ES2592204T3 - Vacunas mejoradas para el virus del papiloma humano y métodos para usarlas - Google Patents

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Abstract

Una molécula de ácido nucleico que comprende una secuencia de nucleótidos seleccionada del grupo que consiste en: SEQ ID NO: 1 y SEQ ID NO: 5.

Description

DESCRIPCION
Vacunas mejoradas para el virus del papiloma humano y metodos para usarlas Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a vacunas de papilomavirus humano (HPV) mejoradas, y a su uso en la induccion de respuestas inmunitarias, y en inmunizacion profilactica y/o terapeutica de individuos contra el HPV.
Antecedentes de la invencion
Los papilomavirus son virus de ADN pequenos que comprenden hasta siete genes tempranos y dos genes tardfos. En general, los genes tempranos del virus del papiloma se designan E1-E7, y los genes tardfos del virus del papiloma se designan L1 y L2. Pueden infectarse varias especies de animales por miembros de la familia del papilomavirus.
La infeccion por papilomavirus humano (HPV) es comun y puede transmitirse por via sexual. El HPV se ha diferenciado en 56 o mas tipos basandose en la homologfa de secuencia de ADN. Los HPV tipos 16 y 18, que provocan displasia epitelial y otras lesiones, se asocian con frecuencia a un riesgo aumentado de cancer, particularmente carcinomas in situ e invasivos del cuello uterino, vagina, vulva y canal anal.
Las vacunas de ADN tienen muchas ventajas conceptuales con respecto a los metodos de vacunacion mas tradicionales, tales como virus atenuados vivos y vacunas basadas en protefnas recombinantes. Las vacunas de ADN son seguras, estables, se producen facilmente y se toleran bien en seres humanos con pruebas pre-clfnicas que indican pocas pruebas de integracion plasmfdica [Martin, T., et al., Plasmid DNA malaria vaccine: the potential for genomic integration after intramuscular injection. Hum Gene Ther, 1999. 10(5): p. 759-68; Nichols, W.W., et al., Potential DNA vaccine integration into host cell genome. Ann N Y Acad Sci, 1995. 772: p. 30-9]. Ademas, las vacunas de ADN estan bien adaptadas para administracion repetida debido al hecho de que la eficacia de la vacuna no esta influida por tftulos de anticuerpos preexistentes para el vector [Chattergoon, M., J. Boyer, y D.B. Weiner, Genetic immunization: a new era in vaccines and immune therapeutics. FASEB J, 1997. 11(10): p. 753-63]. Sin embargo, un obstaculo importante para la adopcion clfnica de vacunas de ADN ha sido una reduccion de la inmunogenicidad de las plataformas cuando se mueven a animales mayores [Liu, M.A. y J.B. Ulmer, Human clinical trials of plasmid DNA vaccines. Adv Genet, 2005. 55: p. 25-40]. Los avances tecnologicos recientes en la ingenierfa de inmunogeno de vacuna de ADN, tal como optimizacion de codones, optimizacion de ARN y la adicion de secuencias lfder de inmunoglobulina han mejorado la expresion e inmunogenicidad de las vacunas de ADN [Andre, S., et al., Increased immune response elicited by DNA vaccination with a synthetic gp120 sequence with optimized codon usage. J Virol, 1998. 72(2): p. 1497-503; Deml, L., et al., Multiple effects of codon usage optimization on expression and immunogenicity of DNA candidate vaccines encoding the human immunodeficiency virus type 1 Gag protein. J Virol, 2001. 75(22): p. 10991-1001; Laddy, D.J., et al., Immunogenicity of novel consensus based DNA vaccines against avian influenza. Vaccine, 2007. 25(16): p. 2984-9; Frelin, L., et al., Codon optimization and mRNA amplification effectively enhances the immunogenicity of the hepatitis C virus nonstructural 3/4A gene. Gene Ther, 2004. 11(6): p. 522-33], asf como tecnologfa desarrollada recientemente en sistemas de suministro de plasmidos tales como electroporacion [Hirao, L.A., et al., Intradermal/subcutaneous immunization by electroporation improves plasmid vaccine delivery and potency in pigs and rhesus macaques. Vaccine, 2008. 26(3): p. 440-8; Luckay, A., et al., Effect of plasmid DNA vaccine design and in vivo electroporation on the resulting vaccine-specific immune responses in rhesus macaques. J Virol, 2007. 81(10): p. 5257-69; Ahlen, G., et al., In vivo electroporation enhances the immunogenicity of hepatitis C virus nonstructural 3/4A DNA by increased local DNA uptake, protein expression, inflammation, and infiltration of CD3+ T cells. J Immunol, 2007. 179(7): p. 4741-53]. Ademas, algunos estudios han sugerido que el uso de inmunogenos consenso puede ser capaz de aumentar la amplitud de la respuesta inmunitaria celular en comparacion con antfgenos nativos solos [Yan., J., et al., Enhanced cellular immune responses elicited by an engineered HIV-1 subtype B consensus-based envelope DNA vaccine. Mol Ther, 2007. 15(2): p. 411-21; Rolland, M., et al., Reconstruction and function of ancestral center-of-tree human immunodeficiency virus type 1 proteins. J Virol, 2007. 81(16): p. 8507-14]. Yan et al., Vaccine, 2008, 26(40): 5210-5215 desvela un inmunogeno de fusion basado en E6 y E7 consenso de HPV 18.
Sigue existiendo la necesidad de vacunas y metodos mejorados para prevenir y tratar la infeccion por HPV.
Sumario de la invencion
La materia objeto para la que se busca proteccion es como se define en las reivindicaciones.
Se proporcionan protefnas que comprenden una secuencia de aminoacidos consenso de E6 y E7 de HPV Tipo 18 (HPV 18) y moleculas de acido nucleico que comprenden secuencias de nucleotidos que codifican dichas protefnas. Estas construcciones de acido nucleico y protefnas codificadas por las mismas proporcionan dianas inmunogenicas mejoradas contra las que puede generarse una respuesta inmunitaria anti-HPV.
Tambien se proporcionan construcciones que codifican dichas protefnas, vacunas que comprenden dichas protefnas, vacunas que comprenden moleculas de acido nucleico que codifican dichas protefnas y metodos para inducir respuestas inmunitarias anti-HPV.
Los aspectos de la invencion incluyen una molecula de acido nucleico que comprende una secuencia de nucleotidos seleccionada del grupo que consiste en: SEQ ID NO: 1 y SEQ ID NO: 5.
La presente invencion proporciona ademas composiciones farmaceuticas que comprenden dichas moleculas de acido nucleico y su uso en metodos para inducir una respuesta inmunitaria en un individuo contra HPV que comprende administrar a un individuo una composicion que comprende dichas moleculas de acido nucleico.
La presente invencion proporciona ademas vacuna recombinante que comprende dichas moleculas de acido nucleico y su uso en metodos para inducir una respuesta inmunitaria en un individuo contra HPV que comprende administrar a un individuo dicha vacuna recombinante.
La presente invencion proporciona ademas vacunas vivas atenuadas que comprenden dichas moleculas de acido nucleico para su uso en metodos para inducir una respuesta inmunitaria en un individuo contra HPV que comprende administrar a un individuo dichas vacunas vivas atenuadas.
La presente divulgacion tambien se refiere a moleculas de acido nucleico que comprenden una secuencia de nucleotidos seleccionada del grupo que consiste en: secuencias de nucleotidos que codifican SEQ ID NO: 2, secuencias de nucleotidos que codifican una secuencia de aminoacidos que tiene al menos 90 % de homologfa con SEQ ID NO: 2; secuencias de nucleotidos que codifican fragmentos de SEQ ID NO: 2, secuencias de nucleotidos que codifican una secuencia de aminoacidos que tiene al menos 90 % de homologfa con fragmentos de SEQ ID NO: 2; secuencias de nucleotidos que codifican sEq ID NO: 6; secuencias de nucleotidos que codifican fragmentos de SEQ ID NO: 6 incluyendo secuencias de HPV; secuencias de nucleotidos que codifican una secuencia de aminoacidos que tiene al menos 90 % de homologfa con SEQ ID NO: 6 incluyendo secuencias de HPV; y secuencias de nucleotidos que codifican una secuencia de aminoacidos que tiene al menos 90 % de homologfa con fragmentos de SEQ ID NO: 6 que incluyen secuencias de HPV.
La presente divulgacion proporciona ademas protefnas que comprenden secuencias de aminoacidos seleccionadas del grupo que consiste en: SEQ ID NO: 2, secuencias que tienen al menos 90 % de homologfa con SEQ ID NO: 2; fragmentos de SEQ ID NO: 2; fragmentos de secuencia que tienen al menos 90 % de homologfa con SEQ ID NO: 2; SEQ ID NO: 6, secuencias que tienen al menos 90 % de homologfa con SEQ ID NO: 6; fragmentos de SEQ ID NO: 6; y fragmentos de secuencias que tiene al menos 90 % de homologfa con SEQ ID NO: 6.
La presente divulgacion proporciona ademas composiciones farmaceuticas que comprenden dichas protefnas y su uso en metodos para inducir una respuesta inmunitaria en un individuo contra HPV que comprende administrar a un individuo una composicion que comprende dichas protefnas.
La presente divulgacion proporciona ademas vacunas recombinantes que comprenden dichas protefnas y su uso en metodos para inducir una respuesta inmunitaria en un individuo contra HPV que comprenden administrar a un individuo dicha vacuna recombinante.
La presente divulgacion proporciona ademas patogenos atenuados vivos que comprenden dichas protefnas y su uso en metodos para inducir una respuesta inmunitaria en un individuo contra HPV que comprenden administrar a un individuo dichos patogenos atenuados vivos.
Breve descripcion de la figura
La Figura 1 proporciona una descripcion de la construccion plasmfdica.
Descripcion detallada de realizaciones preferidas
Como se usa en el presente documento, la expresion “condiciones de hibridacion rigurosas” o “condiciones rigurosas” se refiere a condiciones en las que una molecula de acido nucleico hibridara con otra molecula de acido nucleico, pero no con otras secuencias. Las condiciones rigurosas son dependientes de secuencia y seran diferentes en diferentes circunstancias. Secuencias mas largas hibridan especfficamente a temperaturas mayores. En general, se seleccionan condiciones rigurosas para que sean aproximadamente 5 °C menores que el punto de fusion termico (Tm) para la secuencia especffica a una fuerza ionica y pH definidos. La Tm es la temperatura (con fuerza ionica, pH y concentracion de acido nucleico definidos) a la que el 50 % de las sondas complementarias de la secuencia diana hibridan con la secuencia diana en equilibrio. Ya que las secuencias diana estan generalmente presentes en exceso, a Tm, el 50 % de las sondas estan ocupadas en equilibrio. Tfpicamente, las condiciones rigurosas seran en las que la concentracion salina es ion sodico menor de aproximadamente 1,0 M, tfpicamente ion sodico de aproximadamente 0,01 a 1,0 M (u otras sales) a pH 7,0 hasta 8,3 y la temperatura es al menos aproximadamente 30 °C para sondas cortas, cebadores u oligonucleotidos (por ejemplo de 10 a 50 nucleotidos) y al menos
aproximadamente 60 °C para sondas mas largas, cebadores u oligonucleotidos. Pueden conseguirse tambien condiciones rigurosas con la adicion de agentes desestabilizantes, tales como formamida.
La homologfa de secuencia para nucleotidos y aminoacidos puede determinarse usando FASTA, BLAST y BLAST con huecos (Altschul et al., Nuc. Acids Res., 1997, 25, 3389) y software PAUP* 4.0b10 (D. L. Swofford, Sinauer Associates, Massachusetts). El “porcentaje de similitud” se calcula usando software PAUP* 4.0b10 (D. L. Swofford, Sinauer Associates, Massachusetts). La similitud promedio de la secuencia consenso se calcula en comparacion con todas las secuencias en el arbol filogenetico.
Brevemente, el algoritmo de BLAST, que significa herramienta de busqueda de alineamiento local basico es adecuado para determinar la similitud de secuencia (Altschul et al., J. Mol. Biol., 1990, 215, 403-410). Esta disponible publicamente software para realizar analisis de BLAST a traves del Centro Nacional para la Informacion Biotecnologica (
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/). Este algoritmo implica identificar en primer lugar un par de secuencias de alta puntuacion (HSP) identificando palabras cortas de longitud W en la secuencia de consulta que coinciden con o satisfacen alguna puntuacion umbral de valor positivo T cuando se alinean con una palabra de la misma longitud en una secuencia de base de datos. T se denomina el umbral de puntuacion de palabra cercana (Altschul et al., mencionado anteriormente). Estas aciertos de palabra cercanos iniciales actuan como semillas para iniciar busquedas para encontrar HSP que los contengan. Los aciertos de palabras se extienden en ambas direcciones a lo largo de cada secuencia tanto como puede aumentarse la puntuacion de alineamiento acumulativa. La extension para los aciertos de palabra en cada direccion se detienen cuando: 1) la puntuacion de alineamiento acumulada cae la cantidad X desde su valor conseguido maximo; 2) la puntuacion acumulada va hasta cero o menos, debido a la acumulacion de uno o mas alineamientos de restos de puntuacion negativa; o 3) se alcanza el final de una de las secuencias. Los parametros de algoritmo Blast W, T y X determina la sensibilidad y velocidad del alineamiento. El programa Blast usa por defecto una longitud de palabra (W) de 11, la matriz de puntuacion BLOSUM62 (vease Henikoff et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992, 89, 10915-10919) alineamientos (B) de 50, expectativa (E) de 10, M=5, N=4, y una comparacion de ambas cadenas. El algoritmo BLAST (Karlin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90, 5873-5787) y BLAST con huecos realizan un analisis estadfstico de la similitud entre dos secuencias. Una medida de la similitud proporcionada por el algoritmo BLAST es la probabilidad de menor suma (P(N)), que proporciona una indicacion de la probabilidad de que se produzca una coincidencia entre dos secuencias de nucleotidos al azar. Por ejemplo, un acido nucleico se considera similar a otros si la probabilidad de menor suma en comparacion del acido nucleico de ensayo con el otro acido nucleico es menor de aproximadamente 1, preferentemente menor de aproximadamente 0,1, mas preferentemente menor de aproximadamente 0,01 y mas preferentemente menor de aproximadamente 0,001.
Como se usa en el presente documento, la expresion “construccion genetica” se refiere a las moleculas de ADN o ARN que comprenden una secuencia de nucleotidos que codifica protefna. La secuencia codificante incluye senales de inicio y terminacion unidas operativamente con elementos reguladores que incluyen un promotor y una senal de poliadenilacion capaces de dirigir la expresion en las celulas del individuo al que se administra la molecula de acido nucleico.
Como se usa en el presente documento, la expresion “forma expresable” se refiere a construcciones genicas que contienen los elementos reguladores necesarios unidos operativamente a una secuencia codificante que codifica una protefna de modo que cuando esta presente en la celula del individuo, se expresara la secuencia codificante.
Se desvelan vacunas mejoradas que surgen de una estrategia multifase para potenciar respuestas inmunitarias celulares inducidas por inmunogenos. Se generaron secuencias consenso modificadas. Tambien se desvelan modificaciones geneticas que incluyen optimizacion de codones, optimizacion de ARN y la adicion de una secuencia lfder de inmunoglobulina altamente eficaz. La nueva construccion se ha disenado para inducir respuestas inmunitarias celulares mas fuertes y mas amplias que un inmunogeno de codones optimizados correspondiente.
Las vacunas HPV mejoradas se basan en protefnas y construcciones genicas que codifican protefnas con epftopos que las hacen particularmente eficaces como inmunogenos contra los que pueden inducirse anti-HPv. En consecuencia, las vacunas pueden inducir una respuesta inmunitaria terapeutica o profilactica. En algunas realizaciones, el medio para suministrar el inmunogeno es una vacuna de ADN, una vacuna recombinante, una vacuna de subunidad proteica, una composicion que comprende el inmunogeno, una vacuna atenuada o una vacuna muerta. En algunas realizaciones, la vacuna comprende una combinacion seleccionada de los grupos que consisten en: una o mas vacunas de ADN, una o mas vacunas recombinantes, una o mas vacunas de subunidades proteicas, una o mas composiciones que comprenden el inmunogeno, una o mas vacunas atenuadas y una o mas vacunas muertas.
De acuerdo con algunas realizaciones, se suministra una vacuna a un individuo para modular la actividad del sistema inmunitario del individuo y de este modo potenciar la respuesta inmunitaria contra HPV. Cuando se capta una molecula de acido nucleico que codifica la protefna por celulas del individuo la secuencia de nucleotidos se expresa en las celulas y la protefna se suministra por lo tanto al individuo. Se proporcionan metodos para suministrar las secuencias codificantes de la protefna en moleculas de acidos nucleicos tales como plasmido, como parte de
vacunas recombinantes y como parte de vacunas atenuadas, como protefnas aisladas o protefnas parte de un vector.
Se proporcionan composiciones y metodos que inmunizan profilactica y/o terapeuticamente a un individuo contra HPV.
Se unen operativamente a elementos reguladores composiciones para suministrar moleculas de acido nucleico que comprenden una secuencia de nucleotidos de la invencion que codifica el inmunogeno. Las composiciones pueden incluir un plasmido que codifica el inmunogeno, una vacuna recombinante que comprende una secuencia de nucleotidos que codifica el inmunogeno, un patogeno atenuado vivo que codifica una protefna de la divulgacion y/o incluye una protefna de la divulgacion; un patogeno muerto incluye una protefna de la divulgacion; o una composicion tal como un liposoma o vacuna subunitaria que comprende una protefna de la divulgacion. Mas composiciones relacionadas desveladas son composiciones farmaceuticas inyectables que comprenden composiciones.
SEQ ID NO: 1 comprende una secuencia de nucleotidos que codifica un inmunogeno consenso de protefnas E6 y E7 de HPV 18. SEQ ID NO: 5 incluye SEQ ID NO: 1 y comprende ademas una secuencia lfder de IgE unida a la secuencia de nucleotidos que codifica un inmunogeno consenso de protefnas E6 y E7 de HPV 18. SEQ ID NO: 2 comprende la secuencia de aminoacidos para el inmunogeno consenso de protefnas E6 y E7 de HPV 18. SEQ ID NO: 6 incluye SEQ ID NO: 2 y comprende ademas una secuencia lfder de IgE unida a una secuencia de inmunogeno consenso. La secuencia lfder de IgE es SEQ ID NO: 4 y puede codificarse por SEQ ID NO: 3. SEQ ID NO: 7 es la secuencia de acido nucleico del plasmido pGX302 con SEQ ID NO: 5 incorporado para expresion en el mismo.
En algunas realizaciones, las vacunas incluyen SEQ ID NO: 2, o una molecula de acido nucleico que codifica SEQ ID NO: 2. En algunas realizaciones, las vacunas incluyen SEQ ID NO: 1 como una molecula de acido nucleico que codifica SEQ ID NO: 2. En algunas realizaciones, las vacunas comprenden preferentemente SEQ ID NO: 6 o una molecula de acido nucleico que la codifica. En algunas realizaciones, las vacunas comprenden preferentemente SEQ ID NO: 5 como una molecula de acido nucleico que codifica SEQ ID NO: 6. En algunas realizaciones, las vacunas comprenden preferentemente SEQ ID NO: 7.
Los fragmentos de SEQ ID NO: 1 pueden comprender 90 o mas nucleotidos. En algunas realizaciones, los fragmentos de SEQ ID NO: 1 pueden comprender 180 o mas nucleotidos; en algunas realizaciones, 270 o mas nucleotidos; en algunas realizaciones 360 o mas nucleotidos; en algunas realizaciones, 450 o mas nucleotidos; en algunas realizaciones 540 o mas nucleotidos; en algunas realizaciones, 630 o mas nucleotidos; en algunas realizaciones, 720 o mas nucleotidos; y en algunas realizaciones 770 o mas nucleotidos. En algunas realizaciones, los fragmentos de SEQ ID NO: 1 tales como los expuestos en el presente documento pueden comprender ademas secuencias codificantes para las secuencias lfder de IgE. En algunas realizaciones, los fragmentos de SEQ ID NO: 1 no comprenden secuencias codificantes para la secuencia lfder de IgE. Los fragmentos de SEQ ID NO: 1 pueden
comprender menos de 180 nucleotidos, en algunas realizaciones menos de 270 nucleotidos, en algunas
realizaciones menos de 360 nucleotidos, en algunas realizaciones menos de 450 nucleotidos, en algunas
realizaciones menos de 540 nucleotidos, en algunas realizaciones menos de 630 nucleotidos, en algunas
realizaciones menos de 690 nucleotidos, en algunas realizaciones menos de 760 nucleotidos y en algunas realizaciones menos de 780 nucleotidos.
Los fragmentos de SEQ ID NO: 2 pueden comprender 30 o mas aminoacidos. En algunas realizaciones, los fragmentos de SEQ ID NO: 2 pueden comprender 60 o mas aminoacidos; en algunas realizaciones, 90 o mas aminoacidos; en algunas realizaciones, 120 o mas aminoacidos; en algunas realizaciones; 150 o mas aminoacidos; en algunas realizaciones 180 o mas aminoacidos; en algunas realizaciones, 210 o mas aminoacidos; y en algunas realizaciones, 240 o mas aminoacidos. Los fragmentos pueden comprender menos de 90 aminoacidos, en algunas realizaciones menos de 120 aminoacidos, en algunas realizaciones menos de 150 aminoacidos, en algunas realizaciones menos de 180 aminoacidos, en algunas realizaciones menos de 210 aminoacidos y en algunas realizaciones menos de 240 aminoacidos.
Todos los fragmentos de SEQ ID NO: 5 comprenden secuencias codificantes que codifican secuencias de HPV, es decir los fragmentos de SEQ ID NO: 5 deben comprender secuencias ademas de las que codifican el peptido lfder de IgE. En algunas realizaciones, los fragmentos de SEQ ID NO: 5 comprenden 90 o mas nucleotidos. En algunas realizaciones, los fragmentos de SEQ ID NO: 5 pueden comprender 180 o mas nucleotidos; en algunas realizaciones, 270 o mas nucleotidos; en algunas realizaciones 360 o mas nucleotidos; en algunas realizaciones, 450 o mas nucleotidos; en algunas realizaciones 540 o mas nucleotidos; en algunas realizaciones, 630 o mas nucleotidos; en algunas realizaciones, 720 o mas nucleotidos; en algunas realizaciones, 810 o mas nucleotidos; y en algunas realizaciones, 830 o mas nucleotidos. Los fragmentos de SEQ ID NO: 5 pueden comprender menos de 180

nucleotidos, en algunas realizaciones menos de 270 nucleotidos, en algunas realizaciones menos de 360

nucleotidos, en algunas realizaciones menos de 450 nucleotidos, en algunas realizaciones menos de 540

nucleotidos, en algunas realizaciones menos de 630 nucleotidos, en algunas realizaciones menos de 690
nucleotidos, en algunas realizaciones menos de 720 nucleotidos, en algunas realizaciones menos de 780 nucleotidos, y en algunas realizaciones menos de 840 nucleotidos.
Los fragmentos de SEQ ID NO: 6 pueden comprender 30 o mas aminoacidos incluyendo secuencias de HPV. En algunas realizaciones, los fragmentos de SEQ ID NO: 6 pueden comprender 60 o mas aminoacidos incluyendo secuencias de HPV; en algunas realizaciones, 90 o mas aminoacidos incluyendo secuencias de HPV; en algunas realizaciones, 120 o mas aminoacidos incluyendo secuencias de HPV; en algunas realizaciones; 150 o mas aminoacidos incluyendo secuencias de HPV; en algunas realizaciones 180 o mas aminoacidos incluyendo secuencias de HPV; en algunas realizaciones, 210 o mas aminoacidos incluyendo secuencias de HPV; en algunas realizaciones, 240 o mas aminoacidos incluyendo secuencias de HPV; y en algunas realizaciones, 270 o mas aminoacidos incluyendo secuencias de HPV. Los fragmentos pueden comprender menos de 90 aminoacidos incluyendo secuencias de HPV, en algunas realizaciones menos de 120 aminoacidos incluyendo secuencias de HPV, en algunas realizaciones menos de 150 aminoacidos incluyendo secuencias de HPV, en algunas realizaciones menos de 180 aminoacidos incluyendo secuencias de HPV, en algunas realizaciones menos de 210 aminoacidos incluyendo secuencias de HPV, en algunas realizaciones menos de 240 aminoacidos incluyendo secuencias de HPV, y en algunas realizaciones menos de 270 aminoacidos incluyendo secuencias de HPV.
De acuerdo con algunas realizaciones, los metodos para inducir una respuesta inmunitaria en individuos contra un inmunogeno comprenden administrar al individuo la secuencia de aminoacidos para el inmunogeno consenso de las protefnas E6 y E7 de HPV 18, o fragmentos funcionales de las mismas, o secuencias codificantes expresables de las mismas. Algunas realizaciones comprenden una molecula de acido nucleico aislada que codifica la secuencia de aminoacidos para el inmunogeno consenso de protefnas E6 y E7 de HPV 18, o un fragmento de la misma. Algunas realizaciones comprenden una vacuna recombinante que codifica la secuencia de aminoacidos para el inmunogeno consenso de protefnas E6 y E7 de HPV 18, o un fragmento de la misma. Algunas realizaciones comprenden una vacuna subunitaria que comprende la secuencia de aminoacidos para el inmunogeno consenso de protefnas E6 y E7 de HPV 18, o un fragmento de la misma. Algunas realizaciones comprenden una vacuna viva atenuada y/o una vacuna muerta que comprende la secuencia de aminoacidos para el inmunogeno consenso de protefnas E6 y E7 de HPV 18.
Las vacunas mejoradas comprenden protefnas y construcciones geneticas que codifican protefnas con epftopos que las hacen particularmente eficaces como inmunogenos contra los que pueden inducirse respuestas inmunitarias anti- HPV. En consecuencia, pueden proporcionarse vacunas para inducir una respuesta inmunitaria terapeutica o profilactica. En algunas realizaciones, el medio para suministrar el inmunogeno es una vacuna de ADN, una vacuna recombinante, una vacuna subunitaria proteica, una composicion que comprende el inmunogeno, una vacuna atenuada o una vacuna muerta. En algunas realizaciones, la vacuna comprende una combinacion seleccionada de los grupos que consisten en: una o mas vacunas de ADN, una o mas vacunas recombinantes, una o mas vacunas subunitarias proteicas, una o mas composiciones que comprenden el inmunogeno, una o mas vacunas atenuadas y una o mas vacunas muertas.
Los aspectos de la divulgacion proporcionan metodos para suministrar las secuencias codificantes de la protefna o molecula de acido nucleico tales como plasmido, como parte de vacunas recombinantes y como parte de vacunas atenuadas, como protefnas aisladas o parte de protefnas de un vector.
De acuerdo con algunos aspectos se proporcionan composiciones para su uso en metodos profilacticos y/o terapeuticos de inmunizacion de un individuo.
En las Patentes de Estados Unidos n.° 5.593.972, 5.739.118, 5.817.637, 5.830.876, 5.962.428, 5.981.505, 5.580.859, 5.703.055, 5.676.594, y en las solicitudes de prioridad citadas en las mismas, se describen vacunas de ADN. Ademas de los protocolos de suministro descritos en esas solicitudes, en las Patentes de Estados Unidos n.° 4.945.050 y 5.036.006 se describen metodos alternativos para suministrar ADN.
La presente divulgacion se refiere a vacunas vivas atenuadas mejoradas, vacunas muertas mejoradas y vacunas mejoradas que usan vectores recombinantes para suministrar genes ajenos que codifican antfgenos asf como vacunas subunitarias y glucoproteicas. Se describen ejemplos de vacunas vivas atenuadas, las que usan vectores recombinantes para suministrar antfgenos ajenos, vacunas subunitarias y vacunas glucoproteicas en las Patentes de Estados Unidos n.°: 4.510.245; 4.797.368; 4.722.848; 4.790.987; 4.920.209; 5.017.487; 5.077.044; 5.110.587; 5.112.749; 5.174.993; 5.223.424; 5.225.336; 5.240.703; 5.242.829; 5.294.441; 5.294.548; 5.310.668; 5.387.744; 5.389.368; 5.424.065; 5.451.499; 5.453.3 64; 5.462.734; 5.470.734; 5.474.935; 5.482.713; 5.591.439; 5.643.579; 5.650.309; 5.698.202; 5.955.088; 6.034.298; 6.042.836; 6.156.319 y 6.589.529.
Cuando una celula capta la construccion o las construcciones geneticas, estas pueden permanecer presentes en la celula como una molecula extracromosomica funcional y/o integrarse en el ADN cromosomico de la celula. Puede introducirse ADN en las celulas donde permanece como material genetico separado en forma de un plasmido o plasmidos. Como alternativa, puede introducirse en la celula ADN lineal que puede integrarse en el cromosoma. Cuando se introduce ADN en la celula, pueden anadirse reactivos que promueven la integracion de ADN en cromosomas. Tambien pueden incluirse secuencias de ADN que son utiles para promover la integracion en la molecula de ADN. Como alternativa, puede administrarse ARN a la celula. Tambien se contempla proporcionar la
construccion genetica como un minicromosoma lineal que incluye un centromere, telomeres y un origen de replicacion. Las construcciones genicas pueden permanecer como parte del material genetico en microorganismos vivos atenuados o vectores microbianos recombinantes que viven en celulas. Las construcciones genicas pueden ser parte de genomas de vacunas virales recombinantes donde el material genetico se integra en el cromosoma de la celula o permanece extracromosomico. Las construcciones geneticas incluyen elementos reguladores necesarios para expresion genica de una molecula de acido nucleico. Los elementos incluyen: un promotor, un codon de inicio, en codon de terminacion y una senal de poliadenilacion. Ademas, se requieren con frecuencia potenciadores para expresion genica de la secuencia que codifica la protefna diana o la protefna inmunomoduladora. Es necesario que estos elementos se unan operativamente con la secuencia que codifica las protefnas deseadas y que los elementos reguladores sean operativos en el individuo al que se administran.
Los codones de inicio y el codon de terminacion se consideran en general parte de una secuencia de nucleotidos que codifica la protefna deseada. Sin embargo, es necesario que estos elementos sean funcionales en el individuo al que se administra la construccion genica. Los codones de inicio y terminacion deben estar en fase con la secuencia codificante.
Los promotores y las senales de poliadenilacion usados deben ser funcionales dentro de las celulas del individuo.
Los ejemplos de promotores utiles para practicar la presente invencion, especialmente en la produccion de una vacuna genetica para seres humanos, incluyen pero sin limitacion, promotores de Virus de Simio 40 (SV40), Promotor de Virus de Tumor Mamario de Raton (MMTV), Virus de Inmunodeficiencia Humana (MV) tal como el promotor de Repeticion Terminal Larga (LTR) de BIV, virus de Moloney, ALV, Citomegalovirus (CMV) tal como el promotor temprano inmediato de CMV, Virus de Epstein Barr (EBV), Virus de Sarcoma de Rous (RSV), asf como promotores de genes humanos tales como Actina humana, Miosina humana, Hemoglobina humana, creatina muscular humana y metalotionefna humana.
Los ejemplos de senales de poliadenilacion utiles para practicar la presente invencion, especialmente en la produccion de una vacuna genetica para seres humanos, incluyen pero sin limitacion senales de poliadenilacion de SV40 y senales de poliadenilacion de LTR. En particular, se usa la senal de poliadenilacion de SV40 que esta en el plasmido pCEP4 (Invitrogen, San Diego CA), denominada la senal de poliadenilacion SV40.
Ademas de los elementos reguladores requeridos para expresion de ADN, tambien pueden incluirse otros elementos en la molecula de ADN. Dichos elementos adicionales incluyen potenciadores. El potenciador puede seleccionarse del grupo que incluye pero sin limitacion: Actina humana, Miosina humana, Hemoglobina humana, creatina muscular humana y potenciadores virales tales como los de CMV, RSV y EBV.
Pueden proporcionarse construcciones geneticas con origen de replicacion de mamffero para mantener la construccion extracromosomicamente y producir multiples copias de la construccion en la celula. Los plasmidos pVAXI, pCEP4 y pREP4 de Invitrogen (San Diego, CA) contienen el origen de replicacion del virus de Epstein Barr y la region codificante de antfgeno nuclear EBNA-1 que produce replicacion episomica de alto numero de copias sin integracion.
En algunas realizaciones preferidas relacionadas con aplicaciones de inmunizacion, se suministran una molecula o moleculas de acido nucleico que incluyen secuencias de nucleotidos de la invencion que codifican protefna de la divulgacion y, adicionalmente, genes para protefnas que potencian adicionalmente la respuesta inmunitaria contra dichas protefnas diana. Son ejemplos de dichos genes los que codifican otras citocinas y linfocinas tales como interferon alfa, interferon gamma, factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), TNFa, TNFp, GM-CSF, factor de crecimiento epidermico (EGF), IL-1, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-12, IL-18, MHC, CD80, CD86 e IL- 15 incluyendo IL-15 que tiene la secuencia senal suprimida y opcionalmente incluyendo el peptido senal de IgE. Otros genes que pueden ser utiles incluyen los que codifican: MCP-1, MIP-1a, MIP-1p, IL-8, RANTES, L-selectina, P- selectina, E-selectina, CD34, GlyCAM-1, MadCAM-1, LFA-1, VLA-1, Mac-1, p150.95, PECAM, ICAM-1, ICAM-2, ICAM-3, CD2, LFA-3, M-CSF, G-CsF, IL-4, formas mutantes de IL-18, CD40, CD40L, factor de crecimiento vascular, IL-7, factor de crecimiento nervioso, factor de crecimiento endotelial vascular, Fas, receptor de TNF, Flt, Apo-1, p55, WSL-1, DR3, TRAMP, Apo-3, AIR, LARD, NGRF, DR4, DR5, KILLER, TRAIL-R2, TRICK2, DR6, Caspasa ICE, Fos, c-jun, Sp-1, Ap-1, Ap-2, p38, p65Rel, MyD88, IRAK, TRAF6, IkB, NIK Inactivo, SAP K, SAP-1, JNK, genes de respuesta a interferon, NFkB, Bax, TRAIL, TRAILrec, TRAILrecDRC5, TRAIL-R3, TRAIL-R4, RANK, RANK LIGAND, Ox40, Ox40 LIGAND, NKG2D, MICA, MICB, NKG2A, NKG2B, NKG2C, NKG2E, NKG2F, TAP1, TAP2 y fragmentos funcionales de los mismos.
Puede anadirse un elemento adicional que actua como una diana para destruccion celular si es deseable eliminar celulas que reciban la construccion genetica por cualquier razon. Puede incluirse en la construccion genetica un gen de timidina quinasa (tk) de herpes en una forma expresable. El farmaco ganciclovir puede administrarse al individuo y ese farmaco provocara la destruccion selectiva de cualquier celula que produzca tk, proporcionando, por lo tanto, el medio para la destruccion selectiva de celulas con la construccion genetica.
Para maximizar la produccion de protefnas, pueden seleccionarse secuencias reguladoras que estan bien adaptadas para expresion genica en las celulas a la que se administra la construccion. Ademas, pueden seleccionarse codones que se transcriben mas eficazmente en la celula. Un experto habitual en la tecnica puede producir construcciones de ADN que son funcionales en las celulas.
En algunas realizaciones, pueden proporcionarse construcciones genicas en las que las secuencias codificantes para las protefnas descritas en el presente documento estan unidas al peptido senal de IgE. En algunas realizaciones, las protefnas descritas en el presente documento se unen al peptido senal de IgE.
En algunas realizaciones para las que se usa protefna, por ejemplo, un experto habitual en la materia, usando tecnicas bien conocidas, puede producir y aislar protefnas de la divulgacion usando tecnicas bien conocidas. En algunas realizaciones para las que se usa protefna, por ejemplo, un experto en la materia, usando tecnicas bien conocidas, puede insertar moleculas de ADN que codifican una protefna de la divulgacion en un vector de expresion disponible en el mercado para su uso en sistemas de expresion bien conocidos. Por ejemplo, el plasmido disponible en el mercado pSE420 (Invitrogen, San Diego, Calif.) puede usarse para produccion de protefna en E. coli. El plasmido disponible en el mercado pYES2 (Invitrogen, San Diego, Calif.) puede, por ejemplo, usarse para produccion en cepas de levadura S. cerevisiae. El sistema de expresion de baculovirus completo MAXBAC™ disponible en el mercado (Invitrogen, San Diego, Calif.) puede, por ejemplo, usarse para produccion en celulas de insecto. El plasmido disponible en el mercado pcDNA I o pcDNA3 (Invitrogen, San Diego, Calif.) puede, por ejemplo, usarse para produccion en celulas de mamffero tales como celulas de Ovario de Hamster Chino. Un experto habitual en la materia puede usar estos vectores de expresion comerciales y sistemas u otros para producir protefna por tecnicas rutinarias y materiales de partida disponibles facilmente. (Vease, por ejemplo, Sambrook et al., Molecular Cloning a Laboratory Manual, Segunda Ed. Cold Spring Harbor Press (1989)). Por lo tanto, las protefnas deseadas pueden prepararse en sistemas tanto procariotas como eucariotas, dando como resultado un espectro de formas procesadas de la protefna.
Un experto habitual en la materia puede usar otros vectores de expresion y sistemas disponibles en el mercado o producir vectores usando metodos bien conocidos y materiales de partida facilmente disponibles. Los sistemas de expresion que contienen las secuencias de control requeridas, tales como promotores y senales de poliadenilacion, y preferentemente potenciadores, estan facilmente disponibles y se conocen en la tecnica para una diversidad de hospedadores. Vease, por ejemplo, Sambrook et al., Molecular Cloning a Laboratory Manual, Segunda Ed. Cold Spring Harbor Press (1989). Las construcciones geneticas incluyen la secuencia codificante de protefnas unida operativamente con un promotor que es funcional en la lfnea celular en la que se transfectan las construcciones. Los ejemplos de promotores constitutivos incluyen promotores de citomegalovirus o SV40. Los ejemplos de promotores inducibles incluyen promotores de metalotionefna o virus de leucemia mamaria de raton. Los expertos habituales en la materia pueden producir facilmente construcciones geneticas utiles para transfectar celulas con ADN que codifica protefna de la divulgacion a partir de materiales de partida facilmente disponibles. El vector de expresion que incluye el ADN que codifica la protefna se usa para transformar el hospedador compatible que despues se cultiva y mantiene en condiciones en las que tiene lugar la expresion del ADN ajeno.
La protefna producida se recupera del cultivo, bien lisando las celulas o bien a partir de medio de cultivo segun sea apropiado y conocido por los expertos en la materia. Un experto habitual en la materia puede, usando tecnicas bien conocidas, aislar una protefna que se produce usando dichos sistemas de expresion. Los metodos para purificar protefna de fuentes naturales usando anticuerpos que se unen especfficamente a una protefna especffica como se ha descrito anteriormente pueden aplicarse igualmente para purificar protefna producida por metodologfa de ADN recombinante.
Ademas de producir protefnas por tecnicas recombinantes, tambien pueden emplearse sintetizadores de peptidos automaticos para producir protefna esencialmente pura, aislada. Dichas tecnicas se conocen bien por los expertos habituales en la materia y son utiles si no se proporcionan derivados que tengan sustituciones en la produccion de protefnas codificadas por ADN.
Las moleculas de acido nucleico pueden suministrarse usando cualquiera de varias tecnologfas bien conocidas incluyendo inyeccion de ADN (tambien denominada vacunacion de ADN), vectores recombinantes tales como adenovirus recombinante, virus asociado a adenovirus recombinante y virus variolovacunal recombinante.
Las vfas de administracion incluyen, pero sin limitacion, intramuscular, intranasal, intraperitoneal, intradermica, subcutanea, intravenosa, intraarterial, intraocular y oral asf como topica, transdermica, por inhalacion o supositorio o al tejido de la mucosa tal como mediante lavado a tejido vaginal, rectal, uretral, bucal y sublingual. Las vfas de administracion preferidas incluyen inyeccion intramuscular, intraperitoneal, intradermica y subcutanea. Pueden administrarse construcciones geneticas por medios que incluyen, pero sin limitacion, metodos y dispositivos de electroporacion, jeringas tradicionales, dispositivos de inyeccion sin agujas o “pistolas de bombardeo de microproyectiles”.
Los ejemplos de dispositivos de electroporacion y metodos de electroporacion preferidos para facilitar el suministro de las vacunas de ADN incluyen los descritos en la Patente de Estados Unidos n.° 7.245.963 de Draghia-Akli, et al.,
Publicacion de Patente de Estados Unidos 2005/0052630 presentada por Smith, et al. Tambien se prefieren dispositivos de electroporacion y metodos de electroporacion para facilitar el suministro de las vacunas de ADN proporcionadas en la Patente de Estados Unidos en tramite junto con la presente y del mismo propietario que la presente n.° US2008 0091135 presentada el 17 de octubre de 2007, que reivindica el beneficio segun 35 USC 119(e) de las Solicitudes Provisionales de Estados Unidos n.° de Serie 60/852.149, presentada el 17 de octubre de 2006 y 60/978.982, presentada el 10 de octubre de 2007.
Lo siguiente es un ejemplo de una realizacion que usa tecnologfa de electroporacion, y se analiza en mas detalle en las referencias de patente analizadas anteriormente: pueden configurarse dispositivos de electroporacion para suministrar a un tejido deseado de un mamffero un pulso de energfa que produce una corriente constante similar a una corriente preestablecida introducida por un usuario. El dispositivo de electroporacion comprende un componente de electroporacion y un sistema de electrodos o palanca equipada. El componente de electroporacion puede incluir e incorporar uno o mas de los diversos elementos de los dispositivos de electroporacion, incluyendo: controlador, generador de forma de ondas de corriente, controlador de impedancia, registrador de forma de onda, elemento de entrada, elemento indicador de estado, puerto de comunicaciones, componente de memoria, fuente de alimentacion e interruptor de alimentacion. El componente de electroporacion pueda actuar como un elemento de los dispositivos de electroporacion, y los otros elementos son elementos separados (o componentes) en comunicacion con el componente de electroporacion. En algunas realizaciones, el componente de electroporacion puede actuar como mas de un elemento de los dispositivos de electroporacion, que puede estar en comunicacion con otros elementos mas de los dispositivos de electroporacion separados del componente de electroporacion. El uso de tecnologfa de electroporacion para suministrar la vacuna de HCV mejorada no esta limitado por los elementos de los dispositivos de electroporacion existentes como parte de un dispositivo electromecanico o mecanico, ya que los elementos puedan actuar como un dispositivo o como elementos separados en comunicacion entre si. El componente de electroporacion es capaz de suministrar el pulso de energfa que produce la corriente constante en el tejido deseado e incluye un mecanismo de retroalimentacion. El sistema de electrodos incluye una gufa de electrodos que tiene una pluralidad de electrodos en una disposicion espacial, en la que el sistema de electrodos recibe el pulso de energfa del componente de electroporacion y lo suministra al tejido deseado a traves de los electrodos. Al menos uno de la pluralidad de electrodos es neutro durante el suministro del pulso de energfa y mide la impedancia en el tejido deseado y comunica la impedancia al componente de electroporacion. El mecanismo de retroalimentacion puede recibir la impedancia medida y puede ajustar el pulso de energfa suministrado por el componente de electroporacion para mantener la corriente constante.
En algunas realizaciones, la pluralidad de electrodos puede suministrar el pulso de energfa en un patron descentralizado. En algunas realizaciones, la pluralidad de electrodos puede suministrar el pulso de energfa en el patron descentralizado a traves del control de los electrodos en una secuencia programada, y la secuencia programada se introduce por un usuario en el componente de electroporacion. En algunas realizaciones, la secuencia programada comprende una pluralidad de pulsos suministrados en secuencia, en la que cada pulso de la pluralidad de pulso se suministra por al menos dos electrodos activos con un electrodo neutro que mide la impedancia, y en la que un pulso posterior de la pluralidad de pulsos se suministra por un electrodo diferente de al menos dos activos con un electrodo neutro que mide la impedancia.
En algunas realizaciones, el mecanismo de retroalimentacion se realiza por hardware o software. Preferentemente, el mecanismo de retroalimentacion se realiza por un circuito de bucle cerrado analogo. Preferentemente, esta retroalimentacion sucede cada 50 ps, 20 ps, 10 ps o 1 ps, pero es preferentemente una retroalimentacion en tiempo real o instantanea (es decir, sustancialmente instantanea como se determina por tecnicas disponibles para determinar el tiempo de respuesta). En algunas realizaciones, el electrodo neutro mide la impedancia en el tejido deseado y comunica la impedancia al mecanismo de retroalimentacion, y el mecanismo de retroalimentacion responde a la impedancia y ajusta el pulso de energfa para mantener la corriente constante a un valor similar a la corriente preestablecida. En algunas realizaciones, el mecanismo de retroalimentacion mantiene la corriente constante de forma continua e instantaneamente durante el suministro del pulso de energfa.
En algunas realizaciones, la molecula de acido nucleico se suministra a las celulas junto con administracion de un potenciador de la funcion del polinucleotido o un agente facilitador de vacuna genetica. Se describen potenciadores de la funcion de polinucleotido en Numero de Serie de Estados Unidos 5.593.972, 5.962.428 y Solicitud Internacional WO94/16737 presentada el 26 de enero de 1994. Se describen agentes facilitadores de vacuna genetica en el Numero de Serie de Estados Unidos 021.579 presentado el 1 de abril de 1994. Los co-agentes que se administran junto con moleculas de acido nucleico pueden administrarse como una mezcla con la molecula de acido nucleico o administrarse por separado simultaneamente, antes o despues de la administracion de las moleculas de acido nucleico. Ademas, pueden co-administrarse otros agentes que pueden actuar como agentes de transfeccion y/o agentes de replicacion y/o agentes inflamatorios y que pueden coadministrarse con un GVF incluyen factores de crecimiento, citocinas y linfocinas tales como interferon a, interferon gamma, GM-CSF, factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), TNF, factor de crecimiento epidermico (EGF), IL-1, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-12 e IL- 15, asf como factor de crecimiento de fibroblastos, agentes tensioactivos tales como complejos inmunoestimulantes (ISCOMS), adyuvante incompleto de Freund, analogo de LPS incluyendo monofosforil Lfpido a (WL), peptidos de muramilo, analogos de quinona y vesfculas tales como escualeno y escualeno, y acido hialuronico tambien pueden usarse administrados junto con la construccion genetica. En algunas realizaciones, una protefna inmunomoduladora

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Una molecula de acido nucleico que comprende una secuencia de nucleotidos seleccionada del grupo que consiste en: SEQ ID NO: 1 y SEQ ID NO: 5.
  2. 2. La molecula de acido nucleico de la reivindicacion 1 en la que dicha molecula es un plasmido.
  3. 3. Una composicion farmaceutica que comprende una molecula de acido nucleico de la reivindicacion 1.
  4. 4. Una vacuna recombinante que comprende una molecula de acido nucleico de la reivindicacion 1.
  5. 5. La vacuna recombinante de la reivindicacion 4 en la que dicha vacuna recombinante es una vacuna variolovacunal recombinante.
  6. 6. Una vacuna viva atenuada que comprende una molecula de acido nucleico de la reivindicacion 1.
  7. 7. La molecula de acido nucleico de la reivindicacion 1, ola vacuna recombinante de la reivindicacion 4 o reivindicacion 5, o la vacuna viva atenuada de la reivindicacion 6 para uso en la vacunacion de un individuo contra HPV.
  8. 8. La molecula de acido nucleico para uso de acuerdo con la reivindicacion 7, en la que dicha molecula de acido nucleico es para introduccion en el individuo por electroporacion.
  9. 9. La molecula de acido nucleico, vacuna recombinante o vacuna viva atenuada para su uso de acuerdo con la reivindicacion 7 en la que se ha diagnosticado al individuo infeccion por HPV.
    FIGURA 1
    VGX 3100 (parte) - codigo de plasmido interno pGX3002-HPV18-6y7
    El plasmido que expresa los antlgenos 6 y 7del virus del papiloma humano 18 (HPVT8E6y7), conducido por el promotor de CMV (pCMV) con el extremo 3’ de hormona de crecimiento bovina y senal de poliadenilacion (bQHpA); la cadena principal de pVAX incluye el gen de resistencia a kanamicina (Kan) y el origen de replication plasmldico (ori pUC).
    Elementos:
    Pares de bases
    Promotor de CMV: 137-724
    Secuencia codificante de HPV 18-6y7: 754-1606
    PoliA de bGH 1649-1879
    Resistencia a Kan: 2052-2846
    Ori pUC: 3145-3818
    imagen1
    Hindi 11 (713)
    ori pUC
    Ncol (412)
    pCMv
    SamHI (731)
    £coRI (754)
    PGX3002 - HPV18
    \\ Ncol (764)
    3824 Pb
    \ \Ba7rHl (779)
    Pstl (893)
    BanHl (1028)
    ATcoI (2613)
    HPV18-E6&7
    Kan
    Pstl (1244)
    Pstl (1310)
    NotL (1607)
    bGHpA
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