WO1996026293A2 - Verfahren zur früherkennung von hpv-assoziierten karzinomen bzw. von hochgradigen, durch hpv-verursachte dysplasien - Google Patents

Verfahren zur früherkennung von hpv-assoziierten karzinomen bzw. von hochgradigen, durch hpv-verursachte dysplasien Download PDF

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Stefan Wörner
Florian Emmerich
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/686—Polymerase chain reaction [PCR]
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    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/70—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving virus or bacteriophage
    • C12Q1/701—Specific hybridization probes
    • C12Q1/708—Specific hybridization probes for papilloma

Definitions

  • the invention relates to a method for the early detection of HPV-associated carcinomas or of high-grade dysplasias caused by HPV.
  • HPVs human papillomavirus infections
  • the above method has considerable disadvantages. These are, for example: (1) The assessment of the cell pattern is subject to the cytologist's subjective influences, which, depending on his experience, can lead to false positive or false negative results. (2) The cytological assessment does not differentiate lesions that can spontaneously regress from lesions that will develop into invasive carcinoma. Up to 80% of early lesions resolve spontaneously. For safety reasons however, these lesions are removed by conization to avoid the risk of possible malignation. The conization itself also leads to a certain morbidity, ie cervical insufficiency, and associated obstetric complications. (3) The cytological examination is not sensitive enough in some cases, so that invasive carcinomas are overlooked in some cases despite regular cytological checks.
  • HPV genes in particular genes E6 and E7. It is also pointed out that in HPV-associated carcinomas, HPV genomes or at least genes E6 and E7 are integrated into the cell DNA and are expressed together with cellular sequences.
  • a body sample in which an mRNA having HPV and cellular sequences is to be detected is taken from the patient.
  • Suitable for this include a smear, an organ punctate or a biopsy, blood, sputum, urine, stool, cerebrospinal fluid, bile, lymph fluid and a gastrointestinal secretion, with a smear being preferred.
  • the body sample preferably a smear, is taken and processed in the usual way.
  • the mRNA is also isolated from the body sample using customary methods. It is convenient to use a commercially available extraction kit, e.g. GlassMax, Gibco BRL. Contaminating DNA in the mRNA preparation is removed by conventional DNase digestion.
  • the mRNA obtained is subjected to reverse transcription using a conventional primer.
  • the primer preferably has one of the following sequences:
  • a conventional reverse transcriptase preferably an MMLV reverse transcriptase (eg Superscript II, Gibco BRL) can be used for the reverse transcription.
  • MMLV reverse transcriptase eg Superscript II, Gibco BRL
  • On preferred reaction approach comprises the following:
  • the cDNA obtained is subjected to a polymerase chain reaction (PCR reaction), it being convenient to use a commercially available Taq polymerase (e.g. Gibco BRL).
  • PCR reaction polymerase chain reaction
  • An HPV primer (5 'primer), preferably from the E6-E7 region, and a primer (3' primer) are used as primers, the sequences, preferably from the 5 'region, of a preceding one for the reverse Has transcription used primer.
  • HPV 16 5'- CGG ACA GAG CCC ATT ACA AT - 3 'nt 701-nt 720
  • HPV 18 5'- TAG AAA GCT CAG CAG ACG ACC - 3 'nt 816-nt 836
  • HPV 31 5'- TAT GAG CAA TTA CCC GAC AGC - 3 'nt 632-nt 642
  • HPV 33 5'- TTT ATA TCC TGA ACC AAC TGA nt 614-nt 642
  • HPV 35 5 'DAY ATT TGG AAC CCG AGG C - 3' nt 599-nt 618
  • HPV 39 5'- TCA CGA GCA ATT AGG AGA GTC A - 3 'nt 675-nt 696
  • HPV 52 5'- GCA ACC TGA AAC AAC TGA CCT AC - 3 'nt 597-nt 608
  • one or more 5 'primers and / or 3' primers can be used in the PCR reaction. If there are several 5'- Primers before, these can be for one HPV type or for several HPV types.
  • the PCR reaction is carried out under standard conditions. These are e.g. the following conditions:
  • the annealing temperatures are chosen according to the thermodynamics of the primers used. This is a common step for those skilled in the art.
  • GAPDH forward: 5'- CAT CTC TGC CCC CTC TGC TGA - 3 'GAPDH (reverse): 5'- GGA TGA CCT TGC CCA CAG CCT - 3'
  • Amplified GAPDH sequences are detected in the usual way, e.g. by Southern blot hybridization with a labeled oligonucleotide specific for GAPDH.
  • This oligonucleotide can e.g. have the following sequence:
  • RNAs which have HPV-E6-E7 and polyadenylation sequences can come from episomal HPVs that are present in cells with persistent HPV infection.
  • the mRNAs can also originate from HPVs integrated in the cell DNA and have cellular sequences.
  • the above cDNAs are cleaved with a restriction enzyme which cleaves on the 5 'side of the HPV polyadenylation sequence. This only cleaves those cDNAs that are obtained from episomal HPVs.
  • the other cDNAs obtained from integrated HPVs are not cleaved because they lack the restriction enzyme site. This is due to the recombination between viral and cellular sequences, by means of which sequences on the 5 ′ side of the HPV polyadenylation sequence are not co-transcribed (see FIG.).
  • the uncleaved cDNAs are subjected to a new PCR reaction.
  • the primers that were used above for the first PCR reaction can be used.
  • primers which narrow down the cDNAs to be amplified.
  • Such primers can be used both as a 5 'primer and as a 3' primer. Combinations of primers that were used for the first PCR reaction and “nested” primers can also be favorable.
  • HPV above as "nested” 5 'primer for the E6-E7 region Risk types are particularly suitable for those of the following sequences:
  • HPV 16 5'- CCT TTT GTT GCA AGT GTG ACT nt 728-nt 753
  • HPV 18 5'- GAG CAT TCC AGC AGC TGT TTC nt 840-nt 864
  • HPV 31 5'- CAC GAG CAC ACA AGT AGA TAT nt 766-nt 798
  • HPV 33 5'- TCA ACA GTA CAG CAA GTG ACC nt 778-nt 807
  • HPV 35 5'- AGA GGA GGA GGA AGA TAC TAT nt 657-nt 687
  • HPV 39 5'- GTT AAT CAC CAA CAT CAA CTA nt 727-nt 759
  • HPV 52 5'- CGG CCA GAT GGA CAA GCA GAA nt 676-nt 698
  • the PCR reaction (second PCR reaction) is also carried out under standard conditions. These are e.g. following conditions:
  • the annealing temperatures are chosen according to the thermodynamics of the primers used. This is a common step for those skilled in the art.
  • the amplified cDNAs are detected in the usual way, e.g. by Southern blot hybridization with labeled oligonucleotides specific for the individual HPV types. This can e.g. the primers used or "nested primers".
  • the method according to the invention is characterized by high sensitivity and selectivity. It enables the smallest amounts of HPV-infected cells to be detected, which would grow into HPV-associated carcinomas due to their genetic modification.
  • the method according to the invention is therefore ideally suited for the early detection of HPV-associated carcinomas or of high-grade dysplasias caused by HPV.
  • the figure shows the identification of cDNAs obtained from episomal HPVs (a) and cDNAs obtained from HPVs integrated in the cell DNA (b).
  • the present invention is illustrated by the following example.
  • GlassMax mRNA was isolated and enriched from a cervical uteri smear from a patient using the commercially available extraction kit GlassMax.
  • the mRNA was subjected to reverse transcription, the primer used being one with the sequence 5'-GAC TCG AGT CGA CAT CGA TTT TTT TTT TTT TT - 3 '.
  • the reaction approach was as follows:
  • the cDNA obtained was subjected to a PCR reaction.
  • a primer suitable for HPV 18 with the sequence 5'-TAG AAA GCT CAG CAG ACG ACC-3 ' was used as the 5' primer.
  • a 3'-primer with the sequence 5'-GAC TCG AGT CGA CAT CG - 3 ' was used.
  • the PCR reaction approach was as follows:
  • Reaction temperatures 1.5 min, 93 ° C; 30 sec, 93 ° C; 30 sec, 56 ° C (annealing temperature), 2 min, 72 ⁇ C, repeated in 30 cycles; final elongation 6 min, 72 ° C.
  • the above cDNA was subjected to a GAPDH-PCR reaction. This was carried out under the above conditions, the following being used as primers:
  • the DNA amplified with the HPV 18 primer was subjected to restriction cleavage with Nde I.
  • the reaction approach was as follows:
  • the cleaved DNA was subjected to a new PCR reaction under the following conditions:
  • Reaction temperatures 1.5 min, 93 ° C; 30 sec, 93 ° C; 30 sec, 56 ° C (annealing temperature), 2 min, 72 ° C, repeated in 30 cycles; final elongation 6 min, 72 ° C.
  • the amplified cDNA was subjected to Southern blot hybridization using a 32p-5 'labeled oligonucleotide with the sequence 5'-CAA TAC TGT CTT GCA ATA TAC - 3' as a sample.
  • the hybridization temperature was about 5 ° C below the melting point of the oligonucleotide.
  • An amplified cDNA was detected, which was derived from an mRNA having HPV and cellular sequences.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweis einer HPV- und zelluläre Sequenzen aufweisenden mRNA in einer Körperprobe, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: (a) Entnahme und Aufbereitung einer Körperprobe, (b) Isolierung von mRNA aus der Körperprobe von (a), (c) Übersetzung der mRNA von (b) in cDNA mit einem für eine reverse Transkription üblichen Primer, (d) Amplifikation der cDNA von (c) durch eine PCR-Reaktion mit einem HPV-Primer (5'-Primer) und einem Sequenzen des Primers von (c) aufweisenden Primer (3'-Primer), (e) Spaltung der amplifizierten cDNA von (d) mit einer an der 5'-Seite der HPV-Polyadenylierungssequenz spaltenden Endonuklease, (f) Amplifikation der nicht-gespaltenen cDNA von (e) mit den Primern von (d) oder mit 'nested' Primern, und (g) Nachweis der amplifizierten cDNA von (f). Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines solchen Verfahrens zur Früherkennung von HPV-assoziierten Karzinomen bzw. von hochgradigen, durch HPV-verursachte Dysplasien.

Description

Verfahren zur Früherkennung von HPV-assoziierten Karzinomen bzw. von hochgradigen, durch HPV-verursachten Dysplasien.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Früherkennung von HPV- assoziierten Karzinomen bzw. von hochgradigen, durch HPV- verursachten Dysplasien.
Es ist bekannt, daß viele Menschen an persistierenden Infektionen durch humane Papillomviren (nachstehend mit HPVs bezeichnet) leiden. Ferner ist bekannt, daß mehr als 95 % aller Anogenitalkarzinome, insbesondere des Gebärmutterhalskrebs, und ein beachtlicher Prozentsatz der Karzinome im Mund/Rachenraum mit persisitierenden Infektionen durch sogenannte "Risikotypen" der HPVs assoziiert sind.
In der Krebsvorsorge bei der Frau werden daher z.B. Abstriche der Zervix uteri auf Veränderungen des Zellbildes untersucht, die durch persistierende Infektionen mit HPVs hervorgerufen werden. Solche Veränderungen werden in unterschiedliche Schweregrade eingeteilt. Lassen sich dysplastische Zellen nachweisen, wird in der Regel die Läsion durch Konisation der Zervix uteri entfernt. Seitdem dieses Verfahren regelmäßig zur Krebsfrüherkennung durchgeführt wird, hat die Inzidenz des invasiven Zervixkarzino s in erheblichem Umfang abgenommen.
Dennoch weist vorstehendes Verfahren erhebliche Nachteile auf. Dies sind beispielweise: (1) Die Beurteilung des Zellbildes unterliegt subjektiven Einflüssen des Zytologen, die je nach seiner Erfahrung zu falsch positiven oder falsch negativen Ergebnissen führen können. (2) Durch die zytologische Beurteilung können Läsionen, die sich spontan zurückbilden können, nicht von Läsionen differenziert werden, die in ein invasives Karzinom übergehen werden. Bis zu 80 % der frühen Läsionen bilden sich spontan zurück. Aus Sicherheitsgründen werden diese Läsionen aber dennoch durch Konisation entfernt, um das Risiko einer möglichen Malignisierung zu vermeiden. Die Konisation selbst führt aber auch zu einer gewissen Morbidität, d.h. Zervixinsuffizienz, und damit verbundene geburtshilfliche Komplikationen. (3) Die zytologische Untersuchung ist in einigen Fällen nicht sensitiv genug, so daß trotz regelmäßiger zytologischer Kontrollen in einigen Fällen invasive Karzinome übersehen werden.
Jüngste Arbeiten weisen darauf hin, daß zur Entstehung von Karzinomen bzw. hochgradigen Dysplasien bei Zellen, die eine persistierende Infektion durch HPVs aufweisen, eine unkon¬ trollierte Expression von HPV-Genen, insbesondere der Gene E6 und E7, notwendig ist. Auch wird darauf hingewiesen, daß in HPV- assoziierten Karzinomen HPV-Genome oder zumindest die Gene E6 und E7 in die Zeil-DNA integriert sind und zusammen mit zellulären Sequenzen exprimiert werden.
Dies könnte bedeuten, daß bereits für die unkontrollierte Expression vorstehender Gene diese zusammen mit zellulären Sequenzen exprimiert werden müssen. Ein solches Expressionsprodukt könnte dann geeignet sein, die Entstehung von HPV-assoziierten Karzinomen bzw. von hochgradigen, durch HPV- verursachten Dysplasien frühzeitig aufzuzeigen.
Die Anmelderin hat vorstehendes untersucht und gefunden, daß das angesprochene Expressionsprodukt für die unkontrollierte Expression der genannten Gene steht und sich so zum frühzeitigen Nachweis von HPV-assoziierten Karzinomen bzw. von hochgradigen, durch HPV-verursachten Dysplasien eignet. Als günstig hat sich gezeigt, das Expressionsprodukt in Form einer mRNA nachzuweisen, die HPV- und zelluläre Sequenzen aufweist. Ein hierzu geeignetes Verfahren umfaßt folgende Verfahrensschritte:
(a) Entnahme und Aufbereitung einer Körperprobe,
(b) Isolierung von mRNA aus der Körperprobe von (a) ,
(c) Übersetzung der mRNA von (b) in cDNA mit einem für eine reverse Transkription üblichen Primer,
(d) Amplifikation der cDNA von (c) durch eine PCR-Reaktion mit einem HPV-Primer (5'-Primer) und einem, Sequenzen des Primers von (c) aufweisenden Primer (3'-Primer),
(e) Spaltung der amplifizierten cDNA von (d) mit einer an der 5'-Seite der HPV-Polyadenylierungssequenz spaltenden Endonuklease,
(f) Amplifikation der nicht-gespaltenen cDNA von (e) mit den Primern von (d) oder mit "nested" Primern, und
(g) Nachweis der amplifizierten cDNA von (f) .
Eine Körperprobe, in der eine, HPV- und zelluläre Sequenzen auf¬ weisende mRNA nachgewiesen werden soll, wird dem Patienten entnommen. Geeignet sind hierzu u.a. ein Abstrich, ein Organpunktat bzw. eine Biopsie, Blut, Sputum, Urin, Stuhl, Liquor, Galle, Lymphflüssigkeit und ein gastrointestinales Sekret, wobei ein Abstrich bevorzugt ist.
Die Entnahme und Aufarbeitung der Körperprobe, vorzugsweise eines Abstrichs, erfolgt in üblicher Weise. Ebenso wird die mRNA aus der Körperprobe nach üblichen Verfahren isoliert. Günstig ist es, einen käuflichen Extraktionskit, z.B. GlassMax, Gibco BRL, zu verwenden. Kontaminierende DNA in der mRNA-Präparation wird durch übliche DNase-Verdauung entfernt.
Die erhaltene mRNA wird einer reversen Transkription unterzogen, wobei ein üblicher Primer verwendet wird. Vorzugsweise weist der Primer eine der folgenden Sequenzen auf:
5'- GAC TCG AGT CGA CAT CGA TTT TTT TTT TTT TTT TT - 3' ;
5'- GAC TCG AGT CGA CAT CGA GAC GTC GGA GTG CGA GCA TCG ATT TTT
Für die reverse Transkription kann eine übliche reverse Transkriptase, vorzugsweise eine MMLV-reverse Transkriptase (z.B. Superskript II, Gibco BRL) verwendet werden. Ein bevorzugter Reaktionsansatz umfaßt folgendes:
4 μ£ 5 x Reaktionspuffer
2 μl 0,1 M DTT
1 μ£ 10 mM dNTPs
1 μ£ 25 pmol/μ£ Primer
200 Units reverse Transkriptase circa 1 μg RNA
Ansatz ad 20 μ£, Reaktionsbedingungen: 10 min, 70°C; 60 min, 42°C; 30 min, 52°C.
Die erhaltene cDNA wird einer Polymerase-Kettenreaktion (PCR- Reaktion) unterzogen, wobei es günstig ist, eine käufliche Taq- Polymerase (z.B. Gibco BRL) zu verwenden. Als Primer werden ein HPV-Primer (5'-Primer), vorzugsweise aus der E6-E7-Region, und ein Primer (3 '-Primer) verwendet, der Sequenzen, vorzugsweise aus dem 5'-Bereich, eines vorstehenden für die reverse Transkription verwendeten Primers aufweist.
Als 5'-Primer für die E6-E7 Region von häufig vorkommenden
Risikotypen von HPV eignen sich besonders jene folgender
Sequenzen:
HPV 16: 5'- CGG ACA GAG CCC ATT ACA AT - 3' nt 701-nt 720
HPV 18: 5'- TAG AAA GCT CAG CAG ACG ACC - 3' nt 816-nt 836
HPV 31: 5'- TAT GAG CAA TTA CCC GAC AGC - 3' nt 632-nt 642
HPV 33: 5'- TTT ATA TCC TGA ACC AAC TGA nt 614-nt 642
CCT ATA CT - 3'
HPV 35: 5'- TAG ATT TGG AAC CCG AGG C - 3' nt 599-nt 618
HPV 39: 5'- TCA CGA GCA ATT AGG AGA GTC A - 3' nt 675-nt 696
HPV 52: 5'- GCA ACC TGA AAC AAC TGA CCT AC - 3' nt 597-nt 608
Als 3'-Primer eignet sich besonders jener folgender Sequenz: 5'- GAC TCG AGT CGA CAT CG - 3' .
Erfindungsgemäß können ein oder mehrere 5'-Primer und/oder 3'- Primer in die PCR-Reaktion eingesetzt werden. Liegen mehrere 5'- Primer vor, können diese für einen HPV-Typ oder für mehrere HPV- Typen sein.
Die PCR-Reaktion wird unter Standardbedingungen durchgeführt. Dies sind z.B. die folgenden Bedingungen:
10 μ£ 10 x Taq-Polymerasepuffer
10 μ£ 2 mM dNTPs
3 μ£ 50 mM MgC£2
1 μl 25 pmol/μ£ 5'-Primer
1 μ£ 25 pmol/μ£ 3'-Primer
1 Unit Taq-DNA-Polymerase
2 μ£ cDNA (aus reverser Transkription)
ad 100 μ£
Reaktionstemperaturen: 1,5 min, 93°C; 30 sec, 93°C; 30 sec, x°C (x = unterschiedliche Annealingtemperatur je nach Primer) , 2 min, 72°C, wiederholt in 30 Zyklen; finale Elongation 6 min, 72°C. Die Annealingtemperaturen werden entsprechend der Thermodynamik der verwendeten Primer gewählt. Dies ist für den Fachmann ein üblicher Schritt.
Zur Kontrolle vorstehender Anreicherung von mRNA und deren Übersetzung in cDNA empfiehlt es sich, eine GAPDH-PCR-Reaktion durchzuführen. Diese erfolgt unter den vorstehenden Bedingungen. Als Primer werden z.B. verwendet:
GAPDH (forward) : 5'- CAT CTC TGC CCC CTC TGC TGA - 3' GAPDH (reverse): 5'- GGA TGA CCT TGC CCA CAG CCT - 3'
Der Nachweis amplifizierter GAPDH-Sequenzen erfolgt in üblicher Weise, z.B. durch Southern Blot-Hybridisierung mit einem markierten, für GAPDH spezifischen Oligonukleotid. Dieses Oligonukleotid kann z.B. folgende Sequenz aufweisen:
5'- CTC TCC AGA ACA TCA TCC CTG - 3'
Durch vorstehende Reaktionen, die nicht die Kontrolle betreffen, werden cDNAs erhalten, die auf RNAs zurückgehen, welche HPV-E6- E7- und Polyadenylierungssequenzen aufweisen. Solche mRNAs können von episomalen HPVs stammen, die in Zellen mit einer persistierenden HPV-Infektion vorliegen. Andererseits können die mRNAs auch von in der Zeil-DNA integrierten HPVs stammen und zelluläre Sequenzen aufweisen. Zum Nachweis letzterer mRNAs werden die vorstehenden cDNAs mit einem Restriktionsenzym gespalten, das an der 5'-Seite der HPV-Polyadenylierungssequenz spaltet. Damit werden nur jene cDNAs gespalten, die von episomalen HPVs erhalten sind. Die anderen cDNAs, die von integrierten HPVs erhalten sind, werden nicht gespalten, da ihnen die Schnittstelle für das Restriktionsenzym fehlt. Dies ist auf die Rekombination zwischen viralen und zellulären Sequenzen zurückzuführen, durch die Sequenzen an der 5'-Seite der HPV-Polyadenylierungssequenz nicht co-transkribiert werden (vgl. Fig.) .
Als Restriktionsenzyme für vorstehende Risikotypen von HPV eignen sich insbesondere die folgenden:
HPV 16 Alw NI
HPV 18 Nde I
HPV 31 BsmBI
HPV 33 Sca I
HPV 39 Hph I
HPV 52 BstE II
Die nicht-gespaltenen cDNAs werden einer erneuten PCR-Reaktion unterzogen. Hierzu können die Primer verwendet werden, die vorstehend für die erste PCR-Reaktion eingesetzt wurden.
Günstig ist es auch, "nested Primer" zu verwenden, welche die zu amplifizierenden cDNAs einengen. Solche Primer können sowohl als 5'-Primer wie auch als 3'-Primer eingesetzt werden. Auch können Kombinationen aus Primern, die für die erste PCR-Reaktion eingesetzt wurden, und "nested" Primern günstig sein.
Als "nested" 5'-Primer für die E6-E7 Region vorstehender HPV- Risikotypen eignen sich besonders jene folgender Sequenzen:
HPV 16: 5'- CCT TTT GTT GCA AGT GTG ACT nt 728-nt 753
CTA CG - 3'
HPV 18: 5'- GAG CAT TCC AGC AGC TGT TTC nt 840-nt 864
TGA A - 3'
HPV 31: 5'- CAC GAG CAC ACA AGT AGA TAT nt 766-nt 798
TCG CAT ATT GCA - 3'
HPV 33: 5'- TCA ACA GTA CAG CAA GTG ACC nt 778-nt 807
TAC GAA CCA - 3'
HPV 35: 5'- AGA GGA GGA GGA AGA TAC TAT nt 657-nt 687
TGA CGG TCC A - 3'
HPV 39: 5'- GTT AAT CAC CAA CAT CAA CTA nt 727-nt 759
CTA GCC AGA CGG - 3'
HPV 52: 5'- CGG CCA GAT GGA CAA GCA GAA nt 676-nt 698
CA - 3'
Als nested 3'Primer eignet sich besonders jener folgender
Sequenz:
5'- GAC GTC GGA GTG CGA GCA TCG - 3' .
Die PCR-Reaktion (zweite PCR-Reaktion) wird ebenfalls unter Standardbedingungen durchgeführt. Dies sind z.B. folgende Bedingungen:
10 μ£ 10 x Taq-Polymerasepuffer
10 μ£ 2 mM dNTPs
3 μ£ 50 mM MgC£2
1 μ£ 25 pmol/μ£ 5'-Primer
1 μ£ 25 pmol/μ£ 3'-Primer
1 Unit Taq-DNA-Polymerase
2 μ£ cDNA (aus reverser Transkription)
ad 100 μ£
Reaktionstemperaturen: 1,5 min, 93°C; 30 sec, 93°C; 30 sec, x°C (x = unterschiedliche Annealingtemperatur je nach Primer) , 2 min, 72°C, wiederholt in 30 Zyklen; finale Elongation 6 min, 72°C. Die Annealingtemperaturen werden entsprechend der Thermodynamik der verwendeten Primer gewählt. Dies ist für den Fachmann ein üblicher Schritt.
Der Nachweis der amplifizierten cDNAs erfolgt in üblicher Weise, z.B. durch Southern Blot-Hybridisierung mit markierten, für die einzelnen HPV-Typen spezifischen Oligonukleotiden. Dies können z.B. die verwendeten Primer bzw. "nested Primer" sein.
Das erfindungsgemäβe Verfahren zeichnet sich durch hohe Sensitivität und Selektivität aus. Es ermöglicht, geringste Mengen an HPV-infizierten Zellen aufzuspüren, die aufgrund ihrer genetischen Veränderung zu HPV-assoziierten Karzinomen auswachsen würden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich daher bestens, zur Früherkennung von HPV-assoziierten Karzinomen, bzw. von hochgradigen, durch HPV-verursachten Dysplasien eingesetzt zu werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Figur zeigt die Identifizierung von cDNAs, die von episomalen HPVs erhalten sind (a) , und von cDNAs, die von in der Zeil-DNA integrierten HPVs erhalten sind (b) .
Die vorliegende Erfindung wird durch das folgende Beispiel erläutert.
Beispiel: Nachweis einer, HPV 18- und zelluläre Sequenzen aufweisenden mRNA in einem Abstrich
Aus einem Zervix uteri-Abstrich von einer Patientin wurde mittels des käuflichen Extraktionskits GlassMax mRNA isoliert und angereichert. Die mRNA wurde einer reversen Transkription unterzogen, wobei als Primer ein solcher mit der Sequenz 5'- GAC TCG AGT CGA CAT CGA TTT TTT TTT TTT TTT TT - 3' verwendet wurde. Der Reaktionsansatz war wie folgt:
4 μ£ 5 x Reaktionspuffer
2 μ£ 0,1 M DTT
1 μ£ 10 mM dNTPs
1 μ£ 25 pmol/μ£ Primer
200 Units reverse Transkriptase des MMLV circa 1 μg vorstehende mRNA
Ansatz ad 20 μ£
Reaktionsbedingungen: 10 min, 70°C; 60 min, 42°C; 30 min, 52°C.
Die erhaltene cDNA wurde einer PCR-Reaktion unterzogen. Als 5'- Primer wurde einer für HPV 18 geeignete Primer mit der Sequenz 5'- TAG AAA GCT CAG CAG ACG ACC - 3'verwendet. Als 3'-Primer wurde einer mit der Sequenz 5'- GAC TCG AGT CGA CAT CG - 3' verwendet. Der PCR-Reaktionsansatz war wie folgt:
10 μ£ 10 x Taq-Polymerasepuffer 10 μ£ 2 mM dNTPs
3 μ£ 50 mM MgC£2
1 μ£ 25 pmol/μ£ 5'- Primer (HPV-18 Primer) 1 μ£ 25 pmol/μ£ 3'-Primer
1 Unit Taq-DNA-Polymerase
2 μ£ cDNA (aus reverser Transkription)
Ansatz ad 100 μl
Reaktionstemperaturen: 1,5 min, 93°C; 30 sec, 93°C; 30 sec, 56°C (Annealingtemperatur) , 2 min, 72βC, wiederholt in 30 Zyklen; finale Elongation 6 min, 72°C.
Zur Kontrolle wurde vorstehende cDNA einer GAPDH-PCR-Reaktion unterzogen. Diese wurde unter den vorstehenden Bedingungen durchgeführt, wobei als Primer verwendet wurden:
GAPDH (forward): 5'- CAT CTC TGC CCC CTC TGC TGA - 3' GAPDH (reverse): 5'- GGA TGA CCT TGC CCA CAG CCT - 3' Die amplifizierte cDNA (Kontrolle) wurde einer Southern Blot- Hybridisierung unterzogen, wobei ein 32p-5'-markiertes Oligonukleotid mit der Sequenz 5'- CTC TCC AGA ACA TCA TCC CTG - 3' als Probe verwendet wurde. Die Hybridisierungstemperatur lag etwa 5°C unter der Schmelztemperatur des Oligonukleotids.
Es wurde eine amplifizierte DNA nachgewiesen.
Die mit dem HPV 18-Primer amplifizierte DNA wurde einer Restriktionsspaltung mit Nde I unterzogen. Der Reaktionsansatz war wie folgt:
1 μg DNA
2 μl lOx Ndel-Puffer
2 μl Ndel (10 U)
Ansatz ad 20 μl Reaktionsbedingungen: 2 Std. 37°C
Die gespaltene DNA wurde einer erneuten PCR-Reaktion unter folgenden Bedingungen unterzogen:
10 μ£ 10 x Taq-Polymerasepuffer 10 μ£ 2 mM dNTPs
3 μ£ 50 mM MgC£2
1 μ£ 25 pmol/μ£ "nested" HPV 18-Primer: 5'- GAG CAT TCC AGC AGC TGT TTC TGA A - 3'
1 μ£ 25 pmol/μ£ "nested" 3'-Primer: 5'- GAC GTC GGA GTG CGA GCA TCG - 3'
1 Unit Taq-DNA-Polymerase
2 μ£ cDNA (aus reverser Transkription)
ad 100 μ£
Reaktionstemperaturen: 1,5 min, 93°C; 30 sec, 93°C; 30 sec, 56°C (Annealingtemperatur) , 2 min, 72°C, wiederholt in 30 Zyklen; finale Elongation 6 min, 72°C. Die amplifizierte cDNA wurde einer Southern Blot-Hybridisierung unterzogen, wobei ein 32p-5'-markiertes Oligonukleotid mit der Sequenz 5'- CAA TAC TGT CTT GCA ATA TAC - 3' als Probe verwendet wurde. Die Hybridisierungstemperatur lag etwa 5°C unter dem Schmelzpunkt des Oligonukleotids.
Es wurde eine amplifizierte cDNA nachgewiesen, die sich von einer, HPV- und zelluläre Sequenzen aufweisenden mRNA ableitete.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Nachweis einer, HPV- und zelluläre Sequenzen aufweisenden mRNA in einer Körperprobe, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
(a) Entnahme und Aufbereitung einer Körperprobe,
(b) Isolierung von mRNA aus der Körperprobe von (a) ,
(c) Übersetzung der mRNA von (b) in cDNA mit einem für eine reverse Transkription üblichen Primer,
(d) Amplifikation der cDNA von (c) durch eine PCR-Reaktion mit einem HPV-Primer (5'-Primer) und einem, Sequenzen des Primers von (c) aufweisenden Primer (3'-Primer),
(e) Spaltung der amplifizierten cDNA von (d) mit einer, an der 5'-Seite der HPV-Polyadenylierungssequenz spaltenden Endonuklease,
(f) Amplifikation der nicht-gespaltenen cDNA von (e) mit den Primern von (d) oder mit "nested" Primern, und
(g) Nachweis der amplifizierten cDNA von (f) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körperprobe ein Abstrich, ein Organpunktat bzw. eine Biopsie, Blut, Sputum, Urin, Stuhl, Liquor, Galle, Lymphflüssigkeit und/oder ein gastrointestinales Sekret ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der 5'-Primer ein Primer für HPV-Risikotypen, wie HPV 16, 18, 31, 33, 35, 39 oder 52 ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere 5'-Primer und/oder 3'-Primer verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (d) ein oder mehr verwendet werden als 5 '-Primer:
HPV 16: 5'- CGG ACA GAG CCC ATT ACA AT - 3'
HPV 18: 5'- TAG AAA GCT CAG CAG ACG ACC - 3'
HPV 31: 5'- TAT GAG CAA TTA CCC GAC AGC - 3'
HPV 33: 5'- TTT ATA TCC TGA ACC AAC TGA CCT ATA CT - 3'
HPV 35: 5'- TAG ATT TGG AAC CCG AGG C - 3'
HPV 39: 5'- TCA CGA GCA ATT AGG AGA GTC A - 3'
HPV 52: 5'- GCA ACC TGA AAC AAC TGA CCT AC - 3' als 3'-Primer:
5'- GAC TCG AGT CGA CAT CG - 3'
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in Schritt (f) ein oder mehr verwendet werden
als "nested" 5'-Primer:
HPV 16: 5'- CCT TTT GTT GCA AGT GTG ACT CTA CG - 3' HPV 18: 5'- GAG CAT TCC AGC AGC TGT TTC TGA A - 3' HPV 31: 5'- CAC GAG CAC ACA AGT AGA TAT TCG CAT
ATT GCA - 3' HPV 33: 5'- TCA ACA GTA CAG CAA GTG ACC TAC GAA CCA - 3' HPV 35: 5'- AGA GGA GGA GGA AGA TAC TAT TGA CGG
TCC A - 3' HPV 39: 5'- GTT AAT CAC CAA CAT CAA CTA CTA GCC
AGA CGG -'3 HPV 52: 5'- CGG CCA GAT GGA CAA GCA GAA CA - 3' als "nested" 3'-Primer: 5'- GAC GTC GGA GTG CGA GCA TCG - 3'
7. Verwendung des Verf hrens nach einem der Ansprüche 1-6 zur Früherkennung HPV-assoziierter Karzinome bzw. hochgradiger, durch HPV-verursachter Dysplasien.
PCT/DE1996/000306 1995-02-24 1996-02-23 Verfahren zur früherkennung von hpv-assoziierten karzinomen bzw. von hochgradigen, durch hpv-verursachte dysplasien Ceased WO1996026293A2 (de)

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