo puede utilizar la técnica estándar de
transferencia Southern. Por ejemplo, el ADN se puede extraer de
células y se digiere con diferentes enzimas de restricción. Los
fragmentos de restricción se pueden entonces separar mediante
electroforesis en un gel de agarosa, antes de la desnaturalización y
transferir a un filtro de nitrocelulosa. La sonda marcada se puede
hibridar a los fragmentos de ADN en el filtro y se determina la
unión. Se puede preparar ADN para el sondeo a partir de las
preparaciones de ARN de células.
Otros métodos que no utilizan el marcaje de
sonda incluyen el examen de polimorfismos de longitud de fragmentos
de restricción, amplificación utilizando PCR, división por ARNasa y
sondeo con oligonucleótidos específicos de alelo.
Por ejemplo, el método de identificación puede
implicar la reacción en cadena de la polimerasa, en cuyo caso, el
método puede comprender las etapas de:
- (a)
- proporcionar una preparación de ácido nucleico de un organismo diana;
- (b)
- proporcionar una pareja de cebadores de ácido nucleico, siendo por lo menos uno de dichos cebadores un ácido nucleico tal como se describe en las reivindicaciones;
- (c)
- poner en contacto dicha preparación de ácido nucleico con dichos cebadores en condiciones para realizar una PCR, y
- (d)
- realizar la PCR y determinar la presencia o ausencia de ácido nucleico amplificado.
El método puede comprender además la etapa de
clonar el ácido nucleico amplificado. En el contexto de la
clonación, puede ser necesario que uno o más fragmentos del gen se
unan para generar una secuencia codificante de longitud completa.
Además, cuando no se ha obtenido una molécula de ácido nucleico
codificante de longitud completa, se puede utilizar una molécula
más pequeña que representa parte de la molécula completa para
obtener clones de longitud completa. Se pueden preparar insertos a
partir de clones de ADNc parciales y utilizarlos para cribar
bibliotecas de ADNc. Los clones de longitud completa aislados se
pueden subclonar en vectores de expresión y se puede ensayar la
actividad mediante la transfección en células huésped adecuadas, por
ejemplo, con un plásmido informador.
La presente invención comprende además métodos
para producir péptidos o polipéptidos codificados por ácidos
nucleicos identificados por los métodos indicados anteriormente.
Dichos métodos pueden comprender las etapas de:
- (a)
- aislar un ácido nucleico que codifica un polipéptido de catelicidina o una parte del mismo;
- (b)
- introducir dicho ácido nucleico en una célula huésped adecuada, y
- (c)
- provocar o permitir la expresión de dicho ácido nucleico en dicha célula huésped adecuada.
Se han descrito anteriormente métodos adecuados
para dicha expresión.
La disposición de los péptidos y polipéptidos de
bactenecina de trucha permite por primera vez producir anticuerpos
capaces de unirse específicamente a estos polipéptidos, fragmentos y
partes activas de los mismos.
Por consiguiente, un aspecto adicional de la
presente invención proporciona un anticuerpo capaz de unirse
específicamente a cualquiera de los polipéptidos de la presente
invención. Dicho anticuerpo puede ser específico en el sentido de
ser capaz de distinguir entre el polipéptido al que es capaz de
unirse y otros polipéptidos humanos por los que no tiene o
sustancialmente no tiene afinidad de unión (por ejemplo, una
afinidad de unión de aproximadamente 1000 veces peor). Los
anticuerpos específicos se unen a un epítopo en la molécula que no
está presente o no está accesible en otras moléculas. Los
anticuerpos según la presente invención pueden ser específicos para
el polipéptido de tipo salvaje. Los anticuerpos según la presente
invención pueden ser específicos para un polipéptido mutante,
variante o derivado particular como entre esa molécula y el
polipéptido de tipo salvaje, para ser útiles en métodos de
pronóstico y diagnóstico, tal como se describen a continuación. Los
anticuerpos también son útiles para la purificación del polipéptido
o polipéptidos a los que se unen, por ejemplo después de la
producción mediante expresión recombinante a partir de ácido
nucleico codificante.
Los anticuerpos preferidos según la presente
invención están aislados, en el sentido de estar libres de
contaminantes, tales como anticuerpos, capaces de unirse a otros
polipéptidos y/o estar libres de componentes del suero. Se
prefieren anticuerpos monoclonales para los mismos objetivos, aunque
los anticuerpos policlonales se encuentran dentro del alcance de la
presente invención.
Los métodos de producción de anticuerpos
incluyen inmunizar un mamífero o pájaro (por ejemplo, humano,
ratón, rata, conejo, caballo, cabra, oveja, mono o pollo) con la
proteína o un fragmento de la misma. Los anticuerpos se pueden
obtener de animales inmunizados utilizando cualquiera de un conjunto
de técnicas conocidas en el sector y se pueden cribar,
preferiblemente utilizando la unión del anticuerpo con el antígeno
de interés. Alternativamente, los animales se pueden inmunizar con
ADN que codifica el antígeno de interés (Donnelly, J.J., Ulmer,
J.B., Shiver, J.W. & Liu, M.A. (1997). DNA vaccines. Ann. Rev.
Immunol. 15: 617-648).
Por ejemplo, se pueden utilizar técnicas de
transferencia Western o inmunoprecipitación (Armitage et al,
1992, Nature 357: 80-82). Los anticuerpos pueden ser
policlonales o monoclonales.
Los anticuerpos se pueden modificar de varias
maneras. De hecho, el término "anticuerpo"debería interpretarse
que cubre cualquier sustancia de unión específica que tiene un
dominio de unión con la especificidad requerida. De este modo, este
término cubre fragmentos de anticuerpos, derivados, equivalentes
funcionales y homólogos de anticuerpos, incluyendo cualquier
anticuerpo que comprende un dominio de unión a inmunoglobulina,
tanto natural como sintético. Por tanto, se incluyen moléculas
quiméricas que comprenden un dominio de unión a inmunoglobulina, o
equivalente, fusionadas a otro polipéptido. La clonación y expresión
de anticuerpos quiméricos se describen en
EP-A-0120694 y
EP-A-0125023. Se ha observado que
los fragmentos de un anticuerpo completo pueden realizar la función
de antígenos de unión. Ejemplos de fragmentos de unión son (i) el
fragmento Fab que consiste en dominios VL, VH, CL y CH1; (ii) el
fragmento Fd que consiste en los dominios VH y CH1; (iii) el
fragmento Fv que consiste en los dominios V1 y VH de un anticuerpo
único; (iv) el fragmento dAb (Ward, E.S. et al., Nature 341,
544-546 (1989) que consiste en un dominio VH; (v)
regiones CDR aisladas; (vi) fragmentos F(ab')_{2}, un
fragmento bivalente que comprende dos fragmentos Fab unidos (vii)
moléculas Fv de cadena sencilla (scFv), donde un dominio VH y un
dominio VL están unidos por un péptido enlazador que permite que los
dos dominios se asocien para formar un sitio de unión a antígeno
(Bird et al, Science, 242, 423-426, 1988;
Huston et al, PNAS USA, 85, 5879-5883,
1988); (viii) dímeros de Fv de cadena sencilla biespecíficos
(PCT/US92/09965) y (ix) "diabodies", fragmentos multivalentes
o multiespecíficos construidos mediante fusión génica (WO94/13804; P
Holliger et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90
6444-6448, 1993).
Los "diabodies" son multímeros de
polipéptidos, comprendiendo cada polipéptido un primer dominio que
comprende una región de unión de una cadena ligera de
inmunoglobulina y un segundo dominio que comprende una región de
unión de una cadena pesada de inmunoglobulina, estando los dos
dominios unidos (por ejemplo mediante un péptido enlazador), pero
incapaces de asociarse entre sí para formar un sitio de unión a
antígeno; los sitios de unión a antígeno estás formados por la
asociación del primer dominio de un polipéptido en el multímero con
el segundo dominio de otro polipéptido en el multímero
(WO94/13804).
Como alternativa o complemento a la inmunización
de un mamífero, los anticuerpos con especificidad de unión
apropiada se pueden obtener de una biblioteca producida
recombinantemente de dominios variables de inmunoglobulina
expresados, por ejemplo utilizando un bacteriófago lambda o
bacteriófago filamentoso que muestra dominios de unión de
inmunoglobulina funcionales en sus superficies; por ejemplo véase
WO92/01047.
Los anticuerpos desarrollados para un
polipéptido o péptido se pueden utilizar en la identificación y/o
aislamiento de polipéptidos variantes y, a continuación, de sus
genes codificantes. De este modo, la presente invención proporciona
un método de identificación o aislamiento de un péptido de
catelicidina, polipéptido o variante del mismo (tal como se ha
descrito anteriormente), que comprende cribar los polipéptidos
candidatos con un polipéptido que comprende el dominio de unión a
antígeno de un anticuerpo (por ejemplo, todo el anticuerpo o un
fragmento del mismo) que es capaz de unirse a dicho péptido de
catelicidina, polipéptido o variante del mismo, o preferiblemente
tiene especificidad de unión por dicho polipéptido. Los miembros de
unión específica, tales como anticuerpos y polipéptidos que
comprenden un dominio de unión a antígeno de anticuerpos que se
unen y, son preferiblemente, específicos para un péptido de
catelicidina, polipéptido o mutante o derivado del mismo
representan aspectos adicionales de la presente invención, al igual
que lo son su uso y métodos que los utilizan.
Los polipéptidos candidatos para cribar pueden
ser, por ejemplo, los productos de una biblioteca de expresión
creada utilizando ácido nucleico derivado de una planta de interés o
puede ser el producto de un proceso de purificación de una fuente
natural. Se puede aislar el polipéptido que se encuentra que se une
al anticuerpo y, a continuación, se puede someter a la secuencia de
aminoácidos. Se puede utilizar cualquier técnica adecuada para
secuenciar el polipéptido total o parcialmente (por ejemplo, se
puede secuencia un fragmento del polipéptido). La información de la
secuencia de aminoácidos se puede utilizar para la obtención de
ácido nucleico que codifica el polipéptido, por ejemplo mediante el
diseño de uno o más oligonucleótidos (por ejemplo, un conjunto
degenerado de oligonucleótidos) para su uso como sondas o cebadores
en la hibridación al ácido nucleico candidato o mediante la
búsqueda con bases de datos informáticas de secuencias.
Los polipéptidos o péptidos de la presente
invención se pueden utilizar en aplicaciones terapéuticas. Por
ejemplo, los péptidos o polipéptidos con actividad antimicrobiana
pueden ser útiles en el tratamiento de patologías causadas por
microbios, por ejemplo infecciones fúngicas o bacterianas. Por
ejemplo, se ha observado que algunas catelicidinas son activas
frente a un conjunto de cepas bacterianas, incluyendo cepas
resistentes a fármacos, tales como E. coli, Salmonella
enteritides, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa,
Klebsiella pneumoniae, Serratia marcescens, Burkholderia cepacia,
Staphylococcus aureus (MRSA - es decir, resitente a
meticilina), Staphylococcus epidermidis, Enterococcus
faecalis (VREF - es decir, resistente a vancomicina) y
Streptococcus agalactiae, y también hongos, tales como
Candida albicans, Candida glabrata y Cryptococcus
neoformans (Gennaro, R & Zanetti, M. (2000). Structural
features and biological activities of the
cathelicidin-derived antimicrobial peptides.
Biopolymers 55: 31-49). La molécula de bactenecina
de trucha puede ser activa contra cualquiera de las especies
mencionadas anteriormente, y otras bacterias del mismo género.
También puede ser activa contra patógenos de peces. Por ejemplo,
puede ser activa contra Aeromonas, Vibrio, Yersinia, Flexibacter,
Pasteurella, Flavobacterium, Renibacterium o
Piscirickettsia, por ejemplo, Aeromonas salmonicida,
Aeromonas hydrophila, Vibrio anguillarum, Vibrio salmonicida,
Yersinia ruckeri, Flexibacter maritimus, Pasteurella piscicida,
Flavobacterium psychrophilum, Renibacterium salmoninarum, o
Piscirickettsia salmonis.
Sin embargo, muchas catelicidinas tienen
mecanismos de acción relativamente no específicos que implican la
interacción con la membrana microbiana, en lugar de con moléculas,
tales como proteínas, que varían más ampliamente entre especies, y
de este modo también tienen aplicaciones en el tratamiento de muchas
otras patologías mediadas por microbios.
También se ha sugerido que los péptidos de
catelicidina maduros son capaces de la inmunoregulación,
neutralización de endotoxina bacteriana y la curación de heridas.
Por ejemplo, el péptido LL37 derivado de CAP-18
humana es capaz de unirse y neutralizar endotoxina (Larrick, J.W.
et al. (1994). J. Immunol. 152: 231-240),
induce la liberación de histamina y la movilización de calcio
intracelular en mastocitos (Niyonsaba, F. et al. (2001).
Eur. J. Immunol. 31: 1066-1075), y es quimiotáctico
para neutrófilos, monocitos, y células T, pero no células
dendríticas (Lillard Jr, J. W. et al. (1999). Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 96: 651-656). La actividad
neutralizante contra endotoxina ha conducido a que sea propuesta
como potencial terapia para sepsis
gram-negativa.
La PR-39 porcina es capaz, ente
otras cosas, de la regulación por incremento de la expresión de
proteoglicanos de tipo heparán sulfato denominados sindecanos, que
están implicados en la reparación de heridas (Gallo, R.L. et
al. (1994). Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:
11035-11039) y tienen otras numerosas actividades,
incluyendo actividades antiinflamatorias, tales como la reducción
de la producción de especies reactivas de oxígeno, adhesión de
neutrófilos, etc. (para revisión, véase, Zhang, G.L., Ross, C.R.
& Blecha, F. (2000). Vet. Res. 31: 277-296;
Gennaro, R & Zanetti, M. (2000). Structural features and
biological activities of the cathelicidin-derived
antimicrobial peptides. Biopolymers 55: 31-49).
Por consiguiente, en un aspecto adicional, la
presente invención proporciona péptidos, polipéptidos y ácidos
nucleicos tal como se ha descrito anteriormente en un método de
tratamiento médico.
En particular, los péptidos, polipéptidos y
ácidos nucleicos se pueden utilizar para el tratamiento de una
patología provocada por un microbio, para modular la actividad de
endotoxina bacteriana (por ejemplo, en sepsis
gram-negativa), para la inmunoregulación (por
ejemplo, el tratamiento de inflamación), y para estimular la
curación de heridas.
También se proporciona el uso de dichos
péptidos, polipéptidos y ácidos nucleicos en la fabricación de un
medicamento para el tratamiento de un tratamiento de una patología
provocada por un microbio, para modular la actividad de endotoxina
bacteriana (por ejemplo, sepsis gram-negativa), para
la inmunoregulación (por ejemplo, el tratamiento de la
inflamación), y para la estimulación de la curación de heridas.
La presente invención proporciona además
composiciones farmacéuticas que comprenden péptidos, polipéptidos o
ácidos nucleicos de la presente invención. Estas composiciones
pueden comprender, además de una de las sustancias anteriores, un
excipiente, portador, tampón, estabilizante u otros materiales
farmacéuticamente aceptables conocidos por los expertos en la
materia. Dichos materiales no deben ser tóxicos y no deben
interferir con la eficacia del principio activo. La naturaleza
exacta del portador u otro material puede depender de la ruta de
administración, por ejemplo, rutas oral, intravenosa, cutánea o
subcutánea, nasal, intramuscular, intraperitoneal. Para la
administración a peces, la composición farmacéutica se puede
formular para la adición a agua que contiene el pez.
Las composiciones farmacéuticas para la
administración oral pueden ser en comprimido, cápsula, polvo o
forma líquida. Un comprimido puede incluir un portador sólido, tal
como gelatina o un adyuvante. Las composiciones farmacéuticas
líquidas incluyen generalmente un portador líquido, tal como agua,
hidrocarburos, aceites animales o vegetales, aceite mineral o
aceite sintético. Se pueden incluir solución salina fisiológica,
dextrosa u otra solución de sacárido o glicoles, tales como
etilenglicol, propilenglicol o polietilenglicol.
Para la inyección intravenosa, cutánea o
subcutánea, o la inyección en el sitio de afección, el principio
activo estará en forma de una solución acuosa parenteralmente
aceptable que está libre de pirógenos y tiene un pH, isotonicidad y
estabilidad adecuados. Los expertos en la materia son capaces de
preparar soluciones adecuadas que utilizan, por ejemplo, vehículos
isotónicos, tales como Inyección de Cloruro Sódico, Inyección de
Ringer, Inyección de Ringer Lactato. Se pueden incluir, según se
requiera, conservantes, estabilizantes, tampones, antioxidantes y/u
otros aditivos.
Tanto si es un polipéptido, anticuerpo, péptido,
molécula de ácido nucleico, molécula pequeña u otro compuesto
farmacéuticamente útil según la presente invención el que se
administra a una individuo, la administración es preferiblemente en
una "cantidad profilácticamente eficaz" o en una "cantidad
terapéuticamente eficaz" (según sea el caso, aunque la
profilaxis se puede considerar terapia), siendo ésta suficiente para
mostrar un beneficio al individuo. La cantidad real administrada, y
la velocidad y evolución con el tiempo de la administración,
dependerán de la naturaleza y gravedad de lo que se trata. La
prescripción del tratamiento, por ejemplo, decisiones sobre la
dosis, etc., se encuentra dentro de la responsabilidad de los
profesionales médicos, otros doctores y cirujanos veterinarios, y
habitualmente tiene en cuenta el trastorno a tratar, la patología
del paciente, el punto de administración, el método de
administración y otros factores conocidos por los profesionales
médicos. Ejemplos de las técnicas y protocolos mencionados
anteriormente se pueden hallar en Remington's Pharmaceutical
Sciences, 16th edition, Osol, A. (ed), 1980.
Los péptidos se pueden administrar, por ejemplo,
mediante inyección, o, por ejemplo, mediante administración
transdérmica, lo cual se puede realizar según métodos conocidos en
la técnica. En general, la administración transdérmica implica el
uso de un "parche" transdérmico que permite la liberación lenta
del compuesto a un región de piel seleccionada. Aunque dichos
parches se utilizan en general para proporcionar una liberación
sistémica del compuesto, se prevé que la liberación dirigida a un
punto proporcione una mayor concentración del compuesto en regiones
seleccionadas de tejido. Ejemplos sistemas de administración parches
transdérmicos se proporcionan en la Patente de Estados Unidos
4,655,766 (sistema impulsado osmóticamente de fluido embebido), y
la Patente de Estados Unidos. No. 5,004,610 (sistema de
administración transdérmica de velocidad controlada).
La administración transdérmica de péptidos se
puede llevar a cabo preferiblemente utilizando métodos
iontoforéticos, tales como los descritos en la Patente de Estados
Unidos No. 5,032,109 (sistema de administración transdérmica
electrolítica), y en la Patente de Estados Unidos No. 5,314,502
(dispositivo de administración iontoforética que funciona con
energía eléctrica).
Para la administración transdérmica, puede ser
deseable incluir sustancias aumentadoras de la permeación, tales
como sustancias solubles en grasas (por ejemplo, ácidos carboxílicos
alifáticos, alcoholes alifáticos), o sustancias solubles en agua
(por ejemplo, alcano polioles, tales como etilenglicol,
1,3-propanodiol, glicerol, propilenglicol, y
similares). Además, tal como se ha descrito en la Patente de Estados
Unidos No. 5,362,497, se puede añadir una "resina super
absorbente en agua" a formulaciones transdérmicas para aumentar
adicionalmente la liberación transdérmica. Ejemplos de dichas
resinas incluyen, pero sin limitación, poliacrilatos, copolímeros
de éster de acetato de vinilo-ácido acrílico saponificado,
copolímeros entrecruzados de alcohol
polivinilo-anhídrido maleico, polímeros de injerto
de poliacrilonitrilo saponificado, polímeros de injerto de ácido
acrílico en almidón, y similares. Dichas formulaciones se pueden
disponer como vendajes oclusivo en la región de interés, o se
pueden disponer en una o más configuraciones de parches
transdérmicos descritas anteriormente.
En otros métodos de tratamiento, los moduladores
se pueden administrar oralmente o mediante insuflación nasal, según
los métodos conocidos en la técnica. Para la administración de
péptidos, puede ser deseable incorporar dichos péptidos en
microcápsulas adecuadas para la administración oral o nasal, según
métodos conocidos en la técnica.
A continuación, se describirán realizaciones
concretas de la presente invención haciendo referencia a las
figuras acompañantes.
Figura 1 muestra los resultados de un PCR
utilizando cebadores para \beta-actina,
IL-1\beta1 y IL-1\beta2 para
analizar la calidad de las bibliotecas de ADNc utilizadas en el
presente estudio.
Figura 2 muestra películas radiográficas de
membranas de recogidas en placas de fagos duplicados a partir de
una placa, después de la hibridación de las membranas con una sonda
IL-1\beta radiomarcada.
Figura 3 muestra los resultados de un cribado de
fagos en una primera ronda de PCR, con cebadores específicos para
IL-1 \beta 1 e IL-1\beta2, para
identificar aquellos que contienen genes de
IL-1\beta1 e IL-1\beta2.
Figura 4 muestra películas de dos placas
diferentes después de una segunda ronda de cribado de recogidas en
placas de fagos con la sonda IL-1\beta
radiomarcada.
Figura 5 muestra un cribado de insertos de fagos
en segunda ronda de PCR para identificar cualquier gen de
IL-1\beta1 e IL-1\beta2.
Figura 6 muestra la amplificación por PCR de
insertos de fagos utilizando los cebadores T3 y T7 específicos para
secuencias flanqueantes de fagos, para confirmar la presencia de ADN
fago.
Figura 7 muestra la amplificación por PCR de
insertos de fagos utilizando los cebadores T3 y T7 específicos para
secuencias flanqueantes de fagos, para analizar el tamaño de los
insertos.
Figura 8 muestra la secuencia de nucleótidos y
la secuencia de aminoácidos prevista del clon 6-3 de
ADNc.
Figura 9 muestra las alineaciones de secuencias
firma de catelina de trucha con las de catelicidinas conocidas.
Figura 10 es una representación esquemática de
la estructura de la catelicidina de trucha.
Figura 11 muestra una alineación del péptido
maduro de catelicidina de trucha con péptidos maduros de
catelicidinas conocidas.
Figura 12 muestra el análisis de
RT-PCR de la expresión de
\beta-actina y catelicidina de trucha en
leucocitos de riñón cefálico de trucha estimulados con LPS.
Figura 13 muestra el análisis de
RT-PCR de la expresión de
\beta-actina y catelicidina de trucha en
leucocitos de riñón cefálico de trucha estimulados con LPS
estimulada con acetato de miristato forbol, acetato de miristato
forbol más ionóforo de calcio, o fitohemaglutinina.
Figura 14 muestra los efectos de actinomicina D
y cicloheximida en la expresión de \beta-actina y
catelicidina de trucha en leucocitos de riñón cefálico de trucha
estimulados con LPS.
Figura 15 muestra la secuencia genómica y la
organización del gen de catelicidina de trucha, que muestra la
secuencia codificante, intrones y regiones flanqueantes. Se muestran
secuencias de nucleótidos no codificantes en minúscula, secuencias
codificantes en mayúscula. Las secuencias de aminoácidos previstas
de los exones se muestran sombreadas. Se indica un presunto
recuadro TATA.
Se construyeron dos bibliotecas de ADNc de
trucha diferentes utilizando el kit \lambdaZAP Express
(Stratagene). Se extrajo ARN de los leucocitos de riñón cefálico de
trucha arco iris estimulado durante 4 horas con fitohemaglutinina
(PHA) (Davidson et al., 1999), y de macrófagos de riñón
cefálico aislados de peces estimulados con Aeromonas salmonicida
(Hardie et al., 1998). El ARN se transcribió de manera
inversa a ADNc y se unió en el vector lambda
ZAP-CMV XR. La construcción se empaquetó en fagos
(Stratagene) y se almacenó en tampón SM y cloroformo a 4ºC.
La calidad de las bibliotecas se analizó
mediante amplificación de los genes \beta-actina,
IL-1\beta1 e IL-12 mediante PCR.
\beta-acción es un gen constitutivo
("housekeeping") expresado de manera constitutiva en todos los
tipos de células. Se utilizaron IL-1\beta1 e
IL-1\beta2 como genes representativos inducidos
durante respuestas inmunes. Los cebadores utilizados para la
\beta-acción fueron directo
(5'-ATCGTGGGGCGCCCCAGGCACC-3') e
inverso (5'-CTCCTTAATGT
CACGCACGATTTC-3'), para IL-1\beta1 fueron F10 directo (5'-GGATTCACAAGAACTAAGGAC-3') e R3 inverso (5'-CTTAGTTGTGGCGCTGGATG-3'), y para IL-1\beta2 fueron F4 directo (5'-ACTACAAAACAGCCAACTACAAACC-3') e R8 inverso (5'-CTCTGCTGCTGGCTTCAGT-3').
CACGCACGATTTC-3'), para IL-1\beta1 fueron F10 directo (5'-GGATTCACAAGAACTAAGGAC-3') e R3 inverso (5'-CTTAGTTGTGGCGCTGGATG-3'), y para IL-1\beta2 fueron F4 directo (5'-ACTACAAAACAGCCAACTACAAACC-3') e R8 inverso (5'-CTCTGCTGCTGGCTTCAGT-3').
La mezcla de reacción de PCR fue el siguiente: 1
ó 2 \mul de biblioteca de ADNc, 1 \mul de mezcla de dNTPs 10
mM, 0,25 \mul de 5 unidades/\mul Taq de Dna polimerasa, 5 \mul
10xtampón NH_{4}, 1,5 \mul de MgCl_{2} 50 mM, 2 \mul de
cebador directo, 2 \mul de cebador inverso y 35,25 \mul de
dH_{2}O. El protocolo de ciclado fue el siguiente: fusión inicial
a 94ºC durante 5 min, seguido de 35 ciclos de 94ºC durante 1 min,
57ºC durante 1 min, 72ºC durante 1 min 30 s, con una elongación
final a 72ºC durante 10 min. El tamaño esperado para los productos
PCR fue de \sim500 bp para \beta-actina, 843 bp
para IL-1\beta1, y 323 bp para
IL-1\beta2.
Una corriente de reserva de glicerol de la cepa
XL-1 Blue MRF' de la bacteria huésped (Stratagene)
se desarrolló durante toda la noche a 37ºC en placas de petri con
agar LB (10 g NaCl, 10 g triptona, 5 g de extracto de levadura, 20
g agar pH 7 en 1L de dH_{2}O) suplementado con 12,5 \mug/ml de
tetraciclina (Sigma). A continuación, se desarrolló una única
colonia durante toda la noche en 6 ml de medio LB (10 g NaCl, 10 g
detriptona, 5 g de extracto de levadura en 1 L dH_{2}O pH 7),
suplementado con 10 mM MgSO_{4} y 0,2% (p/v) de maltosa a 30ºC
180 rpm. Las células se centrifugaron a 2000 rpm 4ºC durante 10
minutos y se suspendió el residuo en 6 ml de MgSO_{4} 10 mM.
Para comprobar la titulación de la biblioteca,
se incubaron 0,6 ml de células preparadas como en 1.2 durante 15
minutos a 37ºC con 1 \mul de una serie de diluciones de la reserva
de glicerol de la biblioteca (10^{-1}, 10^{-2}, 10^{-3}). La
mezcla se añadió a 6,5 ml de agar NZY Top fundido (5 g NaCl, 2 g
MgSO_{4}\cdot7H_{2}O, 5 g de extracto de levadura, 10 g NZ
amina, en 1L dH_{2}O pH 7,5 más 0,7% (p/v) agarosa), se vertió en
placas de agar NZY de 150 mm (5 g NaCl, 2 g
MgSO_{4}\cdot7H_{2}O, 5 g extracto de levadura, 10 g NZ
amina, 15 g agar en 1L dH_{2}O pH 7,5) y se incubó a 37ºC hasta
que tuvo lugar la lisis bacteriana (aproximadamente 5 horas. Se
contaron las placas y se calculó la concentración de pfu (unidades
formadoras de placas).
Se incubaron 0,6 ml de células preparadas como
en 1.2 con 1,5x10^{5} pfu durante 15 minutos a 37ºC y se
emplacaron como en 1.3, Después de 5 horas, las placas se
transfirieron a 4ºC durante toda la noche. Se colocó una membrana
de nitrocelulosa sobre cada placa de agar NZY durante 2 minutos para
permitir la transferencia de las partículas de fago a la membrana.
Se realizaron duplicados y se colocaron durante 4 minutos sobre las
placas de agar. Las membranas se marcaron con una aguja coloreada
para la orientación. Las membranas se sumergieron durante 2 minutos
en solución desnaturalizante (1,5M NaCl, 0,5M NaOH), se
neutralizaron durante 5 minutos en solución neutralizante (1,5 M
NaCl, 0,5 M Tris-HCl pH 8,0), y finalmente se
enjuagó durante 30 segundos en 0,2M Tris-HCl pH 7,5
y 2x tampón SSC. Las membranas se dejaron secar al aire en Whatman®
3MM y se reticularon bajo luz UV para fijar el ADN de fago en las
membranas. Las placas se almacenaron a 4ºC.
Se amplificó un fragmento que contenía el
extremo 3' de la región codificante de IL-1\beta
de trucha mediante PCR utilizando cebadores F8 directo
(5'-TCTGAGAACAAGTGC-3') e R3 inverso
(5'-CTTAGTTGTGGCGCTGGATG-3'), y la
biblioteca estimulada por PHA como molde. La mezcla de reacción de
PCR fue la siguiente: 3 \mul de biblioteca de ADNc, 1 \mul de
mezcla de dNTPs 10 mM, 0,25 \mul de 5 unidades/\mul de Taq ADN
polimerasa, 5 \mul de 10 x tampón NH_{4}, 1,5 \mul de
MgCl_{2} 50 mM, 2 \mul de cebador directo, 2 \mul de cebador
inverso y 35,25 \mul de dH_{2}O. El protocolo de ciclado fue el
siguiente: fusión inicial a 94ºC durante 5 minutos, seguido de 35
ciclos de 94ºC durante 45 segundos, 57ºC durante 45 segundos, 72ºC
durante 1 min, con una elongación final a 72ºC durante 10 min. El
tamaño esperado para el producto PCR fue de 454 bp. El producto se
separó en un gel de agarosa al 0,8%. El gel se tiñó con bromuro de
etidio con el fin de visualizar las bandas para asegurar que tenían
el peso molecular correcto. A continuación, el producto PCR se
extrajo del gel de agarosa utilizando el kit de extracción de gel
QIAGEN y su concentración se diluyó hasta 25 ng/ml en tampón TE. Se
secuenció una muestra del ADN extraído para confirmar que la
secuencia de nucléotidos era la de IL-1\beta.
La sonda IL-1\beta se marcó
con ^{32}P antes de la hibridación utilizando el kit de marcaje de
ADN (-dCTP)Ready To Go (Pharmacia Biotech). El tubo de la
mezcla de reacción contenía un residuo celular translúcido
compuesto de dATP, dGTP, dTTP, fragmento FPLCpuro®Klenow
(4-8 unidades) y oligodesoxirribonucleótidos
aleatorios, principalmente 9 de unidades. El contenido del tubo se
reconstituyó mediante la adición de 20 \mul de agua destilada y
se mantuvo en hielo durante 1 hora. Mientras tanto, se diluyeron 50
ng de sonda de ADN en 25 \mul de tampón TE y se desnaturalizaron
mediante calentamiento durante 2-3 minutos a
95-100ºC. A continuación, se dejó el ADN en hielo
durante 2 minutos y se centrifugó brevemente antes de añadirlo a la
mezcla de reacción reconstituida. Se añadieron 5 \mul de
(\alpha-^{32}P)-dCTP (300
Ci/mmol) a la mezcla y se incubaron a 37ºC durante
5-15 minutos. A continuación, la sonda estaba lista
para usar.
Las membranas obtenidas en 1.4 se colocaron en
cilindros de vidrio y se prehibridaron en 20 ml de tampón de
prehibridación (Amersham Pharmacia) durante 1 hora a 65ºC en
rotación. Después de ese tiempo, se añadieron 50 \mul de la sonda
de IL-1\beta marcada con ^{32}P (véase 1.5) en
el cilindro y se incubaron en el horno a 55ºC durante 4 h en
rotación. Para disminuir el exceso una hibridación inespecífica, se
realizaron lavados astringentes con diferentes concentraciones de
SSC (20xSSC: 3 M NaCl, 0,5 M citrato de Na pH 7) + SDS (Sigma) a
60ºC de la siguiente manera: 2x (2xSSC + 0,1%SDS durante 20 min), 2x
(0,2xSSC + 0,1%SDS durante 20 min) y al final 0,1xSSC + 0,1%SDS
durante 15 min. A continuación, la membrana se envolvió en una
película limpia y se expuso a una película Kodak en un cassette.
Las películas se revelaron después de 24 horas.
Las películas reveladas de cada membrana se
colocaron una en la parte superior de su duplicado siguiendo las
marcas de orientación. Los puntos que estaban presentes en ambas
películas eran positivos para la hibridación de
IL-1\beta, siendo el resto falsos positivos. El
área correspondiente a un fago positivo se seleccionó y extrajo de
las placas de agar utilizando la parte superior de una punta estéril
de 100 \mul. Cada cilindro de agar se colocó en tubos Eppendorf
que contenían 500 \mul de tampón SM (para 1 litro: 5,8 g NaCl, 2,0
g MgSO_{4}\cdot7H_{2}O, 50 ml 1M Tris-HCl pH
7,5, 5 ml 2% (p/v) gelatina, H_{2}O hasta 1 litro) + 20 \mul de
cloroformo (Sigma). Los tubos se centrifugaron antes de la
incubación durante toda la noche a 4ºC, para facilitar la
liberación de las partículas de fago.
La mezcla de fagos extraída de áreas
correspondientes a puntos positivos en el cribado radioactivo
también se cribaron mediante PCR para descartar cualquier mezcla de
fagos que contenían los ADNc de IL-1\beta1 o
IL-1\beta2 ya conocidos. Para este objetivo, tuvo
que incrementarse la titulación del fago.
Las células de la cepa XL-1 Blue
MRF' (Stratagene) se desarrollaron durante toda la noche en medio
LB a 37ºC a 200 rpm. El día siguiente, el cultivo de bacterias se
centrífugo a 1500 rpm durante 10 minutos hasta obtener un residuo
celular, el cual se resuspendió en el doble de la cantidad de medio
utilizado la noche anterior. Se añadieron 150 \mul de suspensión
celular a 125 \mul de la reserva de fagos en tampón SM (véase
1.7) y se incubó a 37ºC durante 15 min para permitir que los fagos
se unieran a las células. La mezcla se añadió a un tubo que
contenía 2,5 ml de medio LB suplementado con MgCl_{2} 1 mM y se
incubó a 37ºC a 200 rpm hasta conseguir la lisis bacteriana total
(aproximadamente 4-6 h). La mezcla se incubó con 25
ng de Dnasa I (Sigma) durante 30 min a 37ºC para digerir el ADN
bacteriano liberado durante la lisis con el fin de disminuir la
viscosidad.
A continuación, se añadieron 2,5 ml de
Tris-HCl 10 mM pH 8 y se centrifugaron los lisados a
2500 rpm durante 30 min para obtener un residuo de la debris. Los
sobrenadantes que contenía los fagos liberados se colocaron en
tubos nuevos con una gota de cloroformo y se almacenaron a 4ºC.
Se utilizaron estos sobrenadantes como moldes en
una reacción PCR para identificar y eliminarlos fagos que contenían
genes de IL-1\beta. Los cebadores utilizados
fueron F4 directo
(5'-CGAATTCATGGATTTGAGTCA-3') y R3
inverso
(5'-CTTAGTTGTGGCGCTGGATG-3'), que
son capaces de amplificar los genes tanto de
IL-1\beta1 como de IL-1\beta2.
La mezcla de reacción PCR fue la siguiente: 5 \mul de mezcla de
fagos, 1,5 \mul de mezcla de dNTPs 10 M, 0,125 \mul de 5
unidades/\mul Taq ADN Polimerasa, 2,5 \mul 10x tampón NH_{4},
0,75 \mul MgCl_{2} 50 mM, 1,5 \mul cebador directo, 1,5
\mul cebador inverso y 12,125 \mul de dH_{2}O. El protocolo
de ciclado fue el siguiente: fusión inicial a 95ºC durante 5 min,
seguido de 35 ciclos de 94ºC durante 1 min, 58ºC durante 1 min,
72ºC durante 1 min 30 s, con una elongación final a 72ºC durante 10
min. El tamaño esperado para ambos productos PCR fue de 784
bp.
Los fagos que se hibridaron a la sonda de
IL-1\beta pero que dieron resultados negativos en
el cribado por PCR, es decir, no contenían los genes de
IL-1\beta1 o de IL-1\beta2, se
cribaron una segunda vez con la sonda de
IL-1\beta marcada con ^{32}P para obtener clones
individuales. Los fagos de reserva producidos en 1.7 se diluyeron
1:100 en dH_{2}O y se añadió 1 \mul de la dilución a 200 \mul
de células preparadas como en 1.2. La mezcla se incubó a 37ºC
durante 15 min, se añadieron a 1 ml de agar NZY top y se vertieron
sobre placas de Petri con agar NZY. Las placas de Petri se
colocaron a 37ºC hasta observar lisis y, a continuación, se
transfirieron a 4ºC. Las recogidas de placa se realizaron como en
1.4 y las membranas se hibridaron con la sonda de
IL-1\beta tal como se ha descrito anteriormente.
La comparación de los duplicados permitieron la identificación de
fagos positivos, que a continuación se extrajeron del agar como en
1.7.
Los fagos individuales obtenidos como resultado
de la segunda ronda de cribado radioactivo se analizaron de nuevo
mediante PCR para asegurar que ningún fago contenía los ADNcs para
los genes de IL-1\beta 1 o de
IL-1\beta2, tal como se ha descrito anteriormente.
Se llevó a cabo una reacción de PCR adicional para confirmar la
presencia del vector lambda ZAP-CMV XR en los casos
en los que no se observó amplificación de
IL-1\beta1/2. Los cebadores utilizados fueron T3
(5'-AATTAACCCTCACTAAAGGG-3') y T7
(5'-CATTATGCTGAGTGATATCCCG-3'). La
mezcla de reacción fue la siguiente: 5 \mul de mezcla de fagos,
1,5 \mul de mezcla de dNTPs 10 M, 0,125 \mul de 5
unidades/\mul Taq ADN Polimerasa, 2,5 \mul 10x tampón NH_{4},
0,75 \mul MgCl_{2} 50 mM, 1,5 \mul cebador directo, 1,5
\mul cebador inverso y 12,125 \mul de dH_{2}O. El protocolo de
ciclado fue el siguiente: fusión inicial a 94ºC durante 4 min,
seguido de 10 ciclos de 94ºC durante 1 min, 62ºC durante 1 min, 68ºC
durante 15 min, seguido de 22 ciclos de 94ºC durante 40 s, 62ºC
durante 40 s, 68ºC durante 15 min + 20 s/ciclo, con una elongación
final a 68ºC durante 10 min. Los tiempos de alargamiento
extremadamente largos fueron necesarios porque el vector Lambda
ZAP-CMV XR puede insertar secuencias de hasta 10Kb
de largo.
De este modo, los clones negativos para
IL-1\beta1/2, pero positivos para el vector,
contenían un inserto en el vector que no era ADNc de
IL-1\beta1/2.
Para analizar y secuenciar el AND insertado en
el vector Lambda ZAP-CMV XR, el fragmento debe
escindirse del vector como un fagémido. Se utiliza el fago auxiliar
ExAssist con la cepa XLOLR para escindir de manera eficaz el vector
fagémico pCMVScript EX del vector Lambda ZAP-CMV XR.
Sólo el fagémido escindido se replicará en el huésped, ya que el
fago auxiliar ExAssist presenta una mutación que evita la
replicación en células XLOLR.
Las células XL-1 Blue MRF se
desarrollaron durante toda la noche como en 1.2. Se incubaron 200
\mul de MRF, 250 \mul de reserva de fago obtenida como en 1.9,
y 1 \mul de Fago Auxiliar ExAssist a 37ºC durante 15 minutos para
permitir que tenga lugar la infección. A continuación, la mezcla se
añadió a 3 ml de caldo NZY y se incubó a 37ºC durante toda la noche
para dar tiempo al fago ExAssist para que escinda in vivo el
inserto del vector lambda en células MRF. El día siguiente, el fago
lambda se lisó mediante tratamiento con calor del cultivo a 70ºC
durante 20 minutos. El fagémido no se vio afectado por este
tratamiento. A continuación, el cultivo se centrifugó durante 15
minutos a 1000 g y se recogieron los sobrenadantes que contenían los
fagémidos.
Los cultivos de toda la noche de la cepa XLOLR
se desarrollaron a 30ºC, 200 rpm en caldo NZY (1L: 5 g NaCl, 2 g
MgSO_{4}\cdot7H_{2}O, 5 g de extracto de levadura, 10 g de
amina NZ (hidrolisato de caseína), pH 7,5). Después de 24 h, las
células se centrifugaron y se resuspendieron en el mismo volumen de
MgSO_{4} 10 mM utilizado para el cultivo de toda la noche. A
continuación, se incubaron 10 \mul de sobrenadante con 200 \mul
de células XLOLR recién preparadas a 37ºC durante 15 minutos para
permitir la infección. Esto se añadió a 300 \mul de caldo NZY y
se mantuvo a 37ºC durante 45 minutos. Se emplacaron 200 \mul de la
mezcla en placas de LB suplementadas con kanamicina (50 \mug/ml)
y se dejaron durante toda la noche a 37ºC. La kanamicina permitiría
la selección de clones que contienen el fagémido. Se analizaron
posteriormente cuatro clones por placa mediante PCR utilizando los
cebadores universales T3 y T7. La mezcla de PCR y el protocolo de
ciclado fueron como en 1.10.
Estos clones se transfirieron a un medio con 5
ml de LB-kanamicina y se desarrollaron durante toda
la noche a 37ºC. El fagémico de ADN se extrajo de las bacterias
XLOLR utilizando un kit Miniprep (QIAGEN). El ADN se diluyó hasta
250 ng/ml y se secuenció utilizando un secuenciador automatizado
ABI337 (Applied Biosystems, UK).
Las secuencias se analizaron por su similitud
con secuencias conocidas utilizando el conjunto de programas FASTA
(Pearson y Lipman, 1988) y BLAST (Altschul et al., 1990). La
comparación directa entre las secuencias de ADN y la sonda de
IL-1\beta se realizó utilizando el programa GAP
(Needlleman y Wunsch, 1970), en el Paquete Informático de Análisis
de Secuencias del Wisconsin Genetics Computer Group (GCG) (versión
9.1, 1997), y se generaron múltiples alineamientos de secuencias
utilizando Clustal W (version 1.74, 1997; (Thompson et al.,
1994). El análisis de la estructura de proteínas se realizó
utilizando la herramienta de la red SMART (Schultz et al.,
2000; Schultz et al., 1998).
Se obtuvieron leucocitos de riñón cefálico de
trucha arco iris mediante la destrucción de tejido de riñón
cefálico mediante una malla de nylon de 100 \mum. Después del
lavado, los leucocitos se suspendieron en medio L15 (Gibco) y se
estimularon de la siguiente manera:
- (A)
- Evolución en el tiempo de LPS: las células se estimularon con 5 \mug/ml de liposacárido (LPS, Sigma) de E. coli 0127: B8 durante diferentes periodos de tiempo (0, 0,5 h, 1 h, 2 h, 3 h, 4 h).
- (B)
- Inhibición de la transcripción/traducción: se añadió actinomicina D de Streptomyces (Sigma) a 100 ng/ml a las células después de 3 horas de inducción por LPS (5 \mug/ml) para inhibir la transcripción. Alternativamente, se añadió cicloheximida a 10 \mug/ml a las células después de 3 horas de estimulación con LPS (al igual que antes) para inhibir la traducción.
- (C)
- Diferentes inductores: se añadieron 5 \mug/ml de fitohemaglutinina (PHA, Sigma), 25 ng/ml de Acetato de miristato Forbol (PMA, Sigma) solo, o en combinación con 5x10^{-7} M de Ionóforo de Calcio (sigma) a las células durante 4 horas.
Al final del periodo de tiempo pertinente, se
aisló el ARN total de aproximadamente 2x 10^{7} células con
RNAzol B (Biogenesis) según las instrucciones del fabricante. A
continuación, el ARN se transcribió de forma inversa al ADNc y el
producto utilizado como molde en las PCRs para el gen de
catelicidina de trucha y \beta-actina como
control positivo. Los cebadores utilizados para la amplificación del
gen de catelicidina fueron fF1
(5'-CATCCTGCTCGCTGTGGCT
GTCC-3') y R1 (5'-CCTCCAGAATCGGATGTCTGACC-3'), y para la \beta-actina fueron directo (5'-ATGGAAGAT
GAAATCGCC-3') e inverso (5'-TGCCAGATCTTCTCCATG-3'). La mezcla de reacción PCR fue la siguiente: 5 \mul de mezcla de fagos, 1,5 \mul de mezcla de dNTPs 10 M, 0,125 \mul de 5 unidades/\mul Taq ADN Polimerasa, 2,5 \mul 10x tampón NH_{4}, 0,75 \mul MgCl_{2} 50 mM, 1,5 \mul cebador directo, 1,5 \mul cebador inverso y 12,125 \mul de dH_{2}O. El protocolo de ciclado fue el siguiente: fusión inicial a 94ºC durante 4 min, seguido de 30 ciclos de 94ºC durante 45 s, 60ºC durante 45 s, 72ºC durante 1 min, con una elongación final a 72ºC durante 10 min. El tamaño esperado de los productos fue 320 bp para el gen de catelicidina y 260 bp para \beta-actina.
GTCC-3') y R1 (5'-CCTCCAGAATCGGATGTCTGACC-3'), y para la \beta-actina fueron directo (5'-ATGGAAGAT
GAAATCGCC-3') e inverso (5'-TGCCAGATCTTCTCCATG-3'). La mezcla de reacción PCR fue la siguiente: 5 \mul de mezcla de fagos, 1,5 \mul de mezcla de dNTPs 10 M, 0,125 \mul de 5 unidades/\mul Taq ADN Polimerasa, 2,5 \mul 10x tampón NH_{4}, 0,75 \mul MgCl_{2} 50 mM, 1,5 \mul cebador directo, 1,5 \mul cebador inverso y 12,125 \mul de dH_{2}O. El protocolo de ciclado fue el siguiente: fusión inicial a 94ºC durante 4 min, seguido de 30 ciclos de 94ºC durante 45 s, 60ºC durante 45 s, 72ºC durante 1 min, con una elongación final a 72ºC durante 10 min. El tamaño esperado de los productos fue 320 bp para el gen de catelicidina y 260 bp para \beta-actina.
Para valorar la calidad de la bibliotecas de
ADNc utilizadas, se amplificaron tres genes mediante PCR utilizando
las bibliotecas como moldes. El primer gen,
\beta-actina, es un gen constitutivo
("housekeeping") expresado constitutivamente en todos los
tipos de células. Se utilizaron IL-1\beta 1 y
IL-1\beta2 como representantes de genes inducidos
durante una respuesta inmune. La presencia de los ADNcs de
IL-1\beta en la biblioteca sugiere que es
probable que los ADNcs estén presentes de otros genes inducidos bajo
condiciones similares a IL-1\beta.
Tal como se muestra en la Figura 1, la
\beta-actina estaba presente tanto en la
biblioteca de leucocitos estimulados con PHA como en la biblioteca
obtenida a partir de macrófagos estimulados con el patógeno de pez
Aeromonas salmonicida. También se amplificaron ADNcs de
IL-1\beta1 y IL-1\beta2 de ambas
bibliotecas.
Se seleccionó la biblioteca de PHA para
continuar con el estudio. Se determinó que su título era
1,45x10^{8} pfu/ml.
Se analizaron un total de 6 placas (14 cm Ø). Se
obtuvieron dos membranas duplicadas por placa para distinguir entre
positivos y falsos positivos tras la hibridación. Una vez se
revelaron las películas, la comparación de las películas duplicadas
siguiendo las marcas de orientación revelaron aproximadamente 160
puntos positivos por placa. La Figura 2 muestra un ejemplo de
películas duplicadas de una sola placa tras la hibridación con la
sonda IL-1\beta. Las flechas muestran las marcas
de orientación, mientras que algunos de los clones positivos se
indican mediante círculos. Esto indica que se hibridaron
aproximadamente el 1% de los fagos en la biblioteca de reserva a la
sonda IL-1\beta en las condiciones establecidas
para el experimento.
Debido al elevado total de fagos positivos
(960), se utilizó sólo la placa número uno en los pasos siguientes.
Se extrajeron de las placas las áreas de las placas de agar
correspondientes a los puntos positivos en las películas y se
guardaron en tampón SM y cloroformo.
Para asegurarse de que las áreas seleccionadas
no contenían IL-1\beta 1 o
IL-1\beta2, se amplificó una muestra de la
reserva de fago en tampón SM (ver 2.1) y se lisó para poder
realizarse una PCR para los genes mencionados anteriormente. Dado
que el número de positivos por placa fue muy alto sólo se analizaron
38 reservas de fagos.
Del total de 38 reservas de fago, 21 dieron
resultados positivos en la PCR para IL-1\beta1/2
utilizando cebadores F4/R3 (Fig. 3) y por consiguiente se
descartaron. Este valor indicó que aproximadamente el 55% de los
fagos que se hibridaron a la sonda de IL-1\beta
portaban los ADNcs de IL-1\beta1 o
IL-1\beta2.
Se realizó la segunda ronda para permitir el
aislamiento de fagos individuales. Una dilución 10^{-2} de las
reservas guardadas en tampón SM (ver 2.1) produjo un número
razonable de placas por placa pero suficientemente separadas para
evitar la contaminación cuando se extraían los fagos del agar. En la
segunda ronda sólo se cribaron 10 reservas extraídas de las áreas
correspondientes a los puntos positivos en las películas (ver 2.1)
y negativos para PCR de
IL-1\beta1/IL-1\beta2 (ver 2.2).
Estas reservas fueron 6, 7, 9, 10, 12, 14, 19, 20, 22, y 24, todos
de la placa número 1. La segunda ronda se realizó en placas de petri
pequeñas ya que no se requería un alto número de positivos. En esta
ocasión no se necesitaron duplicados ya que era fácil ver si los
puntos correspondían a una placa o no ya que el número de placas por
placa era bajo. Se observaron un total de 79 fagos positivos. En la
figura 4 se muestran ejemplos de películas de dos placas tras la
segunda ronda de cribado. Se indican los clones positivos mediante
puntos.
Se extrajeron los fagos positivos obtenidos en
2.3 de la placa de agar y se guardaron en tampón SM y cloroformo y
se analizaron sus lisados por la presencia de
IL-1\beta1/IL-1\beta2 mediante
PCR como en la primera ronda. Esta vez ninguna de las placas se
amplificó en la PCR, indicando que el ADNc contenido en cada fago
era similar a la IL-1\beta porque se hibridó a la
sonda de IL-1\beta, pero que la secuencia
insertada no fue el ADNc de IL-1\beta 1 o
IL-1\beta2 ya que no se amplificó en la PCR con
cebadores específicos para IL-1b1/2 (Fig. 5).
Para asegurarse de que los resultados negativos
en la PCR para IL-1\beta1/2 no se debían a la
ausencia de ADN de fago, como consecuencia de problemas durante la
extracción, la amplificación o la lisis del fago, se realizó otra
PCR (Fig. 6) utilizando cebadores universales T3 y T7, los cuales
codifican para secuencias que flanquean el sitio de inserción en el
vector lambda ZAP-CMV XR. Se amplificaron bandas
para casi todas las muestras, indicando la presencia de vector de
fago que tiene insertos de ADNc no correspondientes con los genes
de IL-1\beta conocidos.
Se escindió el inserto en los fagos y se clonó
como un fagémido. En esta forma el fagémido es capaz de infectar y
multiplicarse en células XLOLR. Sólo las células que contienen el
fagémido crecen en placas de agar bajo selección de kanamicina. Se
analizaron cuatro clones por placa mediante PCR utilizando los
cebadores universales T3 y T7, presentes en la secuencia del
fagémido, para evaluar el tamaño de la inserción presente en el
fagémido (Fig. 7).
Se extrajo el ADN de fagémido de las células
XLOLR y se secuenció. Se compararon las secuencias de nucleótidos y
sus traducciones, en los tres marcos de lectura diferentes, con
otras secuencias presentes en la base de datos para identificarse.
Las secuencias obtenidas se alinearon con la secuencia de la sonda
de IL-1\beta y se comparó la región mejor
alineada por la identidad de nucleótidos. El rango de valores
obtenidos fluctuó entre 32% y 44%, con la excepción de una forma
truncada del gen de IL-1\beta 1 que se encontró
que tenía una identidad mayor (98%).
De los 41 clones secuenciados, uno (designado
clon 6-3) tenía una secuencia mostrada en la Figura
8. Una búsqueda con FASTA indicó que la secuencia pertenecía a la
familia de las catelicidinas. Se cree que éste es el primer ejemplo
de un miembro no mamífero de esta familia que se sabe que incluye
miembros porcinos, ovinos, bovinos, caprinos, murinos y
humanos.
La longitud total del clon secuenciado fue de
833 bp, teniendo un extremo 5' incompleto, habitual en genes
clonados de bibliotecas, un UTR 3' que contiene un sitio de
poliadenilación en la posición +793, y una larga cola poliA de 18
bp. El clon contiene un marco de lectura abierto que codifica para
un prepropéptido de 214 aminoácidos. Los primeros 20 aminoácidos
son característicos de un péptido señal, indicando que sólo falta
una pequeña cantidad de marco de lectura abierto de este clon.
\vskip1.000000\baselineskip
Se cree que el propéptido empieza en el residuo
Q_{21} y contiene dos secuencias firma de catelina
(28-44, 75-97; SEC ID Nº: 6 y 8). La
Figura 9 muestra alineaciones de las secuencias firma de catelina
con aquellas de las siguientes catelicidinas conocidas:
- Secuencia
- Fuente
- PR-39
- PR-39 porcina
- CATELINA
- Catelina porcina
- FALL-39
- humana
- PF2
- Profenina 2 porcina
- PG1
- Protegrina 1 porcina
- PMAP-23
- Péptido 23 mieloide antibacteriano porcino
- PMAP-36
- Péptido 26 mieloide antibacteriano porcino
- BAC1B
- Bactenecina 1 bovina
- SMAP-29 P
- éptido 29 mieloide antibacteriano de oveja
- BAC7S
- Bactenecina 7 de oveja
- BAC11S
- Bactenecina 11 de oveja
- BAC6S
- Bactenecina 6 de oveja
- BAC5B
- Bactenecin 5 bovina
- INDOL
- Indolicidina bovina
- CATH1
- Catelina 1
- CRAMP
- Péptido antimicrobiano relacionado con catelina murina
- CAP-18
- humano
- BAC-M
- Bactenecina murina
- P15A
- conejo
\vskip1.000000\baselineskip
Se prevé además que el propéptido contiene dos
enlaces disulfuro que unen residuos de cisteína en las posiciones
82-93 y 104-128. Éstos se ilustran
esquemáticamente en la figura 10. Los enlaces disulfuro pueden
imponer restricciones estructurales a la molécula. El propéptido de
catelicidinas se divide normalmente mediante elastasa,
C-terminal de un residuo de valina, para obtener el
péptido maduro activo. La Val127 se alinearía con otros residuos de
valina de otros péptidos conocidos de la misma familia, pero la
división en esta posición requeriría la rotura del enlace disulfuro
ente los residuos 104 y 128 para producir un péptido maduro libre.
Por lo tanto, la Val148 es más probable que sea el punto de división
por elastasa. Se observó que la región propéptido compartía hasta
un 29% de similitud de aminoácidos con la de otros miembros de la
familia de catelicidinas en mamíferos.
Por tanto, se prevé que el péptido maduro
empiece en la Arg149 y tenga 66 aminoácidos de longitud. En la
figura 11 se muestra una alineación del péptido maduro de
catelicidina de trucha previsto con péptidos maduros de otras
catelicidinas.
El péptido de trucha tiene características de
más de uno de los 5 subgrupos de la familia de catelicidina.
Presenta tanto un enlace disulfuro interno, característico de la
familia de los dodecapéptidos, como cuatro repeticiones en tándem,
de una secuencia nonámera rica en prolina y arginina
(RPG-G/v-GS-X-I/p-G)
característica del grupo de los péptidos Ricos en Prolina y
Arginina (profeninas de cerdo y bactenecinas bovinas y de oveja).
Como resultado, la catelicidina de trucha se ha clasificado con los
péptidos Ricos en Prolina y Arginina, y se ha designado como
bactenecina de trucha.
El extremo 5' del ADNc se obtuvo mediante PCR 5'
RACER con un kit de GeneRacer (TM) (Invitrogen Corp. Cat. No.
L1500-01). El molde de ADNc derivaba del ARNm
extraído de leucocitos de riñón cefálico obtenidos de trucha
estimulada mediante inyección intraperitoneal con un oligonucleótido
CpG bacteriano. Los cebadores directos utilizados fueron los
suministrado con el kit, mientras que los cebadores inversos fueron
ACAATTTTTGCCTCTG
GAGCATATTCT (para la primera PCR) y CACAAACAAATGTAGACAGGTCAGTGTT (para la siguiente PCR). La secuencia de longitud completa obtenida se muestra como la SEC ID No. 20, con la secuencia de aminoácidos prevista como SEC ID No. 21. Estas secuencias muestran polimorfismos de un solo nucleótido identificados en el ORF.
GAGCATATTCT (para la primera PCR) y CACAAACAAATGTAGACAGGTCAGTGTT (para la siguiente PCR). La secuencia de longitud completa obtenida se muestra como la SEC ID No. 20, con la secuencia de aminoácidos prevista como SEC ID No. 21. Estas secuencias muestran polimorfismos de un solo nucleótido identificados en el ORF.
La secuencia genómica se obtuvo mediante PCR
GenomeWalker PCR con un kit Universal GenomeWalker(TM)
(CLONTECH Inc. Cat. No. K1807-1). El molde de ADN se
extrajo del riñón cefálico de trucha arco iris. Los cebadores
directos fueron los suministrados con el kit y los cebadores
inversos fueron los mismos que los utilizados en la PCR (ver
anteriormente). La secuencia obtenida se muestra como la figura
15.
Se muestra que el gen tiene 4 exones/3 intrones
y tal como se predice a partir de secuencias conocidas de mamífero,
el péptido funcional previsto se encuentra completamente en el exón
4. La secuencia flanqueante 5' (posible promotor) contiene una caja
TATA prevista.
Para estudiar cómo se regula la expresión del
gen de bactenecina de trucha, se realizó una evolución con el
tiempo. Se aislaron los leucocitos totales de riñón cefálico de
trucha a partir de un único pez y se estimularon con 5 \mug/ml de
LPS. Se realizó una RT-PCR utilizando cebadores
específicos para el gen de bactenecina de trucha en ADNc preparado
a partir de células estimuladas (párrafo 1.13), revelando una
expresión máxima del gen después de 2 h de adición de LPS y un
rápido descenso a partir de este punto (véase la figura 12). Esto
indicó una regulación muy limitada y una rápida degradación del
ARNm.
También se analizaron acetato de miristato
forbol (PMA), PMA + ionóforo de calcio (PMA + CAI), y
fitohemaglutinina (PHA) por su capacidad de inducir la expresión de
bactenecinas de trucha en leucocitos (figura 13). Los resultados
mostraron que después de 4 horas de inducción sólo PMA + ionóforo de
calcio indujo la expresión. Esto fue interesante, ya que la
expresión después de 4 horas no se detectó con LPS en experimentos
previos.
Para estudiar esto en profundidad, se realizaron
experimentos para estudiar los efectos sobre los leucocitos totales
del riñón cefálico estimulados con LPS de la inhibición de la
transcripción con actinomicina D (Act D) y la traducción con
cicloheximida (CHX).
Los resultados se muestran en la figura 14. Las
bandas se marcan de la siguiente manera: 4LPS - 4 h incubación con
LPS; 7LPS - 7 h incubación con LPS. Para el tratamiento con ActD y/o
CHX, se añadió lo siguiente a las células después de 3 horas de
estimulación con LPS.
4Act - actinomicina durante 1 h; 7Act -
actinomicina durante 4 h; 4CHX - cicloheximida durante 1 h; 7CHX -
cicloheximida durante 4 h; 7ACHX - actinomicina y una hora más
tarde cicloheximida durante 3 h. El gel superior representa la
\beta-actina control, y el gel inferior la
bactenecina de trucha.
En este caso, la expresión máxima después de la
estimulación con LPS se detectó después de 7 horas. Por tanto,
según los resultados de la evolución en el tiempo con LPS podría
haber dos picos de expresión, uno muy temprano sólo 2 horas después
de la adición de LPS no detectable en este experimento, y un segundo
pico detectable después de 7 horas de estimulación con LPS.
\newpage
La adición de actinomicina D 3 h después de la
estimulación con LPS inhibió completamente la expresión de la
bactenecina de trucha. Esto indicó que el transcrito observado
después de 7 h de estimulación con LPS se transcribió de nuevo, lo
cual era esperado, ya que no se observó expresión a las 4 h con LPS.
La cicloheximida, un inhibidor de la traducción, no indujo una
superinducción del gen de bactenecina, sugiriendo que no había
represores lábiles implicados en la regulación de la expresión de
bactenecina. Cuando se inhibieron tanto la transcripción como la
traducción, se observó un descenso rápido en la expresión indicando
que la expresión de bactenecina depende principalmente del ARNm
recién transcrito y que una vez sintetizado es fácilmente
degradable. La baja expresión observada podría ser debida a una
ligera estabilización del ARNm debido a una falta de síntesis de
las enzimas implicadas en la degradación del ARNm.
Aunque se ha descrito la anterior invención en
cierto detalle a modo de ilustración y ejemplo con el fin de se
claridad y entendimiento, será fácilmente evidente para los expertos
en la materia a la luz de las enseñanzas de la presente invención
que se pueden realizar ciertos cambios y modificaciones a la misma
dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
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Esta lista de referencias citadas por el
solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no
forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto
el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad al
respecto.
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los mismos
\vskip0.400000\baselineskip
<130> GRF/BP6117865
\vskip0.400000\baselineskip
<150> GB 0214660.3
\vskip0.400000\baselineskip
<151>
2002-06-25
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<150> GB 0201744.0
\vskip0.400000\baselineskip
<151>
2002-01-25
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<170> PatentIn version 3.1
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 833
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 214
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 384
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 128
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 51
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 5
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskiptatgaagaca tcatcttagt tgctttgcct cagctgcttc ctggggaaga g
\hfill51
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 6
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 17
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 6
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 7
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 69
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 7
\hskip1cm
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 8
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 23
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 8
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 198
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 10
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 66
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 10
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 11
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 11
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcgtcctgggg ttggctccat aattggt
\hfill27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 12
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 12
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip1cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 13
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 13
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcgtcctgggg gtggctcctt aattggt
\hfill27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 14
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 14
\hskip1cm
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 15
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 15
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcgtcctgggg gtggctccgt aattggt
\hfill27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 16
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 16
\hskip1cm
\vskip0.400000\baselineskip
<210>17
\vskip0.400000\baselineskip
<211>27
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 17
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcgtcctgggg gtggctctcc tcctggg
\hfill27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 18
\vskip0.400000\baselineskip
<211>9
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 18
\hskip1cm
\vskip0.400000\baselineskip
<210>19
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> MISC_FEATURE
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (4)..(4)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa es Gly o Val
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> MISC_FEATURE
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (7)..(7)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa es cualquier aminoácido
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> MISC_FEATURE
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (8).. (8)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa es Ile o Pro
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 19
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip1cm
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 856
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 216
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> MISC_FEATURE
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (35)..(35)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa es Leu o Ser
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> MISC_FEATURE
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (103)..(103)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa es Leu o Arg
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> MISC_FEATURE
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (156)..(156)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa es Gly o Asp
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 22
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 451
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 22
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 23
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 150
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> MISC_FEATURE
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (35).. (35)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa es Leu o Ser
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> MISC_FEATURE
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (103)..(103)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa es Leu o Arg
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 23
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 24
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 51
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 24
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskiptatgaagaca tcatctcagt tgctttgcct cagctgcttc ctggggaaga g
\hfill51
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 25
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 17
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 25
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 26
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 198
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 26
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 66
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> MISC_FEATURE
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (6)..(6)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa es Gly o Asp
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 28
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 1813
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 28
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 216
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Oncorhynchus mykiss
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> MISC_FEATURE
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (35)..(35)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa es Leu o Ser
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> MISC_FEATURE
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (103)..(103)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa es Leu o Arg
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> MISC_FEATURE
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (156)..(156)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Xaa es Gly o Asp
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 29
Claims (33)
1. Polipéptido aislado que tiene actividad
antimicrobiana, que comprende la secuencia de aminoácidos
RPG-G/V-GS-X-I/P-G
(SEC ID NO: 19).
2. Polipéptido según la reivindicación 1, que
comprende de dos a cuatro repeticiones de la secuencia de
aminoácidos
RPG-G/V-GS-X-I/PG
(SEC ID NO: 19).
3. Polipéptido según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, en el que una o más de dichas repeticiones tiene
la secuencia de aminoácidos de las SEC ID NOs: 12, 14, 16 ó 18.
4. Polipéptido según la reivindicación 3, que
comprende cada una de las SEC ID NOs: 12, 14, 16 y 18.
5. Polipéptido según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, que comprende además una pareja de residuos
de cisteína capaces de formar un puente disulfuro interno.
6. Polipéptido según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, que tiene actividad antifúngica o
antibacteriana.
7. Polipéptido según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, que comprende una secuencia de aminoácidos
tal como se indica en la SEC ID NO: 10 ó 27, o una secuencia que
tiene más de un 40% de identidad, preferiblemente más de un 50% de
identidad con la misma.
8. Polipéptido que comprende una parte que tiene
actividad antimicrobiana tal como se describe en cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, y una parte de propéptido divisible de la
parte que tiene actividad antimicrobiana mediante una proteasa.
9. Polipéptido según la reivindicación 8, en el
que la parte de propéptido comprende por lo menos una secuencia
firma de catelina.
10. Polipéptido según la reivindicación 9, en el
que la secuencia firma de catelina comprende la SEC ID NO: 6, 8 ó
25.
11. Polipéptido según la reivindicación 10, en
el que la parte de propéptido comprende dos de las SEC ID NOs: 6, 8
y 25.
12. Polipéptido según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 11, en el que la parte de propéptido comprende
por lo menos una pareja de residuos de cisteína capaces de formar un
puente disulfuro interno.
13. Polipéptido según la reivindicación 12, en
el que la parte de propéptido comprende por lo menos dos parejas de
residuos de cisteína capaces de formar un puente disulfuro
interno.
14. Polipéptido según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 13, en el que la proteasa es elastasa.
15. Polipéptido según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 14, en el que la parte de propéptido comprende
una secuencia de aminoácidos indicada en las SEC ID NO: 4 ó 23, o
una secuencia que tiene más de un 30%, preferiblemente más de un
40% de identidad con la misma.
16. Polipéptido según la reivindicación 15, que
comprende una secuencia de aminoácidos indicada en las SEC ID NO: 2
ó 21, o una secuencia que tiene más de un 40% de identidad,
preferiblemente más de un 50% de identidad con la misma.
17. Anticuerpo específico para el polipéptido
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.
18. Ácido nucleico aislado que codifica el
polipéptido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.
19. Ácido nucleico aislado que codifica el
polipéptido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que
comprende una secuencia de ácidos nucleicos indicada en las SEC ID
No. 9 ó 26, o una secuencia tiene más de un 40% de identidad con la
misma.
20. Ácido nucleico aislado que codifica el
polipéptido según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 16, que
comprende una secuencia de ácidos nucleicos indicada en las SEC ID
NO: 3 ó 22, o una secuencia de ácidos nucleicos indicada en las SEC
ID No. 9 ó 26 o una secuencia que tiene más de un 40% de identidad
con la misma.
21. Ácido nucleico según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 20, que comprende además una secuencia que
codifica un péptido señal funcional.
22. Vector de expresión que comprende un ácido
nucleico según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21.
23. Célula huésped que comprende un vector de
expresión según la reivindicación 22.
24. Método para aislar un ácido nucleico que
codifica un polipéptido de catelicidina o una parte del mismo,
empleando dicho método un cebador o sonda de ácido nucleico que
comprende una secuencia de nucleótidos indicada en las SEC ID NO:
11, 13, 15 ó 17, o que codifica la secuencia de aminoácidos
RPG-G/V-GS-X-I/P-G
(SEC ID NO: 19), o el complemento de las mismas, o una secuencia
equivalente por degeneración a las mismas.
25. Método para aislar un ácido nucleico que
codifica un polipéptido de catelicidina o una parte del mismo,
empleando dicho método un cebador o sonda de ácido nucleico que
comprende las secuencias de SEC ID NO: 3, 5, 7, 9, 22, 24 ó 26, ó
el complemento de las mismas, o una secuencia equivalente por
degeneración a las mismas.
26. Método según la reivindicación 24 o la
reivindicación 25, que comprende las etapas de:
- (a)
- proporcionar una preparación de ácido nucleico de un organismo diana;
- (b)
- proporcionar dicho cebador o sonda de ácido nucleico; y
- (c)
- poner en contacto dicha preparación de ácido nucleico con dicho cebador o sonda.
27. Método según la reivindicación 26, que
comprende además la etapa de:
- (d)
- identificar el ácido nucleico en dicha preparación que se hibrida con dicho cebador o sonda.
28. según la reivindicación 24 o la
reivindicación 25, que comprende las etapas de:
- (a)
- proporcionar una preparación de ácido nucleico de un organismo diana;
- (b)
- proporcionar una pareja de cebadores de ácido nucleico, siendo por lo menos uno de dichos cebadores un cebador o sonda de ácido nucleico tal como se define en la reivindicación 24 o la reivindicación 25;
- (c)
- poner en contacto dicha preparación de ácidos nucleicos con dichos cebadores en condiciones para realizar una PCR, y
- (d)
- realizar la PCR y determinar la presencia o ausencia de ácido nucleico amplificado.
29. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 26 a 28, en el que el organismo diana es un
pez.
30. Polipéptido según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 16, o un ácido nucleico según cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 21, para su uso en un método de tratamiento
médico.
31. Polipéptido según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 16, o un ácido nucleico según cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 21, para su uso en un método de tratamiento
de una patología causada por un microbio, un método de tratamiento
de la inflamación, o un método de estimulación de la curación de
heridas.
32. Uso del polipéptido según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 16, o un ácido nucleico según cualquiera de
las reivindicaciones 18 a 21 en la fabricación de un medicamento
para el tratamiento de una patología causada por un microbio, para
el tratamiento de la inflamación, o para estimular la curación de
heridas
33. Uso según la reivindicación 32, en el que el
medicamento se formula para la adición a agua que contiene
peces.
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