WO2024184565A1 - PROTEÍNA DE FUSIÓN muNS CAPAZ DE FORMAR MICROESFERAS Y USOS DE LA MISMA - Google Patents

PROTEÍNA DE FUSIÓN muNS CAPAZ DE FORMAR MICROESFERAS Y USOS DE LA MISMA Download PDF

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    • C12N2720/12234Use of virus or viral component as vaccine, e.g. live-attenuated or inactivated virus, VLP, viral protein

Definitions

  • the invention relates to a fusion protein comprising a polypeptide based on the minimal region of the muNS protein of Orthoreovirus capable of forming microspheres and/or nanospheres modified to allow the addition of molecules at its C-terminal end.
  • Avian reoviruses are members of the genus Orthoreovirus, one of 12 genera in the family Reoviridae. These viruses are important pathogens of birds and cause significant economic losses in the poultry industry. Avian reoviruses are non-enveloped viruses that replicate in the cytoplasm of infected cells and have a genome of 10 double-stranded RNA segments surrounded by a concentric double protein coat of 85 nm in diameter. The genomic segments are divided into three classes based on their electrophoretic mobility: three of the L (large) class, three of the M (medium) class, and four of the S (small) class. With the exception of the S1 segment, which is tricistronic, all other genes are monocistronic.
  • Genomic segments are transcribed by an RNA-dependent polymerase to produce messenger RNAs (mRNAs) with a nucleotide sequence identical to that of the positive strand of the double-stranded RNA segment.
  • mRNAs messenger RNAs
  • Viral mRNAs perform a dual function in infected cells: they program the synthesis of viral proteins in the ⁇ bosomes, and they serve as a template for the synthesis of the negative strands of the genomic segments.
  • a new system has been described that uses the formation of inclusions by the muNS protein of mammalian reoviruses as a platform to detect protein-protein interactions in vivo in mammalian cells (Miller et al., Mol Cell Proteomics., 2007 6 1027-1038) and has also been adapted for use in yeast (Schmitz et ai, Nat Methods 2009; 6 500-2).
  • the target protein is fused to the C-terminal region of muNS so that the fusion generates cytoplasmic inclusions and attracts the target protein ligand to them.
  • WO 2011/098652 describes a system that employs inclusion formation by the muNS protein of Orthoreovirus as a platform for protein purification and for the detection of protein interactions both in vivo and in vitro.
  • This platform is based on the minimal region of the muNS protein of avian Orthoreovirus capable of forming inclusions, which recruits a peptide tag to the inclusions and the bound proteins to said tag.
  • the peptide tag comprises the minimal region of the muNS protein of an Orthoreovirus capable of being incorporated into inclusions formed by the muNS protein.
  • the inventors have developed a system based on the minimal fragment capable of forming inclusions of the muNS protein (muNS-M ⁇ ) in which they have managed to overcome the impossibility until now of modifying the C-terminal end of muNS-M ⁇ , through the addition of a sortase recognition sequence that does not affect the ability of muNS-M ⁇ to form inclusions.
  • muNS-M ⁇ minimal fragment capable of forming inclusions of the muNS protein
  • the invention relates to a fusion protein comprising the following components:
  • a polypeptide comprising a sequence selected from the group consisting of: the sequence 448-635 (SEQ ID NO: 1) of the muNS protein of avian Orthoreovirus, the sequence 518-721 (SEQ ID NO: 2) of the muNS protein of mammalian Orthoreovirus, and a functionally equivalent variant of any of the above with the ability to form nanospheres and/or microspheres and
  • component (a) a polypeptide comprising the recognition motif of a sortase or the residual part of a recognition motif of a sortase generated after a sortase-mediated reaction, wherein component (i) is fused to the carboxyl terminus of component (i), or
  • the invention relates to a nanosphere or a microsphere comprising a fusion protein according to the invention.
  • the invention relates to a polynucleotide encoding a fusion protein according to the invention.
  • the invention relates to an expression cassette comprising a polynucleotide according to the invention.
  • the invention relates to a vector comprising a polynucleotide according to the invention or an expression cassette according to the invention.
  • the invention in another aspect, relates to a vector composition
  • a vector composition comprising the vector according to the invention and a second vector comprising a second polynucleotide encoding a polypeptide selected from the group consisting of: a polypeptide comprising the sequence 477-542 (SEQ ID NO: 25) of the muNS protein of the avian Orthoreovirus, a polypeptide comprising the sequence 561-622 (SEQ ID NO: -26) of the muNS protein of the mammalian Orthoreovirus, a functionally equivalent variant of any of the above that maintains the ability to be incorporated into nanospheres and/or microspheres.
  • the invention relates to a cell comprising a fusion protein according to the invention, a polynucleotide, an expression cassette, vector or a composition of vectors according to the invention.
  • the invention relates to a method for producing a fusion protein according to the invention, hereinafter method I of the invention, comprising:
  • the invention relates to a method for producing a protein, hereinafter method II of the invention, comprising:
  • component (ii) is the protein produced
  • the invention relates to a method for producing a first polypeptide of interest, hereinafter method III of the invention, wherein the method comprises:
  • component (a) producing the fusion protein of the invention by method I of the invention wherein the fusion protein comprises: component (ii)(a) and a component (iii) fused to the amino terminus of component (i), wherein component (iii) is the polypeptide of interest and a recognition sequence by a protease between its components (i) and (ii), (b) subjecting the nanospheres and/or microspheres to conditions that lead to their disintegration, resulting in the separation of the fusion protein and the nanospheres and/or microspheres,
  • step (c) contacting the product resulting from step (b) with a protease specific for the recognition sequence connecting components (i) and (iii) of the fusion protein under conditions suitable for the proteolysis of said fusion protein, with the consequent separation of components (i) and (iii) of the fusion protein,
  • step (d) subjecting the product from step (c) to conditions suitable for the formation of nanospheres and/or microspheres and
  • the invention relates to a protein obtainable according to method I, II or III according to the invention.
  • the invention relates to a method for producing a nanosphere or microsphere according to the invention, hereinafter method IV of the invention, wherein said method comprises the steps of:
  • the invention relates to a pharmaceutical composition or immunogenic composition
  • a pharmaceutical composition or immunogenic composition comprising the nanosphere and/or microsphere according to the invention and a pharmaceutically acceptable excipient.
  • the invention relates to a nanosphere and/or microsphere according to the invention for use in medicine.
  • the invention relates to a nanosphere or microsphere according to the invention or an immunogenic composition according to the invention for use in the treatment and/or prevention of bluetongue, wherein the fusion proteins comprising the nanosphere or microsphere are characterized by comprising at least one of: the outer capsid protein 2 (VP2) of bluetongue virus 4 (BTV); the core protein 7 (VP7) of bluetongue virus 4 (BTV); the nonstructural protein 1 (NS1) of bluetongue virus 4 (BTV); a protein with a functionally equivalent sequence to any of the above.
  • VP2 outer capsid protein 2
  • BTV the core protein 7
  • NS1 nonstructural protein 1
  • the invention relates to a nanosphere or a microsphere according to the invention or an immunogenic composition according to the invention for use in the treatment and/or prevention of African horse sickness, wherein the fusion proteins comprising the nanosphere or the microsphere are characterized by comprising at least one of: the non-structural protein 1 (NS1) of the African horse sickness virus (AHSV); a protein with a functionally equivalent sequence to any of the above.
  • NS1 non-structural protein 1
  • AHSV African horse sickness virus
  • the invention relates to a nanosphere or a microsphere according to the invention or a pharmaceutical composition according to the invention for use in the treatment and/or prevention of type 1 diabetes, wherein the fusion protein comprising the nanosphere or the microsphere is characterized by comprising the glucose-6-phosphatase 2 protein (IGRP).
  • IGRP glucose-6-phosphatase 2 protein
  • the invention in another aspect, relates to a method for inducing type 1 diabetes in an animal model comprising administering to an animal an effective amount of the nanosphere or microsphere according to the invention.
  • FIG. 1 Expression of MiST-IC.
  • Figure 2 Labeling of MiST-IC with AZDye 488-Gly-Gly-Gly.
  • A Purified NSs obtained after expression of the proteins indicated at the top of each image were incubated with the fluorescent compound AZDye 488-Gly-Gly-Gly (formula below the images) in the presence of sortase A. Excess dye was removed by dialysis and the NSs were observed under a fluorescence microscope.
  • A Purified NSs obtained after expression of the proteins indicated at the top of each image were incubated with the fluorescent compound AZDye 488-Gly-Gly-Gly (formula below the images) in the presence of sortase A. Excess dye was removed by dialysis and the NSs were observed under a fluorescence microscope.
  • B Purified NSs obtained after expression of the proteins indicated at the top of each image were incubated with the fluorescent compound AZDye 488-Gly-Gly-Gly (formula below the
  • Figure 3 Labeling of MiST-IC with AZDye 488-Gly-Gly-Gly.
  • A Extracts of uninduced bacteria (1) or induced with IPTG, previously transformed with the dual plasmid expressing AvPAL and either muNS-M ⁇ (2) or MiST (3). 4 and 5 correspond to purified NS from the extracts corresponding to 2 and 3.
  • FIG. 4 HeLa cells were transfected with a plasmid directing the expression of the viral protein muNS (muNS), giving rise to a fusion protein formed by muNS fused at its C-terminal end with the hemagglutinin epitope (muNS-HA).
  • the cells were fixed with paraformaldehyde and analyzed by immunofluorescence using anti-muNS antibodies. It is observed that the addition of HA at the C-terminal end causes the loss of the capacity of muNS to form cytoplasmic inclusions.
  • FIG. 5 Expression and purification of MiST versions in bacteria.
  • C and D Electrophoretic analysis of the purification. Final purification of MiST (C) and G4S-M ⁇ ST (D) NS is shown. Red and blue arrows show the positions of MiST and G4S-M ⁇ ST respectively.
  • FIG. 6 Expression and purification of IC-tagged AvPAL-loaded versions of MiST in bacteria.
  • Figure 7 SrtA-mediated derivatization of MiST-IC NS.
  • A Fluorescence microscopy analysis. Purified NS obtained after expression of the proteins indicated at the top of each image were incubated with the substrate AZDye 488-Gly- Gly-Gly in the presence of SrtA. They were observed with the 100x objective.
  • B SDS-PAGE analysis of fluorescent labeling.
  • NS samples of muNS-M ⁇ (lanes 1 and 2), MiST (lanes 3 and 4) and G4S-M ⁇ ST (lanes 5 and 6), incubated (2, 4, 6) or not (1 , 3, 5) with the mentioned fluorescent substrate in the presence of SrtA, were resolved by SDS-PAGE and the unstained, unfixed gel was visualized under UV light.
  • Bands corresponding to fluorescently labeled MiST and G4S-M ⁇ ST (lanes 4 and 6) are indicated by a violet arrow.
  • Excess unbound fluorescent compound (lanes 2, 4 and 6) is indicated by a black triangle at the leading edge.
  • C Coomassie staining of proteins separated by SDS-PAGE.
  • Figure 8 SrtA-mediated derivatization of MiST-IC NS loaded with AvPAL. The same analysis of the previous figure was repeated with MiST or G4S-M ⁇ ST nanospheres loaded with AvPAL, obtaining the same results.
  • Figure 9 Fluorescence microscopy analysis. Samples of the indicated versions of MiST, loaded or not with AvPAL as indicated, were incubated with polyglycine-containing eGFP and with ( Srt +) or without sortase A, as indicated at the top of each image.
  • FIG 10 PAGE-UV analysis. Samples were mixed with Laemmli but not boiled to maintain the semi-denatured conformation (“fluorescent gel”) of eGFP. In this case the band corresponding to the size of eGFP is indicated in all lanes with the green arrow. Sample 1 is an unreacted eGFP control. And samples 2, 3, 4, 5 are NS of the different versions of MiST that reacted with eGFP in the presence of Sortase A (1:M ⁇ ST, 2: G4S-M ⁇ ST, 3: MiST/IC- AvPAL, 4: G4S- MiST/IC- AvPAL).
  • Sortase A (1:M ⁇ ST, 2: G4S-M ⁇ ST, 3: MiST/IC- AvPAL, 4: G4S- MiST/IC- AvPAL).
  • FIG 11 SDS-PAGE analysis of Gly-GFP modified MiST nanospheres.
  • Lane 1 corresponds to GFP containing glycine.
  • Lane 2 MiST NS loaded with AvPAL.
  • Lanes 3 and 4 are Mist (3) or G4S-MIST (4), NS loaded with AvPAL after sortase A reaction in the presence of GFP containing glycine. The positions of each protein residue are indicated by arrows on the right side of the image.
  • Figure 12 Expression of 3G-MIST and TEV-3G-MIST.
  • Figure 13 SrtA-mediated purification and derivatization of 3G-M ⁇ ST and TEV-3G-M ⁇ ST.
  • FIG. 4 SrtA-mediated purification and derivatization of AvPAL-loaded 3G-MIST and TEV-3G-MIST.
  • the AvPAL-loaded TEV-3G-MIST NS samples shown in A were either incubated or not as indicated at the bottom of the figure, with the fluorescent substrate 5-FAM-LPETGG, Sortase A, or TEV protease. The gel was viewed and photographed under UV light to visualize the covalently bound substrate.
  • fusion proteins that contain the minimal region of the muNS protein (muNS-M ⁇ ), which forms nanospheres/microspheres, and a signal at the C-terminus of muNS-M ⁇ that allows the post-translational modification of muNS-M ⁇ both as a monomer and in aggregates in the form of nanospheres/microspheres.
  • the invention relates to a fusion protein, hereinafter the fusion protein of the invention, comprising the following components: (i) a polypeptide comprising a sequence selected from the group consisting of: the sequence 448-635 (SEQ ID NO: 1) of the muNS protein of avian Orthoreovirus, the sequence 518-721 (SEQ ID NO: 2) of the muNS protein of mammalian Orthoreovirus, and a functionally equivalent variant of any of the above with the ability to form nanospheres and/or microspheres and
  • component (a) a polypeptide comprising the recognition motif of a sortase or the residual part of a recognition motif of a sortase generated after a sortase-mediated reaction, wherein component (i) is fused to the carboxyl terminus of component (i), or
  • component (b) a polypeptide comprising the acceptor motif of a sortase, wherein component (i) is fused to the amino terminus of component (i).
  • protein used here interchangeably with “polypeptide,” refers to a chain of amino acids of any length in which the different amino acids are linked together by peptide bonds.
  • avian orthoreovirus or “avian reovirus” as used herein refers to one of the twelve genera belonging to the Reoviridae family of viruses and in particular to the group within the genus that infects birds. They have double-stranded RNA genomes and therefore belong to group III of viruses.
  • the avian Orthoreovirus muNS protein sequence 448-635 (SEQ ID NO: 1) is a fragment of the avian Orthoreovirus muNS protein that comprises the minimal region of the muNS protein of an Orthoreovirus that has the ability to form inclusions when expressed in a cell or a functionally equivalent variant thereof.
  • inclusion(s) refers to nuclear or cytoplasmic aggregates, usually of proteins.
  • the inclusion-forming protein in the Orthoreovirus genus is the muNS or pNS protein, which is capable of forming inclusions when expressed in the absence of other viral factors (Touris-Otero et al., supra).
  • inclusions are formed by the muNS-M ⁇ protein, they are small in size and spherical, forming what are referred to as “nanospheres” and/or “microspheres.” Nanospheres and microspheres are distinguished by their size (see below).
  • the term “inclusions” also encompasses the terms “nanosphere” and “microsphere.”
  • the ability to form inclusions of the muNS protein of the avian Orthoreovirus is given by the presence of the minimal region of the muNS protein of the avian Orthoreovirus corresponding to residues 448 to 635 of said protein. However, any fragment of the avian Orthoreovirus muNS protein containing said minimal fragment is capable of forming said inclusions.
  • component (i) of the fusion protein of the invention comprises the complete sequence of the avian Ortherovirus muNS protein, or a fragment of the avian Orthreovirus muNS protein comprised between residues 1 and 635 of said protein, or from residue 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 447 and up to residue 635 consecutive amino acids of the avian Orthoreovirus muNS protein.
  • component (i) of the fusion protein of the invention comprises from a fragment from residue 447 to residue 636 of the avian Orthoreovirus protein, or from residue 447 to residue 640, 650, 660, 670, 680, 690, 700, 710, 720, or up to residue 721 of the avian Orthoreovirus protein.
  • component (i) of the fusion protein of the invention comprises a fragment of the avian Orthoreovirus muNS protein comprised between residues 10 and 720 of said protein, or between residues 10 and 700, or between residues 20 and 700, or between residues 30 and 700, or between residues 40 and 700, or between residues 60 and 680, or between residues 80 and 660, or between residues 100 and 640, or between residues 120 and 635 of said protein.
  • polypeptide that forms part of the fusion protein of the invention comprises or consists of the sequence 518-721 (SEQ ID NO: 2) of the muNS protein of the mammalian Orthoreovirus.
  • mammalian orthoreovirus refers to one of the twelve genera belonging to the Reoviridae family of viruses and specifically to the group within the genus that infects mammals. They have double-stranded RNA genomes and therefore belong to group III of viruses.
  • mammalian Orthoreovirus muNS or pNS protein refers to one of the nonstructural proteins encoded by mammalian reovirus or Mammalian Orthoreovirus and is the only mammalian reovirus protein capable of forming microspheres when expressed in the absence of other viral factors (Becker, MM et al. 2003. J. Virol. 77:5948-5963). It is a 721 amino acid protein defined as by accession number ABP48918 in the NCBI database (version ABP48918.1, April 11, 2008) (SEQ ID NO: 4).
  • the minimal region of the mammalian Orthoreovirus muNS protein Mammalian Orthoreovirus that has the ability to form inclusions when expressed in a cell comprises the region corresponding to residues 518 to 721 (SEQ ID NO: 2).
  • component (i) of the fusion protein of the invention comprises the complete protein either from residue 2 to residue 721 of said protein, or from residue 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 470, 480, 490, 500, 510 and up to residue 721 of said protein.
  • the polypeptide that forms part of the fusion protein of the invention comprises or consists of a functionally equivalent variant of (i) the sequence 448-635 (SEQ ID NO: 1) of the muNS protein of the avian Orthoreovirus or (ii) the sequence 518-721 (SEQ ID NO: 2) of the muNS protein of the mammalian Orthoreovirus, with the capacity to form nanospheres and/or microspheres.
  • the functionally equivalent variants of the sequence 448-635 (SEQ ID NO: 1) of the muNS protein of the avian Orthoreovirus or of the sequence 518-721 (SEQ ID NO: 2) of the muNS protein of the mammalian Orthoreovirus retain at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, at least 95%, at least 100% of the capacity to form nanospheres/microspheres of the sequences from which they are derived.
  • Functionally equivalent variants of the avian Orthoreovirus muNS protein sequence 448-635 (SEQ ID NO: 1) or the mammalian Orthoreovirus muNS protein sequence 518-721 (SEQ ID NO: 2) include those that exhibit at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, or at least 99% sequence identity to the sequences from which they are derived.
  • the degree of identity between the variants and the sequences from which they are derived is determined using computer algorithms and methods that are well known to those skilled in the art.
  • the identity between two amino acid sequences is preferably determined using the BLASTP algorithm [BLASTManual, Altschul, S., et al., NCBI NLM NIH Bethesda, Md. 20894, Altschul, S. et al., J. Mol Biol, 215: 403-410 (1990)].
  • the sequence identity between the functionally equivalent variant and the sequence of the protein from which it is derived is calculated over the entire length of the polypeptide.
  • “Functionally equivalent variant” means all peptides derived from the sequence 448-635 (SEQ ID NO: 1) of the muNS protein of avian Orthoreovirus or from the sequence 518-721 (SEQ ID NO: 2) of the muNS protein of mammalian Orthoreovirus by modification, insertion, substitution and/or deletion of one or more amino acids, provided that the function of the muNS protein sequences from which they are derived is substantially maintained.
  • the avian Orthoreovirus muNS protein sequence 448-635 (SEQ ID NO: 1) and the mammalian Orthoreovirus muNS protein sequence 518-721 (SEQ ID NO: 2) exhibit the ability to form nanospheres and/or microspheres in a cell.
  • Functionally equivalent variants of the avian Orthoreovirus muNS protein sequence 448-635 (SEQ ID NO: 1) and the mammalian Orthoreovirus muNS protein sequence 518-721 (SEQ ID NO: 2) substantially retain the ability of these sequences to form nanospheres/microspheres in a cell.
  • Suitable methods for determining the ability to form nanospheres/microspheres in a cell include, but are not limited to, the method described in Example 1 of patent application WO 2011/098652 based on the expression of the protein of interest in a cell and analysis of the formation of nanospheres/microspheres (inclusions) through indirect immunofluorescence, using polyclonal antibodies against the epitope of interest or an epitope fused to the protein of interest, the formation of nanospheres and/or microspheres being able to be verified.
  • functionally equivalent variants of the avian Orthoreovirus muNS protein sequence 448-635 (SEQ ID NO: 1) or the mammalian Orthoreovirus muNS protein sequence 518-721 (SEQ ID NO: 2) retain at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, or 100% or more of the ability of said sequences to form nanospheres/microspheres in a cell.
  • functionally equivalent variants of the avian Orthoreovirus muNS protein sequence 448-635 (SEQ ID NO: 1) or the mammalian Orthoreovirus muNS protein sequence 518-721 (SEQ ID NO: 2) include those that show at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, or at least 99% sequence identity with respect to the sequences from which they are derived and retain at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, or at least 99% sequence identity. at least 70%, at least 80%, at
  • component (i) of the fusion protein of the invention may be useful for component (i) of the fusion protein of the invention to have another polypeptide of interest at its amino terminus.
  • the fusion protein of the invention further comprises a component (iii) fused to the amino terminus of component (i), where component (iii) is a first polypeptide of interest.
  • component (iii) may be useful to separate component (i).
  • One possibility for separating these components is to use a peptide whose sequence contains a cleavage target for a protease, thus allowing the separation of the two components.
  • component (iii) is fused to component (i) by a protease recognition sequence.
  • protease recognition sequence a sequence of proteins that cleave peptide bonds in proteins using a water molecule, and are therefore classified as hydrolases.
  • protease cleavage sites for incorporation into the fusion protein of the invention, without limitation, include enterokinase (cleavage site DDDDK; SEQ ID NO: 5), factor Xa (cleavage site IEDGR; SEQ ID NO: 6), thrombin (cleavage site LVPRGS; SEQ ID NO: 7), TEV protease (cleavage site ENLYFQG; SEQ ID NO: 8), PreScission protease (cleavage site LEVLFQGP; SEQ ID NO: 9), proteins, and the like.
  • the protease recognition sequence is an enterokinase recognition sequence or a factor Xa recognition sequence.
  • component (iii) comprises a signal peptide of the secretory pathway.
  • secretory pathway signal peptide used herein interchangeably with “signal sequence” or “signal peptide” or “localization signal peptide”, refers to a short peptide (5-30 amino acids in length) present at the N-terminus that directs the transport of proteins destined for the secretory pathway, whether they are proteins residing in certain organelles (ER, Golgi complex or endosomes), proteins secreted by the cell or proteins inserted into the cell membrane.
  • the signal peptide directs the translocation of the protein to which it is bound into the ER.
  • the signal peptide is cleaved by a signal peptidase, generating a free signal peptide and a mature protein.
  • secretory pathway signal peptides include signal peptides appearing in major histocompatibility complex class I and II molecules, signal sequences of cytokines or immunoglobulins, signal sequences of the invariant chain or of the proteins Lampl, Tapasin, Erp57, Calreticulin, Calnexin.
  • the secretory pathway targeting sequence is selected from the group consisting of:
  • the secretory pathway signal peptide comprises the sequence MGWSLILLFLVAVATGVHSQ (SEQ ID NO: 10).
  • component (i) of the fusion protein of the invention comprises a signal peptide of the secretory pathway and does not contain N-glycosylations. Therefore, in a particular embodiment, component (i) lacks consensus sequences of N-glycosylations.
  • Consensus sequence of N-glycosylation refers to the sequence composed of -Asn-X-Ser/Thr, where X is not proline, which is the most representative consensus sequence, as well as the less abundant consensus sequences of N-glycosylation, such as the sequences -Asn-Gly-, -Asn-X-Cys and -Asn-X-Val.
  • component (i) comprises a secretory pathway signal peptide and the sequence SEQ ID NO: 1 or a functionally equivalent variant thereof wherein the amino acid at position 57 is not an Asn residue. In an even more preferred embodiment, component (i) comprises the sequence SEQ ID NO: 18.
  • component (i) comprises a secretory pathway signal peptide and the sequence SEQ ID NO: 2 or a functionally equivalent variant thereof wherein the amino acid at position 57 is not an Asn residue.
  • the second component comprises the sequence SEQ ID NO: 19.
  • component (i) comprises a secretory pathway signal peptide and the sequence SEQ ID NO: 2 or a functionally equivalent variant thereof wherein the amino acid at position 113 is not an Asn residue.
  • the second component comprises the sequence SEQ ID NO: 20.
  • component (i) comprises a secretory pathway signal peptide and the sequence SEQ ID NO: 2 or a functionally equivalent variant thereof wherein the amino acids at position 57 and 113 are not Asn residues.
  • the second component comprises the sequence SEQ ID NO: 21.
  • the fusion protein of the invention may also contain a tag to facilitate its purification.
  • component (i) and/or component (iii) comprises a peptide to facilitate its purification.
  • component (i) comprises a peptide to facilitate its purification, wherein said peptide is fused at the amino terminus of component (i).
  • the term “peptide to facilitate purification”, as used in the present invention, refers to a peptide useful for the isolation or purification of component (iii) or the fusion protein of the invention.
  • said peptide is capable of binding one or more ligands of an affinity matrix, such as an affinity chromatography.
  • His-tag histidine tail
  • His6 or H6 histidine residues
  • Other examples of such peptides include, but are not limited to, Arg-tag, FLAG-tag, Strep-tag, an epitope capable of being recognized by an antibody, such as c-myc-tag (recognized by an anti-c-myc antibody), SBP-tag, S-tag, calmodulin binding peptide, cellulose binding domain, chitin binding domain, glutathione S-transferase-tag, maltose binding protein, NusA, TrxA, DsbA, Avi-tag, etc.
  • the peptides for facilitating purification are also useful for detection of the polypeptide to which they are bound. This can be accomplished by conventional techniques, for example, antibody-based techniques that specifically recognize the peptide for facilitating purification.
  • the peptide to facilitate its purification may be in N- or C-terminal position with respect to component (iii). In a preferred embodiment, the peptide to facilitate its purification is in N-terminal position with respect to component (iii). In another preferred embodiment, the peptide to facilitate its purification is in C-terminal position with respect to component (iii). the reason for recognition of a sortase or the residual part of said reason
  • the fusion protein is composed of at least two components, the second of which may be a polypeptide comprising the recognition motif of a sortase.
  • sortase or “sortase enzyme” as used herein refers to a prokaryotic enzyme that has a catalytic domain with activity capable of selectively cleaving a peptide bond from a polypeptide chain at the sortase recognition motif and catalyzing a transpeptidation reaction resulting in the formation of an amide bond between the terminal carboxyl group created by the cleavage and a cell wall surface protein of a cell.
  • Sortases are present in nearly all Gram-positive bacteria, as well as some Gram-negative bacteria and Archaea. Sortases are classified into four different classes (A, B, C, D).
  • Each of the sortase classes cleaves a distinct recognition motif, and some members of the class cleave multiple peptide motifs.
  • Class A Sortase typically cleaves the recognition motif LPXTG (SEQ ID NO: 22), where X represents any amino acid, between threonine and glycine. The cleaved peptide retains the glycine residue at its amino terminus, and the cleaved protein binds to peptidoglycan at the threonine residue.
  • the sortase is a sortase A, an enzymatically active fragment, or a variant or derivative thereof.
  • the sortase A is the wild-type sortase of Staphylococcus aureus, the evolved sortase (eSrtA), the eSrtA(2A-9), the eSrtA(4S-9) or the sortase A of Streptococcus pyogenes.
  • the sortase is the sortase of S. aureus.
  • the recognition motif of the sortase is the amino acid sequence LPXTG (SEQ ID NO: 22), where X is any amino acid.
  • sortase recognition motif refers to a small amino acid sequence (3 to 7 amino acids), recognized by the sortase enzyme and where the transpeptidation reaction is carried out. This sequence is normally located at the C-terminal of the protein.
  • the sortase recognition motif is the amino acid sequence LPETG (SEQ ID NO: 23).
  • component (i) and component (ii)(a), comprising the sortase recognition motif are covalently linked through a flexible peptide linker.
  • flexible peptide linker refers to spacer amino acid sequences that can act as a hinge region between two polypeptide components, allowing them to move independently of each other while maintaining the three-dimensional shape of the individual domains, such that the presence of spacers or peptide linkers does not alter the functionality of either component (i) and (ii)(a).
  • a A preferred flexible peptide linker according to the invention would be a hinge region characterized by a structural ductility that allows this movement. The effect of the linker region is to provide space between components (i) and (ii)(a).
  • the flexible peptide linker preferably comprises at least 2 amino acids, at least 3 amino acids, at least 5 amino acids, at least 10 amino acids, at least 15 amino acids, at least 20 amino acids, at least 30 amino acids, at least 40 amino acids, at least 50 amino acids, at least 60 amino acids, at least 70 amino acids, at least 80 amino acids, at least 90 amino acids or about 100 amino acids.
  • the flexible peptide linker comprises at least 2 amino acids selected from a group consisting of: serine, glycine, alanine and threonine.
  • the flexible peptide linker is a polyglycine sequence.
  • the flexible peptide linker comprises a sequence selected from the group consisting of: GGGGS (SEQ ID NO: 29), SGGTSGSTSGTGST (SEQ ID NO: 30), AGSSTGSSTGPGSTT (SEQ ID NO: 31), GGSGGAP (SEQ ID NO: 32), GGGVEGGG (SEQ ID NO: 33), PKPSTPPGSS (SEQ ID NO: 34), AAA and AAALE (SEQ ID NO: 35).
  • the flexible peptide linker comprises the sequence GGGGS (SEQ ID NO: 29).
  • component (ii)(a) in the fusion protein of the invention allows the modification of the protein through the covalent attachment of any molecule containing a sortase acceptor motif.
  • the fusion protein further comprises a component of interest covalently attached to the sortase recognition motif or to the residual part of a sortase recognition motif generated after a sortase-mediated reaction.
  • modification of the recognition motif of a sortase by a sortase-mediated reaction produces a “residual part of a sortase recognition motif” where the fusion protein of the invention is modified by cleavage of the sortase recognition motif, due to the cleavage of one or more amino acids from the C-terminus of the sortase recognition motif sequence.
  • the recognition motif of a sortase is the amino acid sequence LPXTG (SEQ ID NO: 22), where X is any amino acid
  • the residual part of said motif is LPXT, since it is the part that remains after the proteolytic cleavage by the sortase of the carboxyl-terminal glycine.
  • the component of interest is characterized by comprising a sortase acceptor motif.
  • sortase acceptor motif refers to a polypeptide sequence that acts as an acceptor for the sortase-mediated transfer of a polypeptide to the sortase recognition motif.
  • the sortase acceptor motif is located at, near, adjacent to, or toward the N- or C-terminus of the component of interest and comprises a non-polar amino acid sequence, said sequence being at least one amino acid in length.
  • the non-polar amino acid sequence comprises at least between 1 and 20 amino acids (e.g., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 amino acids or any range thereof) in length.
  • the nonpolar amino acid sequence is or comprises one or a plurality of glycines or alanines.
  • the component of interest is characterized by comprising a sortase acceptor motif, wherein the sortase acceptor motif is characterized by comprising an oligoglycine sequence of at least 3 glycines.
  • the component of interest is selected from a group consisting of: Toll-like receptor ligands (TLR), monophosphoryl lipid A (MPL A), oligonucleotides selected from CpG islands and polyinosinic:polycidylic acid (poly(l:C) - CAS number: 24939-03-5), saponin, lipid molecules, coating molecules, oligosaccharides, antibodies, nanoantibodies, aphitins, viral antigen, a bacterial antigen, a fungal antigen, an allergen, a cell penetrating peptide, an aphibody, or environmental antigen, a tumor antigen, wherein the component of interest is characterized by comprising an oligoglycine sequence of at least 3 glycines.
  • TLR Toll-like receptor ligands
  • MPL A monophosphoryl lipid A
  • oligonucleotides selected from CpG islands and polyinosinic:polycidylic acid (pol
  • Non-limiting examples of components of interest would be TLR (Toll-Like Receptors) ligands, MPL (monophosphoryl lipid A), oligonucleotides (CpG, poly(l:C), etc..), saponin, lipid molecules, other lipids, coating molecules for various purposes, such as polyglycerols, polyethylene glycol, chitosans, poly(oxazolines) (POX), poly(hydroxypropyl methacrylate) (PHPMA), poly(2-hydroxyethyl ...
  • TLR Toll-Like Receptors
  • MPL monophosphoryl lipid A
  • oligonucleotides CpG, poly(l:C), etc..
  • saponin lipid molecules, other lipids, coating molecules for various purposes, such as polyglycerols, polyethylene glycol, chitosans, poly(oxazolines) (POX), poly(hydroxypropyl methacrylate) (PHPMA), poly(2-
  • oligosaccharides molecules that direct the spheres in vivo to different targets such as nanobodies, aphytins and antibodies.
  • PHEMA poly(N-(2-hydroxypropyl) methacrylamide)
  • HPMA poly(vinylpyrrolidone)
  • PVP poly(N, N-dimethyl acrylamide)
  • PDMA poly(N-acryloylmorpholine)
  • PAcM poly(N-acryloylmorpholine)
  • the previously defined viral antigen, bacterial antigen, fungal antigen, allergen, cell penetrating peptide, affibody, environmental antigen, a tumor antigen are equally valid as components of interest, wherein the component of interest comprises an oligoglycine sequence of at least 3 glycines.
  • the fusion protein is composed of at least two components, one possibility for the second component being a polypeptide comprising the sortase acceptor motif, previously described.
  • the acceptor motif of a sortase comprises a non-polar amino acid sequence wherein the non-polar amino acid sequence comprises at least between 1 and 20 amino acids (e.g., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 amino acids or any range thereof) in length.
  • the non-polar amino acid sequence is or comprises one or a plurality of glycines or alanines.
  • component (ii)(b) is characterized by comprising a sortase acceptor motif, wherein the sortase acceptor motif is characterized by comprising an oligoglycine sequence of at least 1 glycine (G).
  • the sortase acceptor motif comprises an amino acid sequence selected from a group consisting of: G, A, GG, AA, GGG and AAA.
  • the sortase acceptor motif is characterized by consisting of an oligoglycine sequence of 3 glycines (GGG).
  • the sortase acceptor motif is characterized by not comprising an oligoglycine sequence of more than 3 glycines.
  • the acceptor motif of a sortase is characterized by not comprising an oligoglycine sequence of 5 glycines.
  • the fusion protein further comprises a protease recognition sequence covalently linked to the amino terminus of the acceptor motif of a sortase.
  • the protease recognition sequence is an enterokinase recognition sequence or a factor Xa recognition sequence.
  • protease recognition sequence has been defined above and said definitions and particular embodiments are equally valid for the present embodiments.
  • the component of interest is characterized by comprising a recognition motif of a sortase.
  • the sortase is a sortase A, an enzymatically active fragment, or a variant or derivative thereof.
  • the sortase A is the wild-type sortase of Staphylococcus aureus, the evolved sortase (eSrtA), the eSrtA(2A-9), the eSrtA(4S-9) or the sortase A of Streptococcus pyogenes.
  • the sortase is the sortase of S. aureus.
  • the component of interest is selected from a group consisting of: Toll-like receptor ligands (TLR), monophosphohl lipid A (MPLA), oligonucleotides selected from CpG islands and polyinosinic:polycidyl acid (poly(l:C) - CAS number: 24939-03-5), saponin, lipid molecules, coating molecules, oligosaccharides, antibodies, nanoantibodies, aphitins, a viral antigen, a bacterial antigen, a fungal antigen, an allergen, a cell penetrating peptide, an aphibody, or a cellular antigen. environmental, a tumor antigen, wherein the component of interest is characterized by comprising a sortase recognition sequence or the residual part of a sortase recognition motif generated after a sortase-mediated reaction.
  • TLR Toll-like receptor ligands
  • MPLA monophosphohl lipid A
  • Nanospheres and/or microspheres of the invention are nanospheres and/or microspheres of the invention.
  • the fusion protein of the invention has the ability to form inclusions when expressed in a cell.
  • inclusions may vary in size and shape, and are referred to as nanospheres or microspheres.
  • another aspect of the present invention refers to a nanosphere or a microsphere comprising at least one fusion protein of the invention, hereinafter the nanosphere/microsphere of the invention.
  • nanospheres and microspheres have different sizes.
  • the nanosphere has a size between 300 nanometers (nm) and 550 nm.
  • the microsphere has a size between 0.55 micrometer (pm) and 4 pm, preferably between 1 pm and 4 pm.
  • the structure of the minimal region of the Orthoreovirus muNS protein comprises two coiled-coil domain regions at the N- and C-terminal ends, C1 and C2, and an interdomain region designated intercoil (IC).
  • This domain corresponds to the sequence 477-542 (SEQ ID NO: 25) of the avian Orthoreovirus muNS protein or to the sequence 561-622 of the mammalian Orthoreovirus muNS protein (SEQ ID NO: 26).
  • This fragment has the capacity to be incorporated into nanospheres and microspheres formed by the Orthoreovirus muNS protein.
  • the nanosphere/microsphere of the invention comprises a second fusion protein comprising the following components:
  • “Functionally equivalent variant” means all peptides derived from the sequence 477-542 (SEQ ID NO: 25) of the avian Orthoreovirus muNS protein or from the sequence 561-622 (SEQ ID NO: 26) of the mammalian Orthoreovirus muNS protein by modification, insertion, substitution and/or deletion of one or more amino acids, provided that the function of the muNS protein sequences from which they are derived is substantially maintained.
  • sequence 477-542 (SEQ ID NO: 25) of the muNS protein of the avian Orthoreovirus and the sequence 561-622 (SEQ ID NO26X) of the muNS protein of the mammalian Orthoreovirus have the ability to be incorporated into microspheres/nanospheres formed by the fusion protein of the invention in a cell.
  • Functionally equivalent variants of the sequence 477-542 (SEQ ID NO: 25) of the muNS protein of the avian Orthoreovirus and the sequence 561-622 (SEQ ID NO: 26) of the muNS protein of the mammalian Orthoreovirus substantially retain the ability of said sequences to be incorporated into the microspheres/nanospheres formed by the fusion protein of the invention in a cell.
  • Suitable methods for determining the ability to be incorporated into microspheres/nanospheres include, but are not limited to, the method described in Example 3 of patent application WO 2011/098652 based on the formation of nanospheres/microspheres (inclusions) and expression of the protein of interest in the form of a fusion protein associated with the fragments that direct it to the nanospheres/microspheres. Subsequently, indirect immunofluorescence would be carried out, using polyclonal antibodies against the HA epitope or the epitope of interest, and the incorporation of said fragments into the nanospheres/microspheres could be verified.
  • the functionally equivalent variants of the sequence 477-542 (SEQ ID NO: 25) of the avian Orthoreovirus muNS protein or the sequence 561-622 (SEQ ID NO: 26) of the mammalian Orthoreovirus muNS protein retain at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, at least 95%, at least 100% of the capacity to be incorporated into nanospheres and/or microspheres of the sequences from which they are derived.
  • avian Orthoreovirus muNS protein sequence 477-542 (SEQ ID NO: 25) or the mammalian Orthoreovirus muNS protein sequence 561-622 (SEQ ID NO: 26) include those that exhibit at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, or at least 99% sequence identity to the sequences from which they are derived.
  • the functionally equivalent variants of the sequence 477-542 (SEQ ID NO: 25) of the muNS protein of the avian Orthoreovirus or of the sequence 561-622 (SEQ ID NO: 26) of the muNS protein of the mammalian Orthoreovirus retain at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, at least 95%, at least 100% of the capacity to be incorporated into nanospheres and/or microspheres of the sequences from which they are derived and show at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, at least 9 ... at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, or at least 99% sequence identity to the
  • component (b) may be fused to the amino terminus of component (a) or component (a) may be fused to the amino terminus of component (b).
  • component (b) is fused to the amino terminus of component (a).
  • polypeptide of interest refers to any polypeptide, of any size, that is of interest to the user, wherein the fusion to the amino terminus of component (i) does not affect the ability of the fusion protein of the invention to form nanospheres and/or microspheres.
  • said polypeptide of interest may be a viral antigen, a bacterial antigen, a fungal antigen, an allergen, a cell penetrating peptide, an affibody, or an environmental antigen or a tumor antigen.
  • Suitable viral antigens as the first polypeptide of interest include antigens from HIV-1, (such as tat, net, gp120 or gp160, gp40, p24, gag, env, vif, vpr, vpu, rev), human herpesvirus, (such as gH, gL gM gB gC gK gE or gD or derivatives thereof) or immediate early protein such as ICP27, ICP47, ICP4, ICP36 of HSV1 or HSV2, cytomegalovirus, especially human, (such as gB or derivatives thereof), Epstein Barr virus (such as gp350 or derivatives thereof), varicella zoster virus (such as gpl, II, III and IE63), or from a hepatitis virus such as hepatitis B virus (e.g.
  • HIV-1 such as tat, net, gp120 or gp160, gp40, p24
  • hepatitis B surface antigen or hepatitis core antigen hepatitis C virus
  • hepatitis C virus e.g. core antigens, E1, NS3, or NS5
  • paramyxoviruses such as respiratory syncytial virus (such as F and G proteins or derivatives thereof), from parainfluenza viruses, from rubella viruses (such as Eli and E2 proteins), measles viruses, mumps viruses, human papillomaviruses (e.g. HPV6, 11, 16, 18, eg LI, L2, Eli, E2, E3, E4, E5, E6, E7), flaviviruses (e.g.
  • influenza virus-infected cells such as HA, NP, NA, or M proteins, or combinations thereof
  • rotavirus antigens such as VP7sc and other rotavirus components
  • Suitable bacterial antigens as the first polypeptide of interest include antigens from Neisseria spp., including N. gonorrhea and N. meningitidis (transferrin-binding proteins, lactoferrin-binding proteins, PilC and adhesins); antigens from S. pyogenes (such as M proteins or fragments thereof and C5A protease); antigens from S. agalactiae, S. mutans', H.
  • M catarrhalis also known as Branhamella catarrhalis (such as high and low molecular weight adhesins and invasins); Bordetella spp antigens, including B. pertussis (e.g. Parapertussis and B. bronchiseptica (such as pertactin, pertussis toxin or derivatives thereof, filamentous hemagglutinin, adenylate cyclase, fimbriae); Mycobacterium spp. antigens, including M. tuberculosis, M. bovis, M. leprae, M. avium, M. paratuberculosis, M.
  • B. pertussis e.g. Parapertussis and B. bronchiseptica (such as pertactin, pertussis toxin or derivatives thereof, filamentous hemagglutinin, adenylate cyclase, fimbriae
  • ESAT6 antigen 85A, -B or -C L. pneumophila'
  • Escherichia spp antigens including enterotoxic E. coli (e.g. colonization factors, heat-labile toxin or derivatives thereof, heat-stable toxin or derivatives thereof), enterohaemorrhagic E. coli and enteropathogenic E. coli antigens (e.g.
  • Vibrio spp antigens including V. cholera (e.g. cholera toxin or derivatives thereof); Shigella spp antigens, including S. sonnei, S. dysenteriae, S. flexneri, Yersinia spp., including Y. enterocolitica (e.g. a Yop protein); antigens of Y. pestis, Y. pseudotuberculosis', Campylobacter spp., including C. jejuni (e.g. toxins, adhesins and invasins); antigens of Salmonella spp., including S. typhi, S.
  • V. cholera e.g. cholera toxin or derivatives thereof
  • Shigella spp antigens including S. sonnei, S. dysenteriae, S. flexneri, Yersinia spp., including Y. enterocolitica (e.g. a Yop
  • C. botulinum antigens e.g. botulinum toxin and derivatives thereof
  • C. difficile antigens e.g. Clostridium toxins A or B and derivatives thereof
  • Bacillus spp. antigens including B. anthracis (e.g. anthrax toxin and derivatives thereof); Corynebacterium spp., including C. diphtheriae (e.g. diphtheria toxin and derivatives thereof); Borrelia spp. antigens, including B. burgdorferi (e.g. OspA, OspC, DbpA, DbpB); B.
  • garinii antigens e.g. OspA, OspC, DbpA, DbpB
  • B. afzelii e.g. OspA, OspC, DbpA, DbpB
  • B. andersonfi antigens e.g. OspA, OspC, DbpA, DbpB
  • B. hermsif antigens Ehrlichia spp., including E. equi and the human granulocytic ehrlichiosis agent
  • Rickettsia spp. including R. rickettsif
  • Chlamydia spp. including C. trachomatis
  • MOMP heparin-binding proteins
  • Chlamydia pneumoniae antigens e.g. MOMP, heparin-binding proteins
  • C. psittacf antigens Leptospira spp., including L. interrogans', Treponema spp., including T. pallidum (e.g. the rare outer membrane proteins), T. denticola, T. hyodysenteriae', Toxoplasma spp. and T. gondii antigens (e.g. SAG2, SAGS, Tg34); M.
  • tuberculosis antigens such as Rv2557, Rv2558, RPFs: Rv0837c, Rv1884c, Rv2389c, Rv2450, Rv1009, aceA (Rv0467), PstS1, (Rv0932), SodA (Rv3846), Rv2031c 16 kDal, Tb Ra12, Tb H9, Tb Ra35, Tb38-1, Erd 14, DPV, MTI, MSL, mTTC2 and hTCC1); Chlamydia antigens (such as high molecular weight protein (HWMP), ORF3 (EP 366 412) and possible membrane proteins (Pmp); antigens of Streptococcus spp., including S.
  • HWMP high molecular weight protein
  • ORF3 ORF3
  • Pmp membrane proteins
  • pneumoniae PsaA, PspA, streptolysin, choline binding proteins, the protein antigen pneumolysin, and detoxified mutant derivatives thereof); antigens derived from Haemophilus spp., including H. influenzae type B (e.g. PRP and conjugates thereof); antigens of unclassifiable H. influenzae (such as OMP26, high molecular weight adhesins, P5, P6, protein D and lipoprotein D, and Ambrin and Ambrin-derived peptides, or multicopy variants or fusion proteins thereof).
  • H. influenzae type B e.g. PRP and conjugates thereof
  • antigens of unclassifiable H. influenzae such as OMP26, high molecular weight adhesins, P5, P6, protein D and lipoprotein D, and Ambrin and Ambrin-derived peptides, or multicopy variants or fusion proteins thereof.
  • Suitable fungal antigens as the first polypeptide of interest include, but are not limited to, for example, Candida fungal antigen components; fungal antigens of Histoplasma such as heat shock protein 60 (HSP60) and other Histoplasma fungal antigen components; Pneumocystis spp., including P. carinir, Cryptococcal fungal antigens such as capsular polysaccharides and other Cryptococcal fungal antigen components; Coccidian fungal antigens such as spherule antigens and other coccidian fungal antigen components; Candida spp., including C. albicans', Cryptococcus spp., including C. neoformans', and Tinea fungal antigens such as trichophytin and other coccidian fungal antigen components.
  • Candida fungal antigen components fungal antigens of Histoplasma such as heat shock protein 60 (HSP60) and other Histoplasma fungal antigen components
  • Suitable protozoan antigens as the first polypeptide of interest include, but are not limited to, antigens from Plasmodium spp., such as P. falciparum and antigens derived from Plasmodium falciparum (such as RTS.S, TRAP, MSP1, AMA1, MSP3, EBA, GLIIRP, RAP1, RAP2, sequestrin, PfEMPI, Pf332, LSA1, LSA3, STARP, SALSA, PfEXPI, Pfs25, Pfs28, PFS27/25, Pfs16, Pfs48/45, Pfs230 and their analogs in Plasmodium spp., as well as merozoite surface antigens, sporozoite surface antigens, circumsporozoite antigens, gametocyte/gamete surface antigens, blood stage pf, 55/RESA and other plasmoid antigen components; Toxoplasma antigens such as SAG-
  • T. vaginalis Entamoeba spp. antigens, including E. histolytica’
  • Babesia spp. including B. microtf, Leishmannia antigen and other Leishmania antigens such as gp63, lipophosphoglycan and its associated protein and other Leishmania antigen components
  • Giardia spp. antigens including G. lamblia’
  • Trypanosoma cruzi antigens such as the 75-77 kDa antigen, the 56 kDa antigen and other Trypanosoma antigen components.
  • Suitable environmental allergens or antigens as the first polypeptide of interest include, but are not limited to, an antigen derived from naturally occurring allergens such as pollen allergens (tree, grass, weed, and grass pollen allergens), insect allergens (inhalable, saliva, and venom allergens), animal dander and hair allergens, and food allergens.
  • an antigen derived from naturally occurring allergens such as pollen allergens (tree, grass, weed, and grass pollen allergens), insect allergens (inhalable, saliva, and venom allergens), animal dander and hair allergens, and food allergens.
  • Important pollen allergens of trees, grasses and forbs originate from the taxonomic orders of Fagales, Oleales, Pi ⁇ ales and Platanaceae including among others birch (Betula), alder (Alnus), hazel (Corylus), hornbeam (Carpinus) and olive (Olea), cedar (Cryptomeria and Juniperus), plane (Platanus), the order of Poales including among others grasses of the genera Lolium, Phleum, Poa, Cynodon, Dactylis, Holcus, Phalaris, Secale and Sorghum, the orders of Asterales and Urticales including amongst others grasses of the genera Ambrosia, Artemisia and Parietaria.
  • allergenic antigens that may be used include allergens from house dust mites of the genera Dermatophagoides and Euroglyphus, storage mites e.g. Lepidoglyphys, Glycyphagus and Tyrophagus, those from cockroaches, midges and fleas e.g. Blatella, Periplaneta, Chironomus and Ctenocepphalides, those from mammals such as cats, dogs and horses, birds, venom allergens including those originating from the stings or bites of insects such as those of the taxonomic order Hymenoptera including bees (superfamily Apidae), wasps and ants (superfamily Formicoidae). Still other allergenic antigens that may be used include inhalation allergens from fungi such as from the genera Alternaria and Cladosporium.
  • Suitable tumor antigens as the first polypeptide of interest include, but are not limited to, MAGE, MART-1/Melan-A, gp100, dipeptidyl peptidase IV (DPPIV), adenosine deaminase binding protein (ADAbp), cyclophilin b, colorectal associated antigen (CRC)-0017-1A/GA733, carcinoembryonic antigen (CEA) and its antigenic epitopes CAP-1 and CAP-2, etv6, aml1 , prostate-specific antigen (PSA) and its antigenic epitopes PSA-1 , PSA-2, and PSA-3, prostate-specific membrane antigen (PSMA), T-cell receptor/CD3- ⁇ chain, MAGE family of tumor antigens (e.g., MAGE-A1 , MAGE-A2, MAGE-A3, MAGE-A4, MAGE-A5, MAGE-A6, MAGE-A7, MAGE-A8, MAGE-A9,
  • the fusion protein of the invention has the ability to form nanospheres and/or microspheres when expressed in a cell, independently of having a component of interest bound to the recognition sequence of a sortase or bound to the acceptor motif of a sortase.
  • the present invention also contemplates the formation of nanospheres and/or microspheres by the fusion protein of the invention wherein said proteins do not comprise a component of interest bound to the recognition sequence of a sortase, and the subsequent modification of said nanospheres and/or microspheres through the addition of a component of interest to the recognition sequence of a sortase or to the acceptor motif of a sortase.
  • the fusion protein of the invention comprising component (ii)(a) further comprises a component of interest covalently linked to the residual portion of the recognition motif of a sortase generated after a sortase-mediated reaction.
  • the fusion protein of the invention comprising component (ii)(b) further comprises a component of interest covalently linked to the acceptor motif of a sortase.
  • modification of the nanosphere or microsphere by the sortase may produce an intermediate where the fusion protein of the invention that forms the nanosphere or microsphere is modified by cleavage of the recognition motif of the sortase.
  • the nanosphere/microsphere of the invention is modified by the action of a sortase that recognizes the recognition motif of the sortase and cleaves said recognition motif.
  • the nanosphere/microsphere of the invention is modified by the action of a sortase that recognizes the recognition motif of the sortase and cleaves said recognition motif.
  • sortase that recognizes the sortase recognition motif and cleaves said sortase recognition motif, wherein the sortase recognition motif is the amino acid sequence LPXTG (SEQ ID NO: 22), where X is any amino acid, and wherein the sortase cleaves between the T and G of the sortase recognition motif.
  • the modification of the nanosphere or microsphere by the sortase simply involves the addition of a polypeptide to the amino terminus of the fusion protein without the cleavage of any polypeptide motif.
  • the nanosphere/microsphere of the invention is modified by the action of a sortase that recognizes the sortase acceptor motif and covalently binds a polypeptide to that motif.
  • the nanosphere/microsphere of the invention is modified by the action of a sortase that recognizes the sortase acceptor motif, wherein the sortase recognition motif is the amino acid sequence selected from a group consisting of: G, A, GG, AA, GGG and AAA, preferably GGG.
  • the component of interest is selected from the group consisting of:
  • TLR Toll-like receptor
  • Monophosphoryl lipid A (MPL A); oligonucleotides selected from CpG islands and polyinosinic:polycidylic acid (poly(l:C) - CAS number: 24939-03-5); saponin; lipid molecules; coating molecules selected from the group consisting of: polyglycerols, polyethylene glycol, chitosans, poly(oxazolines) (POX), poly(hydroxypropyl methacrylate) (PHPMA), poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA), poly(N-(2-hydroxypropyl) methacrylamide) (HPMA), poly(vinylpyrrolidone) (PVP), poly(N,N-dimethyl acrylamide) (PDMA) and poly(N-acryloylmorpholine) (PAcM); oligosaccharides; antibodies; nanobodies; aphytins; viral antigen; bacterial antigen; fungal antigen; allergen; cell-penetrating
  • TLR Toll-like receptor ligands
  • MPL A methyl methyl lipid A
  • LPS lipopolysaccharide
  • endotoxin endotoxin
  • oligonucleotides refers to a DNA or RNA sequence, single or double stranded, with fifty base pairs or less, where the bases are natural, adenine, cytosine, guanine, thymine and uracil, or synthetic, and where the oligonucleotide may contain modifications, such as, without limitation, methylation (e.g. 5-methyl-cytosine), phosphorylation, glycosylation, oxidation, etc.
  • each molecule is made up of a lipid-soluble element (the spheroid or triterpenoid) and a water-soluble element (the sugar), and they form a foam when shaken in water.
  • Saponins are toxic, and their toxicity is thought to come from their ability to form complexes with sterols, thus potentially interfering with sterol assimilation by the digestive system, or disrupting cell membranes after absorption into the bloodstream.
  • lipid molecules refers to water-insoluble fatty substances including fats, oils, waxes and related compounds.
  • coating molecules refers to any chemical component that can be used for coating the nanospheres/microspheres.
  • oligosaccharides in the present context refers to molecules formed by the covalent union of 2 to 10 cyclic monosaccharides, from 3 onwards they can be linear or branched by means of glycosidic bonds, a covalent bond that is established between alcohol groups of two monosaccharides, with the release of a water molecule.
  • antibody in the context of the present invention refers to an immunoglobulin molecule, a fragment of an immunoglobulin molecule or a derivative of either, which has the ability to specifically bind to an antigen under typical physiological conditions.
  • the variable regions of the heavy and light chains of the immunoglobulin molecule contain a binding domain that interacts with an antigen.
  • the constant regions of antibodies (Abs) can mediate the binding of the immunoglobulin to tissues or host factors, including various cells of the immune system.
  • antibody also includes polyclonal antibodies, monoclonal antibodies (mAbs), antibody-like polypeptides, such as chimeric antibodies and humanized antibodies, and antibody fragments that retain the ability to specifically bind to antigen (antigen-binding fragments) provided by any known technique.
  • mAbs monoclonal antibodies
  • antibody-like polypeptides such as chimeric antibodies and humanized antibodies
  • antibody fragments that retain the ability to specifically bind to antigen (antigen-binding fragments) provided by any known technique.
  • nanoantibodies also called nanobodies, single domain antibodies or VHH antibodies
  • nanoantibodies are a type of antibodies derived from camelids, being much smaller than the usual ones, which are gigantic by molecular standards, since each of them is a conglomerate of two heavy and two light chains, intricately folded and linked to complex sugars, while nanoantibodies are relatively simple proteins with a size approximately one tenth the size of the corresponding one in humans and just a few nanometers in length.
  • Aphytin refers to artificial proteins with the ability to selectively bind antigens.
  • cell penetrating peptides or their acronym “CPPs”, are short peptides that facilitate cellular uptake/uptake of various peptide-associated molecular entities, either by chemical linkages through covalent bonds or by non-covalent interactions.
  • the associated molecular entities range from nano-sized particles to small chemical molecules to large DNA fragments.
  • the function of CPPs is to introduce the associated entities into cells, a process that typically occurs by endocytosis.
  • CPPs typically have an amino acid composition that either contains a high relative abundance of positively charged amino acids, such as lysine or arginine, or has sequences that contain an alternating pattern of polar/charged amino acids and nonpolar, hydrophobic amino acids. These two types of structures are referred to as polycationic or antipathogenic, respectively.
  • a third class of CPPs are hydrophobic peptides, which contain only nonpolar residues, have low net charge, or have hydrophobic amino acid groups that are crucial for cellular uptake.
  • affibody refers to a mimetic antibody that can bind to a specific target protein (receptor).
  • a specific target protein receptor
  • an affibody molecule consists of 20 to 150 amino acid residues and can be composed of 2 to 10 alpha helices. Examples of affibodies, without limitation, are those described in Renli Luo et al. (RSC Chem. Biol., 2022, 3, 830-847).
  • the nanospheres/microspheres of the invention may have various uses, such as, without any limitation, drug delivery vehicles, vehicles for the expression and purification of proteins, immunogenic agents, etc. This is possible due to the various possibilities of modification and alterations that occur both in the fusion protein and in the nanospheres and microspheres.
  • the component of interest further comprises a protease recognition sequence located in the C-terminal region of the acceptor motif of a sortase that characterizes the component of interest.
  • protease recognition sequences have been defined above and said definitions and particular embodiments are equally valid for the present embodiment.
  • the component of interest also comprises a secretory pathway signal peptide located in the C-terminal region of the acceptor motif of a sortase that characterizes the component of interest.
  • Secretory pathway signal peptides have been defined above and said definitions and particular embodiments are equally valid for the present embodiment.
  • the component of interest also comprises a tag to facilitate its purification located in the C-terminal region of the acceptor motif of a sortase that characterizes the component of interest.
  • Tags to facilitate purification have been defined above and said definitions and particular embodiments are equally valid for the present embodiment.
  • the component of interest further comprises a sortase recognition sequence.
  • Sortase recognition sequences have been defined above and said definitions and particular embodiments are equally valid for the present embodiment.
  • the component of interest also comprises a tag to facilitate its purification located in the C-terminal region of the sortase recognition sequence that characterizes the component of interest.
  • the first polypeptide of interest, the component of interest, and/or the second polypeptide of interest is the glucose-6-phosphatase 2 protein (IGRP) or a functionally equivalent variant.
  • IGRP glucose-6-phosphatase 2 protein
  • glucose-6-phosphatase 2 or “IGRP” or “islet-specific glucose-6-phosphatase catalytic subunit-related protein” as used herein refers to a protein capable of hydrolyzing glucose-6-phosphate to give glucose and phosphate. It is a transmembrane protein that is expressed in the pancreas and to a lesser extent in the testes. In humans it is encoded by the G6PC2 gene.
  • the IGRP protein can be of any origin, for example human, bovine, murine, equine, canine, etc.
  • the IGRP protein is the human protein identified by accession number Q9NQR9 in the UniprotKB database (Entry version 147, 14 December 2022, sequence version 1, 1 October 2000). In humans there are three isoforms of the protein, identified by the following UniprotKB accession numbers:
  • Isoform 1 considered the canonical sequence, has a length of 355 amino acids: Q9NQR9-1.
  • Isoform 2 with a length of 102 amino acids: Q9NQR9-2.
  • the IGRP protein is the mouse protein identified by accession number Q9Z186 in the UniprotKB database (Entry version 145, December 14, 2022; sequence version 1, May 1, 1999). In mice, there are two isoforms of the protein, identified by the following UniprotKB accession numbers:
  • Isoform 1 considered the canonical sequence, with a length of 355 amino acids: Q9Z186-1.
  • Isoform 2 with a length of 154 amino acids: Q9Z186-2.
  • the IGRP protein is the rat protein encoded by the gene identified by accession number Gene ID 681817 in the NCBI Genbank database (version of April 24, 2022).
  • IGRP protein refers to any peptide or protein that results from the deletion, insertion, addition or substitution of one or more amino acid residues with respect to the sequence from which it is derived and that retains the function of said sequence.
  • the functionally equivalent variant has a sequence identity of at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98% or at least 99% over its entire length with the sequence of the IGRP protein.
  • composition of the nanospheres/microspheres in relation to whether they may include one or more of the first polypeptide of interest, the component of interest, and the second polypeptide of interest.
  • the nanospheres and/or microspheres of the invention comprise the polypeptide of interest and/or the component of interest.
  • the polypeptide of interest is identical or different from the component of interest.
  • the nanospheres/microspheres of the invention are bivalent or trivalent.
  • bivalent nanospheres/microspheres refers to the nanospheres and/or microspheres comprising at least two distinct compounds/molecules/proteins from among the first polypeptide of interest, the component of interest, and the second polypeptide of interest.
  • trivalent nanospheres/microspheres refers to the nanospheres and/or microspheres comprising at least three distinct compounds/molecules/proteins from among the first polypeptide of interest, the component of interest, and the second polypeptide of interest.
  • the fusion protein of the invention may be encoded by a polynucleotide.
  • another aspect of the present invention relates to a polynucleotide encoding a fusion protein of the invention, hereinafter the polynucleotide of the invention.
  • polynucleotide refers to a polymer formed from a variable number of monomers where the monomers are nucleotides, including both ribonucleotides and deoxyribonucleotides. Polynucleotides include monomers modified by methylation as well as unmodified forms.
  • polynucleotide and nucleic acid are used interchangeably herein and include mRNA, cDNA and recombinant polynucleotides.
  • Said polynucleotide may be part of an expression cassette, which is used to, but is not limited to, express said polynucleotide in a cell.
  • another aspect of the present invention relates to an expression cassette comprising a polynucleotide according to the invention, hereinafter the cassette of the invention.
  • expression cassette refers to a polynucleotide comprising a gene and a promoter suitable for controlling that gene.
  • the expression cassette It may optionally include other sequences, for example, transcription termination signals.
  • the choice of a promoter and other regulatory element(s) generally varies depending on the host cell used. Suitable promoters in the context of the present invention include constitutive promoters that promote the expression of the sequences associated with them in a constant manner and inducible promoters, which require an external stimulus to promote the transcription of the sequences associated with them.
  • Promoters useful for carrying out the present invention include:
  • Constitutive promoters such as the alcohol dehydrogenase (ADH1) promoter, the elongation factor 1 alpha (TEF) promoter and the promoter of the gene encoding triose phosphate isomerase (TPI), the glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GPD) promoter and the 3-phosphoglycerate kinase (GPK) promoter, the MRP7 promoter.
  • ADH1 alcohol dehydrogenase
  • TEZ elongation factor 1 alpha
  • TPI triose phosphate isomerase
  • GPD glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase
  • GPK 3-phosphoglycerate kinase
  • Inducible promoters such as the metallothionein promoter (CUP1) whose expression is regulated by the addition of copper to the culture medium, the promoter of the gene encoding the FUS1 gene or the FUS2 gene, whose expression is activated in the presence of pheromones (factor a), the TET promoter whose expression is regulated in the presence of tetracyclines, the GAL1-10, GALL, GALS promoters that are activated in the presence of galactose, the VP16-ER promoter, inducible by estrogens, the phosphatase promoter (PH05) whose expression is activated in the presence of phosphate and the heat shock protein promoter HSP150, whose expression is activated at high temperatures.
  • CUP1 metallothionein promoter
  • PH05 phosphatase promoter
  • HSP150 heat shock protein promoter
  • the cassette comprises a first and a second polynucleotide, wherein the second polynucleotide encodes a second fusion protein.
  • the polynucleotide of the invention or the expression cassette of the invention is operably linked to a first promoter and the second polynucleotide is operably linked to a second promoter.
  • the first and second promoters are the same promoter or are different promoters.
  • said promoter is the beta-lactamase and lactose promoter system, the T7 RNA polymerase promoter, the lambda promoter, the trp promoter or the tac promoter.
  • said promoter is an inducible promoter.
  • said promoter is an isopropyl-pD-1 - thiogalactopyranoside (IPTG)-inducible promoter.
  • IPTG-inducible promoter is the T7 RNA polymerase promoter.
  • the invention relates to a vector comprising the polynucleotide or expression cassette of the invention, hereinafter the vector of the invention.
  • vector refers to a nucleic acid sequence comprising the sequences necessary so that after transcribing and translating said sequences in a cell the fusion protein of the invention is generated. Said sequence is operably linked to additional segments that provide for its autonomous replication in a host cell of interest.
  • the vector is an expression vector, which is defined as a vector, which in addition to the regions of autonomous replication in a host cell, contains regions operably linked to the polynucleotide of the invention and which are capable of enhancing the expression of the products of the polynucleotide according to the invention.
  • the vectors of the invention can be obtained by means of techniques widely known in the art.
  • the vector of the invention is an expression vector in bacteria.
  • suitable vectors according to the invention are, for example, the vectors pUC18, pUC19, pUC118, pUC119, Bluescript and its derivatives, mp18, mp19, pBR322, pMB9, ColEI, pCRI, RP4, pNH8A, pNH16a, pNH18a.
  • said vector is the pET plasmid, in particular, the pET Duet-1 plasmid. Said plasmid comprises two different multiple cloning sites (MSC).
  • the genes cloned in said plasmid are transcribed under the control of the bacteriophage T7 promoter, when the T7 RNA polymerase is activated in the host cell. Expression is induced with IPTG (isopropyl-p-D-thiogalactopyranoside), which removes the repressor from the operator so that transcription is carried out and the expression of the protein of interest is promoted.
  • IPTG isopropyl-p-D-thiogalactopyranoside
  • the vector of the invention further comprises a second polynucleotide encoding a polypeptide selected from the group consisting of: a polypeptide comprising amino acids 477-542 (SEQ ID NO: 25) of the muNS protein of the avian Orthoreovirus, a polypeptide comprising amino acids 561-622 (SEQ ID NO: 26) of the muNS protein of the mammalian Orthoreovirus, a functionally equivalent variant of any of the above that maintains the ability to be incorporated into nanospheres and microspheres.
  • a polypeptide selected from the group consisting of: a polypeptide comprising amino acids 477-542 (SEQ ID NO: 25) of the muNS protein of the avian Orthoreovirus, a polypeptide comprising amino acids 561-622 (SEQ ID NO: 26) of the muNS protein of the mammalian Orthoreovirus, a functionally equivalent variant of any of the above that maintains the ability to be incorporated into nanospheres and microspheres.
  • the different polynucleotides encoding the different components of the invention can be expressed from different vectors.
  • a vector composition hereinafter the vector composition of the invention, comprising the vector of the invention and a second vector comprising a second polynucleotide encoding a polypeptide selected from the group consisting of: a polypeptide comprising the sequence 477-542 (SEQ ID NO: 25) of the muNS protein of the avian Orthoreovirus, a polypeptide comprising the sequence 561-622 (SEQ ID NO: 26) of the muNS protein of the mammalian Orthoreovirus, a functionally equivalent variant of any of the foregoing that maintains the ability to be incorporated into nanospheres.
  • the polynucleotides in the vector composition of the invention may also be operably linked to promoters.
  • the polynucleotide of the invention or the expression cassette of the invention is operably linked to a first promoter and the second polynucleotide is operably linked to a second promoter.
  • the first and second promoters are the same promoter or are different promoters.
  • the vectors of the vector composition of the invention are bacterial expression vectors. As will be obvious to those skilled in the art, the examples, definitions and particular embodiments described for the vector of the invention are equally valid for the vectors of the vector composition.
  • the polynucleotide of the invention, the expression cassette, the vector or the vector composition of the invention may be comprised in a host cell.
  • Another aspect of the present invention relates to a cell comprising a fusion protein of the invention, a polynucleotide of the invention, an expression cassette of the invention, vector or vector composition of the invention, hereinafter the cell of the invention.
  • the cell of the invention may be any prokaryotic cell or any eukaryotic cell. Virtually any cell type may be used in the present invention. Any host cell that can be transformed with the polynucleotide of the invention, or that can be transformed, transfected or infected by a recombinant vector containing the polynucleotide of the invention, for example animal cells (such as mammalian cells, avian cells, insect cells, etc.), plant cells, yeasts, bacteria etc. The cells of the invention may be obtained by conventional procedures known to those skilled in the art. Methods of the invention
  • Another aspect of the present invention relates to a method for producing a fusion protein of the invention, hereinafter method I of the invention, comprising:
  • the first step of the method for producing the fusion protein of the invention comprises expressing in a cell a first polynucleotide encoding said fusion protein.
  • the polynucleotide In order to express the first polynucleotide in a cell, it is necessary, as those skilled in the art know, to introduce the polynucleotide into the cell, for example, by transforming said cell with a vector comprising the polynucleotide.
  • the polynucleotide is operably linked to an inducible promoter, to express said polynucleotide it will be necessary to put the cell in contact with the inducer.
  • IPTG is added to the bacterial culture for the time necessary to achieve the expression of the polynucleotide, for example at least 30 minutes, at least 1 hour, at least 2 hours, at least 3 hours, at least 4 hours, at least 5 hours, at least 6 hours, at least 12 hours, at least 18 hours, at least 24 hours, at least 48 hours, at least 72 hours or more.
  • IPTG induction is carried out over a period of approximately 3 hours.
  • the cells are incubated at a temperature between 18 and 37°C, preferably between 25 and 37°C, more preferably 37°C.
  • the induction time is more than 24 hours, the cells are incubated during induction at a temperature between 18 and 25°C.
  • the second stage of the method of producing the fusion protein of the invention consists of subjecting the cells to conditions suitable for the formation of nanospheres and/or microspheres.
  • Suitable conditions for the formation of nanospheres and/or microspheres can be determined by the person skilled in the art for each cell type.
  • Suitable methods for detecting the formation of nanospheres and/or microspheres include, but are not limited to, the method described in Example 1 of patent application WO 2011/098652, where the formation of nanospheres/microspheres (inclusions) is detected by indirect immunofluorescence microscopy using polyclonal antibodies against muNS.
  • the suitable conditions for the formation of nanospheres and/or microspheres comprise incubating the cells expressing the first polynucleotide for a period of time of at least 30 minutes, at least 1 hour, at least 2 hours, at least 3 hours, at least 4 hours, at least 5 hours, at least 6 hours, at least 12 hours, at least 18 hours, at least 24 hours, and at a temperature between 25 and 37°C, preferably 37°C.
  • the cell is a bacterial cell or a eukaryotic cell, where if it is a bacterial cell, nanospheres are formed in step (b) and if it is a eukaryotic cell, microspheres are formed in step (b).
  • the first and second steps of the method for producing the fusion protein of the invention can be carried out simultaneously or sequentially, such that first the expression of the first polynucleotide is carried out and then the cells are subjected to conditions suitable for the formation of nanospheres and/or microspheres.
  • the first and second steps are carried out simultaneously, since the conditions to which the cells are subjected for the expression of the first and second polynucleotide are suitable for the formation of microspheres.
  • said conditions comprise incubating the cells in the presence of the inducer, preferably IPTG, for a period of time of at least 30 minutes, at least 1 hour, at least 2 hours, at least 3 hours, at least 4 hours, at least 5 hours, at least 6 hours, at least 12 hours, at least 18 hours, at least 24 hours, and at a temperature between 25 and 37°C, preferably 37°C.
  • the inducer preferably IPTG
  • the third stage of method I consists of concentrating the nanospheres and/or microspheres.
  • To concentrate the nanospheres/microspheres it is necessary to lyse the cells in which the nanospheres/microspheres have been formed by any method, such as incubation with a lysis buffer or sonication, among others. Subsequently, the nanospheres/microspheres can be sedimented by centrifugation, preferably at a speed of approximately 2700g. In a particular embodiment, once the cells have been lysed, the Nanospheres/microspheres are washed with a buffer comprising a divalent cation.
  • divalent cation refers to a positively charged ion of any metal of the periodic table having a valency of 2.
  • Divalent cations suitable for use in the present invention include, but are not limited to, the divalent cations of Mg, Cd, Ca, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Sr, and Zn.
  • the divalent cation is Mg2+.
  • Suitable concentrations of divalent cation to induce aggregate formation of the muNS protein are, for example, at least 0.5 mM, at least 0.8 mM, at least 1 mM, at least 5 mM, at least 10 mM, at least 15 mM, at least 20 mM, or higher.
  • the nanospheres and/or microspheres are washed with a buffer comprising Mg 2+ , for example MgCh, preferably at a concentration of 5 mM.
  • a buffer comprising Mg 2+ , for example MgCh, preferably at a concentration of 5 mM.
  • the nanospheres and/or microspheres are concentrated following the purification protocol indicated in the examples herein.
  • method I of the invention further comprises purifying the fusion protein by separating it from the nanospheres and/or microspheres.
  • the fusion protein of the invention comprises component (ii)(b) and a protease recognition sequence fused to the amino terminus of the sortase acceptor motif, it may be useful to cleave the protease recognition sequence so that the sortase acceptor motif is available to interact with the sortase.
  • the method further comprises contacting the fusion protein with a protease specific for the protease recognition sequence that is fused to the amino terminus of the sortase acceptor sequence, under conditions suitable for proteolysis of said recognition sequence, with consequent separation of the protease recognition sequence from the fusion protein.
  • a protease specific for the protease recognition sequence that is fused to the amino terminus of the sortase acceptor sequence, under conditions suitable for proteolysis of said recognition sequence, with consequent separation of the protease recognition sequence from the fusion protein.
  • method I of the invention further comprises purifying the fusion protein. separating it from the nanospheres and/or microspheres, subjecting the nanospheres and/or microspheres to conditions that lead to their disintegration.
  • Conditions leading to disintegration of the nanospheres and/or microspheres include, but are not limited to: incubation of the nanospheres and/or microspheres with denaturing agents, for example, urea or guanidinium hydrochloride, incubation of the nanospheres and/or microspheres with ionic detergents, for example SDS at high concentration, incubation with NaCl at concentrations greater than 500 mM, incubation with a buffer not comprising divalent cations, preferably not comprising Mg 2+ .
  • denaturing agents for example, urea or guanidinium hydrochloride
  • ionic detergents for example SDS at high concentration
  • NaCl at concentrations greater than 500 mM
  • a buffer not comprising divalent cations preferably not comprising Mg 2+ .
  • the conditions that lead to the disintegration of the nanospheres and/or microspheres are incubation with a buffer that does not comprise divalent cations, preferably not comprising Mg 2+ .
  • the fusion protein can be purified by any known method. Said method will depend on the nature of the polypeptide of interest and will be known to those skilled in the art. Polypeptide purification techniques are widely known in the art and include, without limitation, affinity chromatography, exclusion chromatography, ion exchange chromatography, adsorption chromatography, immunoprecipitation, etc.
  • the nanosphere/microsphere of the invention in addition to being able to be modified by a sortase and incorporate a component of interest into the fusion protein of the invention, can be used as a platform for the incorporation of a second fusion protein comprising the IC region of the Orthoreovirus muNS protein. This allows the nanosphere/microsphere of the invention to be used to produce proteins using said second fusion protein.
  • Another aspect of the present invention relates to a method for producing a protein, hereinafter method II of the invention, comprising:
  • component (ii) is the protein produced
  • method II of the invention comprises purifying the fusion protein by separating it from the nanospheres or microspheres.
  • component (i) is fused to the amino end of component (i) or to the carboxyl end of component (i).
  • component (ii) may be useful to separate component (i) from component (i) in method II of the invention.
  • One possibility for separating said components is to use a peptide whose sequence contains a cleavage target for a protease, thus allowing the separation of the two components.
  • the second fusion protein comprises a recognition sequence by a protease between its components (i) and (ii).
  • protease refers to enzymes that cleave peptide bonds in proteins using a water molecule, and are therefore classified as hydrolases.
  • suitable protease cleavage sites for incorporation into the fusion protein of the invention include enterokinase (cleavage site DDDDK; SEQ ID NO: 5), factor Xa (cleavage site IEDGR; SEQ ID NO: 6), thrombin (cleavage site LVPRGS; SEQ ID NO: 7), TEV protease (cleavage site ENLYFQG; SEQ ID NO: 8), PreScission protease (cleavage site LEVLFQGP; SEQ ID NO: 9), inteins and the like.
  • the protease recognition sequence is an enterokinase recognition sequence or a factor Xa recognition sequence.
  • the second fusion protein comprises a recognition sequence by a protease between its components (i) and (ii), and method II of the invention further comprises a step of separating the protein produced from component (i) of the second fusion protein through incubation of the second protein with a protease under conditions leading to the cleavage of the recognition sequence by the protease.
  • method II of the invention further comprises purifying the fusion protein by separating it from the nanospheres and/or microspheres by subjecting the nanospheres and/or microspheres to conditions that lead to their disintegration.
  • the cell is a bacterial cell or a eukaryotic cell, where if it is a bacterial cell, nanospheres are formed in step (b) and if it is a eukaryotic cell, microspheres are formed in step (b).
  • the protein is the IGRP protein.
  • Another aspect of the invention relates to a method for producing a first polypeptide of interest, hereinafter method III of the invention, wherein the method comprises the following steps:
  • step (c) contacting the product resulting from step (b) with a protease specific for the recognition sequence that connects components (i) and (iii) of the fusion protein under conditions suitable for the proteolysis of said protein. fusion, with the consequent separation of components (i) and (iii) of the fusion protein,
  • step (d) subjecting the product from step (c) to conditions suitable for the formation of nanospheres or microspheres and
  • the recognition sequence by a protease that joins components (i) and (iii) of the fusion protein is a recognition sequence by enterokinase (cleavage site DDDDK - SEQ ID NO: 5), factor Xa (cleavage site IEDGR - SEQ ID NO: 6), thrombin (cleavage site LVPRGS - SEQ ID NO: 7), TEV protease (cleavage site ENLYFQG - SEQ ID NO: 8), PreScission protease (cleavage site LEVLFQGP - SEQ ID NO: 9), proteins or the like.
  • enterokinase cleavage site DDDDK - SEQ ID NO: 5
  • factor Xa cleavage site IEDGR - SEQ ID NO: 6
  • thrombin cleavage site LVPRGS - SEQ ID NO: 7
  • TEV protease cleavage site ENLYFQG - SEQ ID NO:
  • the recognition sequence by proteases is an enterokinase recognition sequence or a recognition sequence by factor Xa.
  • the recognition sequence by proteases is the sequence of SEQ ID NO: 5 or the sequence of SEQ ID NO: 6.
  • Suitable conditions for proteolysis of the fusion protein include contacting the fusion protein with the protease specific for the recognition sequence connecting components (i) and (iii) of the fusion protein under conditions of pH, temperature, etc. that will depend on the specific protease to be used. Those skilled in the art know how to determine these conditions for each particular protease.
  • Suitable conditions for the formation of nanospheres and/or microspheres include contacting the product resulting from step (a) with a buffer containing a divalent cation, as previously described.
  • the divalent cation is Mg 2+ .
  • Suitable concentrations of divalent cation to induce the formation of muNS protein aggregates are, for example, at least 0.01 mM, at least 0.1 mM, at least 1 mM, at least 2 mM, at least 3 mM, at least 4 mM, at least 5 mM or higher.
  • said conditions comprise incubation with a buffer comprising Mg 2+ , preferably at a concentration of 5 mM.
  • component (i) of the fusion protein is integrated back into said nanospheres and/or microspheres, leaving component (iii) of the fusion protein free. Therefore, this is a suitable method for protein purification.
  • Another aspect of the present invention relates to a protein obtainable according to method I, II or III of the invention.
  • Another aspect of the present invention relates to a method for producing a nanosphere or microsphere of the invention, hereinafter method IV of the invention, comprising the steps of:
  • the cell is a bacterial cell or a eukaryotic cell, where if it is a bacterial cell nanospheres are formed in step (b) and if it is a eukaryotic cell microspheres are formed in step (b).
  • method IV of the invention further comprises the step of incubating the nanospheres and/or microspheres in the presence of a sortase that recognizes the sortase recognition motif of component (ii)(a) of the fusion protein and a substrate comprising a sortase acceptor motif, obtaining a nanosphere and/or microsphere comprising the substrate comprising the sortase acceptor motif.
  • method IV of the invention further comprises the step of incubating the nanospheres and/or microspheres in the presence of a sortase that recognizes the acceptor motif of a sortase in component (ii)(b) of the fusion protein and a substrate comprising a recognition motif of a sortase, obtaining nanospheres and/or microspheres comprising the substrate comprising the recognition motif of a sortase.
  • the sortase is sortase A
  • the recognition motif is the sequence SEQ ID NO: 22 or SEQ ID NO: 23
  • the acceptor motif of a sortase is a polyglycine sequence, preferably the sequence GGG.
  • the step of incubating the nanospheres and/or microspheres in the presence of a sortase is carried out in the presence of an excess of calcium ions (Ca 2+ ) and in the absence of phosphate groups (PO ').
  • the step of incubating the nanospheres and/or microspheres in the presence of a sortase is carried out at a pH of between 6.5 and 8.5, preferably at a pH of 7.5, at a temperature of between 35°C and 38°C, preferably 37°C, for 3 hours (h) to 5 h, preferably 4 h.
  • the step of incubating the nanospheres and/or microspheres in the presence of a sortase is carried out in the presence of an excess of calcium ions and the absence of phosphate groups at a pH of 7.5 for 4 hours.
  • the reaction during the step of incubating the nanospheres and/or microspheres in the presence of a sortase is stopped with the addition of an excess of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) (CAS number: 60-00-4).
  • EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
  • nanospheres or microspheres are purified between step (b) and incubating the nanospheres and/or microspheres in the presence of a sortase.
  • the fusion protein of the invention and the nanosphere or microsphere of the invention can be used to develop pharmaceutical compositions and in therapeutic uses.
  • compositions or immunogenic composition hereinafter the pharmaceutical composition of the invention or the immunogenic composition of the invention, which comprises the nanosphere and/or microsphere of the invention and a pharmaceutically acceptable excipient.
  • immunogenic composition refers to a composition that is capable of eliciting, establishing or inducing an immune response in a subject, whether a response cellular or antibody-mediated immune response to the composition after administration.
  • An “immunogenic composition” comprises molecules with antigenic properties, such as killed or attenuated bacteria or viruses, and also immunogenic polypeptides.
  • An immunogenic polypeptide is generally referred to as antigenic.
  • a molecule is "antigenic" when it is capable of specifically interacting with an antigen recognition molecule of the immune system, such as an immunoglobulin (antibody) or a T-cell antigen receptor. It is to be understood that, in the present invention, the immunogenic composition of the invention comprises the fusion protein of the invention and optionally the nanospheres or microspheres of the invention.
  • a vaccine is an immunogenic composition.
  • the immunogenic composition is a vaccine or vaccine composition.
  • the term "vaccine” or “vaccine composition” as used herein refers to an immunogenic composition that is capable of eliciting, establishing, inducing or enhancing an immune response against a particular disease, wherein said immune response is of a cellular or antibody-mediated type, upon administration to the subject that is protective.
  • a vaccine or vaccine composition typically contains an agent that resembles a disease-causing microorganism or a portion thereof (e.g., a polypeptide).
  • Vaccines or vaccine compositions may be prophylactic or therapeutic.
  • vaccine composition refers to an immunogenic composition of the invention supplemented with pharmaceutically acceptable carrier excipients, which when administered to a subject, provokes, or is capable of provoking directly or indirectly, an immune response in the host or subject that is protective against the microorganism causing the disease.
  • “Pharmaceutically acceptable excipient” means a therapeutically inactive substance used to incorporate the active ingredient and which is acceptable to the patient from a pharmacological/toxicological standpoint and to the manufacturing pharmaceutical chemist from a physical/chemical standpoint with respect to composition, formulation, stability, patient acceptance, and bioavailability.
  • the excipient or carrier also includes any substance that serves to enhance the delivery and effectiveness of the active ingredient within the pharmaceutical composition.
  • pharmaceutically acceptable carriers include one or more of water, saline, phosphate buffered saline, dextrose, glycerol, ethanol, and the like, as well as combinations thereof.
  • isotonic agents for example, sugars, polyalcohols such as mannitol, sorbitol, or sodium chloride in the composition.
  • Carriers Pharmaceutically acceptable excipients may further comprise minor amounts of auxiliary substances such as wetting or emulsifying agents, preservatives or buffers, which increase the shelf life or efficacy of the microspheres or of the compositions forming part of the pharmaceutical compositions. Examples of suitable carriers are well known in the literature (see, for example, Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995).
  • a disintegrant such as cross-linked polyvinylpyrrolidone, agar, alginic acid or sodium alginate may be added.
  • a disintegrant such as cross-linked polyvinylpyrrolidone, agar, alginic acid or sodium alginate may be added.
  • the number and nature of the pharmaceutically acceptable excipients depend on the desired dosage form. Pharmaceutically acceptable excipients are known to those skilled in the art (Faul ⁇ and Trillo C. (1993) "Tratado de Farmacia Galénica", Luzán 5, SA Ediations, Madrid).
  • compositions of the invention may be administered by any suitable route, such as oral, subcutaneous, intravenous, intraperitoneal or intramuscular.
  • the fusion protein and/or nanospheres or microspheres have use in medicine.
  • another aspect of the invention relates to the nanospheres and/or microspheres of the invention for use in medicine.
  • Another aspect of the present invention relates to the nanospheres and/or microspheres of the invention or the immunogenic composition of the invention for use in the treatment and/or prevention of bluetongue, hereinafter the first medical use of the invention, wherein the fusion proteins comprising the nanosphere/microsphere are characterized by comprising at least one of: the outer capsid protein 2 (VP2) of the bluetongue virus 4 (BTV); the core protein 7 (VP7) of the bluetongue virus 10 (BTV); the nonstructural protein 1 (NS1) of the bluetongue virus 4 (BTV); a protein with a functionally equivalent sequence to any of the above.
  • VP2 outer capsid protein 2
  • BTV the core protein 7
  • NS1 nonstructural protein 1
  • bluetongue or “bluetongue fever” is a non-contagious viral disease that affects domestic and wild ruminants (mainly sheep, but also cattle, goats, buffalo, antelope, deer or elk) and is transmitted by mosquitoes of the Culicoides species.
  • the virus that causes bluetongue, bluetongue virus (BTV) is identified as a member of the Orbivirus genus of the Reoviridae family.
  • the bluetongue virus species, or serogroup encompasses 24 known serotypes and other recently described atypical ones.
  • BTV bluetongue virus
  • outer capsid protein 2 refers to one of two proteins (with VP5) that constitute the outer capsid of the BTV viral particle.
  • VP2 is the main immunogenic particle of BTV.
  • VP2 is responsible for viral adhesion to the target host cell, probably by binding to sialic acid. This binding induces internalization of the virion predominantly by clathrin-dependent endocytosis.
  • the outer capsid protein 2 of BTV4 comprises the sequence identified by accession number P12434 in the UniprotKB database (Entry version 70, December 14, 2022; sequence version 2, November 1, 1991).
  • core protein 7 refers to one of the core proteins of BTV, which is accessible from the surface of an intact virus. VP7 appears to be important for the interactions of the virus with insect cells.
  • the BTV4 core protein 7 comprises the sequence identified by accession number P69361 in the UniprotKB database (Entry version 77, December 14, 2022; sequence version 1, March 3, 2005).
  • nonstructural protein 1 or “NS1” as used herein refers to a positive regulator of viral protein synthesis.
  • the BTV4 core protein 7 comprises the sequence identified by accession number Q1 W9P8 in the UniprotKB database (Entry version 16, 14 December 2022; sequence version 1, 2 May 2006).
  • the expression “functionally equivalent sequence” refers to the fact that the variants of the VP2, VP7 or NS1 proteins maintain totally or partially their capacity to function as immunogenic polypeptides, as described above.
  • Functionally equivalent variants of the VP2, VP7 or NS1 protein include those that exhibit at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98% or at least 99% sequence identity to the sequences from which they are derived.
  • treatment and/or prevention of bluetongue is understood as the administration of the nanospheres and/or microspheres of the invention to prevent or delay the onset of symptoms, complications or biochemical indications of the infection, to alleviate its symptoms or to stop or inhibit its development and progression such as, for example, death.
  • the treatment may be a prophylactic treatment to avoid the onset of the disease or to prevent the manifestation of its clinical or subclinical symptoms or a therapeutic treatment to eliminate or alleviate the symptoms after the manifestation of the disease.
  • the treatment is performed on a subject.
  • patient refers to any animal, preferably a mammal and includes, but is not limited to, domestic and farm animals, primates and humans, e.g., humans, non-human primates, cows, horses, pigs, sheep, goats, dogs, cats, or rodents such as rats and mice.
  • the subject is a human of any age or breed.
  • the first medical use of the invention comprises the administration of a therapeutically effective amount of the nanospheres and/or microspheres.
  • the nanosphere and/or microsphere is administered in the absence of an adjuvant.
  • therapeutically effective amount is understood as an amount capable of providing a therapeutic effect, and which can be determined by the person skilled in the art by commonly used means.
  • therapeutically effective amount of the nanospheres and/or microspheres of the invention is that capable of eliciting an immune response in the subject.
  • the amount of nanospheres and/or microspheres of the invention that can be included in the pharmaceutical compositions according to the invention will vary depending on the subject and the particular mode of administration.
  • dosages can also be determined with guidance from The Pharmacological Basis of Therapeutics by Goodman and Goldman, Ninth Edition (1996), Appendix II, pages 1707-1711 and The Pharmacological Basis of Therapeutics by Goodman and Goldman, Tenth Edition (2001), Appendix II, pp. 475-493.
  • nanospheres and/or microspheres of the invention or immunogenic composition of the invention for use in the treatment and/or prevention of African horse sickness, hereinafter the second medical use of the invention, wherein the fusion proteins comprising the nanosphere are characterized by comprising at least one of: the non-structural protein 1 (NS1) of the African horse sickness virus (AHSV); a protein with a functionally equivalent sequence to any of the above.
  • NS1 non-structural protein 1
  • AHSV African horse sickness virus
  • AHSV African horse sickness virus
  • AHSV African horse sickness virus
  • AHSV is resistant to organic solvents and bile salts, but is sensitive to non-neutral pHs, heat and putrefaction. It has 9 serological types with common complement-fixing antigens, but with cross-protection only between 6 and 9.
  • Variable virulence maximum in serotype 4, with mortality greater than 90%, and minimum in serotype 9, in which it ranges between 70 and 80%.
  • AHSV causes an acute viral disease of the equine, transmitted by arthropods, with high mortality, seasonal presentation and acute febrile course, with cardiac and pulmonary symptoms, and edematous and hemorrhagic lesions.
  • the AHSV nonstructural protein 1 comprises the sequence identified by accession number P87505 in the UniprotKB database (Entry version 49, December 14, 2022; sequence version 1, May 1, 1997).
  • the causal agent is the Orbivirus AHSV, of the Reovihdae family, with a naked icosahedral virion of 60-80 nm, very similar to the agents of ovine Bluetongue or Epizootic Hemorrhagic Disease of deer. It resists organic solvents and bile salts, but is sensitive to non-neutral pHs, heat and putrefaction. It can be cultivated in HeLa and BHK 21 cells and can be isolated from embryonated eggs and suckling mice. It has 9 serological types with common complement-fixing antigens, but with cross-protection only between 6 and 9. Variable virulence, maximum in serotype 4, with mortality greater than 90%, and minimum in serotype 9, in which it ranges between 70 and 80%.
  • the expression “functionally equivalent sequence” refers to the fact that the variants of the AHSV NS1 protein fully or partially maintain their ability to function as immunogenic polypeptides, a term described above.
  • Functionally equivalent variants of the NS1 protein include those that exhibit at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, or at least 99% sequence identity to the sequences from which they are derived.
  • the treatment is carried out on a subject, preferably a mammal and includes, among others, domestic and farm animals, primates and humans, for example, humans, non-human primates, cows, horses, pigs, sheep, goats, dogs, cats or rodents such as rats and mice.
  • the second medical use of the invention comprises the administration of a therapeutically effective amount of the nanospheres and/or microspheres.
  • the nanosphere is administered in the absence of an adjuvant.
  • Another aspect of the present invention relates to nanospheres and/or microspheres of the invention or pharmaceutical composition of the invention for use in the treatment and/or prevention of type 1 diabetes, hereinafter the third medical use of the invention, wherein the fusion protein comprising the nanosphere and/or microsphere is characterized by comprising the glucose-6-phosphatase 2 protein (IGRP) according to the sequence with accession number Q9NQR9 of the UniProt database, entry dated August 3, 2022, version 1 of the sequence.
  • IGRP glucose-6-phosphatase 2 protein
  • type 1 diabetes or “type I diabetes mellitus” or “juvenile diabetes” or “insulin-dependent diabetes mellitus” as used here refers to a metabolic disease characterized by selective destruction of the beta cells of the pancreas causing an absolute deficiency of insulin. It differs from type 2 diabetes in that it is a type of diabetes characterized by onset early in life, generally before age 30. Only 1 in 20 people with diabetes have type 1 diabetes, which occurs most frequently in young people and children. Type 1 diabetes is classified into autoimmune cases — the most common form — and idiopathic cases.
  • type 1 diabetes as used here includes both classic type 1 diabetes, which is usually diagnosed before age 30 and requires insulin treatment from the time of diagnosis, and latent autoimmune diabetes in adults, which is diagnosed after age 30 and usually does not require insulin treatment for 3-6 months after diagnosis.
  • type 1 diabetes is autoimmune type 1 diabetes.
  • autoimmune type 1 diabetes refers to an autoimmune disease in which there is a selective destruction of pancreatic B cells mediated by activated T lymphocytes in subjects with predisposing HLA haplotypes. After a preclinical period of variable duration, during which the patient remains asymptomatic, when the mass of insulin-producing cells reaches a critical value, the patient presents the classic symptoms: polyuria, polydipsia, polyphagia, weight loss and progressive ketosis that may end in ketoacidosis, if treatment with exogenous insulin is not started.
  • type 1 diabetes is “latent autoimmune diabetes of adults” or “LADA”.
  • “adult-onset” as used herein refers to a type of autoimmune diabetes that is diagnosed in adulthood, usually from the age of 30 years, in subjects who are positive for at least one autoantibody of those normally present in patients with classic type 1 diabetes, for example, anti-islet cell antibodies (ICA), anti-glutamic acid decarboxylase antibodies (GADA), islet antigen-2 antibodies (IA-A2), or anti-insulin autoantibodies (IAA), and who do not require insulin treatment within the first 3 to 6 months after diagnosis.
  • ICA anti-islet cell antibodies
  • GADA anti-glutamic acid decarboxylase antibodies
  • IA-A2 islet antigen-2 antibodies
  • IAA anti-insulin autoantibodies
  • the subject is a human being of any age or race.
  • the subject is at risk of developing type 1 diabetes.
  • a subject who is at risk of developing type 1 diabetes is an individual with a direct relative (brother/sister) with diagnosed type 1 diabetes and who also has multiple (>2) serum autoantibodies directed against pancreatic islets (ICA), anti-glutamic acid decarboxylase 65 (GADA65), islet antigen 2 (IA-2) or the ZnT8 transporter (ZnT8).
  • ICA pancreatic islets
  • GADA65 anti-glutamic acid decarboxylase 65
  • IA-2 islet antigen 2
  • ZnT8 transporter ZnT8 transporter
  • the third medical use of the invention comprises the administration of a therapeutically effective amount of the nanospheres and/or microspheres.
  • the nanosphere and/or microsphere is administered in the absence of an adjuvant.
  • the administration of the nanosphere and/or microsphere is by subcutaneous or intravenous route.
  • Another aspect of the present invention relates to a method for inducing type 1 diabetes in an animal model, hereinafter method V of the invention, which comprises administering to an animal an effective amount of the nanosphere and/or microsphere of the invention, wherein the fusion protein comprising the nanosphere and/or microsphere is characterized by comprising the glucose-6-phosphatase 2 protein (IGRP).
  • IGRP glucose-6-phosphatase 2 protein
  • the glucose-6-phosphatase 2 protein (IGRP) has the sequence with the accession number Q9NQR9 of the UniProt database, entry dated August 3, 2022, version 1 of the sequence.
  • the IGRP protein is capable of inducing diabetes when administered to a mouse in the form of a DNA vaccine (Fuchs et al., Clinical and Experimental Immunology, 2014, 176: 199-206).
  • functionally equivalent variants of the IGRP protein retain the diabetes-inducing capacity of the IGRP protein from which they are derived.
  • the capacity of a protein to induce diabetes in an animal model can be determined by methods known to those skilled in the art, for example, by determining glucose levels in urine or blood. For example, Fuchs et al. (supra) considered that diabetes exists in the mouse model when two consecutive measurements of glucose levels in urine of more than 5.5 mmol/L or in blood of more than 13.9 mmol/L are obtained.
  • the IGRP protein has glucose-6-phosphatase activity, that is, it is capable of catalyzing the dephosphorylation of glucose-6-phosphate to glucose.
  • the functionally equivalent variants of the IGRP protein retain the phosphatase activity of the IGRP protein from which they are derived.
  • the glucose-6-phosphatase activity can be determined by methods known to those skilled in the art, for example, methods based on the detection of inorganic phosphate in aqueous solutions, such as the malachite green method (Petrolonis et al., supra), or methods based on the detection of glucose-6-phosphate, such as methods based on the glucose oxidase/peroxidase system (Mao, H., et al., Anal. Chem. 2002, 74, 379-385).
  • the method comprises administering to an animal an effective amount of the nanosphere and/or microsphere of the invention.
  • an effective amount refers to the amount of nanospheres and/or microspheres that leads to the subject to whom the nanosphere and/or microsphere is administered being considered to have diabetes.
  • administration is done subcutaneously or intramuscularly.
  • the nanosphere and/or microsphere is administered together with an adjuvant.
  • HA hemagglutinin
  • the muNS-M ⁇ sequence was obtained by PCR amplification from plasmid pCIneo- muNS (488-635) (Brandariz-Nu ⁇ ez et al. A 2010, PLoS ONE 5(11) e13785) using as positive primer 5'- CATGCCATGGCACCAGCCGTACTGCTGTC-3' (underlined the Ncol target and doubly underlined the initiator ATG) (SEQ ID NO: 27) and as negative primer 5'- TTGCGGCCGCAATCAGCCGGTTTCCGGCAGCAGATCATCCACC -3' (underlined the Notl target and doubly underlined the stop codon) (SEQ ID NO: 28) was used, which contains the sortase motif sequence followed by a stop codon.
  • the amplified product was inserted into the first polylinker of the pET Duetl plasmid to generate the pET Duetl-M ⁇ ST plasmid.
  • the correctness of its sequence and the presence of the sortase motif were confirmed by Sanger sequencing.
  • the sequence of the phenylalanine ammonium lyase from Anabaena vaiabilis (AvPAL) tagged with IC at its N-terminus was obtained by restriction enzyme digestion of the pET Duetl-muNS-Mi/2-IC-AvPAL plasmid previously obtained in our laboratory (own unpublished results) and inserted into the second polylinker of the pET Duetl-MiST plasmid to obtain the pET Duetl-MiST/2-IC-AvPAL plasmid. The correctness of the sequence was confirmed by Sanger sequencing.
  • Competent bacteria BL21 (DE3) were transformed with the pET Duetl -MiST plasmid and protein expression was induced by incubation at 37°C for 3 hours in the presence of 1 mM IPTG.
  • total bacterial extracts were analyzed by SDS-PAGE, the presence of a strong protein band with the apparent MW of MiST in the gel was observed.
  • the published protocol for the purification of the NSs was then followed (Barreiro-Pi ⁇ eiro, N. et al. 2018, Scientific Reports 8, 16286) resulting in the purified material shown in lane 3 of Figure 1 , indicating the correct formation of the NSs.
  • the NSs were observed under the optical microscope and also characterized by DLS as particles with an average diameter of about 460 nm.
  • the non-induced and IPTG-induced bacteria were precipitated, fixed and analyzed by TEM.
  • the image in Figure 1 b shows the presence of the typical muNS-derived NSs within the induced bacteria, which were not present in the non-transformed ones (not shown).
  • the next step was to test whether the MiST-formed NSs are able to react with a polyG-containing compound catalyzed by sortase A.
  • Sortase 5A SiMPLe Protein Labeling Kit, BPS Bioscience
  • the fluorescent substrate AZDye 488-Gly-Gly-Gly Click Chemistry Tools, formula in Figure 2a
  • muNS-M ⁇ NSs or purified MiST NSs were incubated at room temperature overnight with the substrate in the presence of sortase A. After incubation, both samples were dialyzed to remove excess substrate and then observed under a fluorescence microscope.
  • both NS preparations were subjected to SDS-PAGE and the unstained and unfixed gel was observed under UV light, showing a strong and clear fluorescent band corresponding to the molecular weight of MiST ( Figure 2b, lane 4), while no fluorescent labeling appeared either in the lane corresponding to muNS-M ⁇ ( Figure 2b, lane 3), or in any case when the sortase and the fluorescent substrate were absent ( Figure 2b, lanes 1 and 2).
  • the presence, quantity and identity of both proteins was also confirmed in parallel by Western-blot analysis using an anti-muNS antibody (Figure 2c).
  • the next step was to test whether this new construct was also able to capture IC-tagged proteins such as native muNS-M ⁇ .
  • the pET plasmid Duet1-M ⁇ ST/IC-AvPAL was constructed. It drives the simultaneous expression of MiST (from polylinker 1) and IC-AvPAL from polylinker 2. After IPTG induction in BL21(DE3) bacteria, bands corresponding to the molecular weights of AvPAL and MiST were apparent in the stained gel ( Figure 3, compare lanes 1 and 2).
  • MiST a new modified version of muNS-M ⁇ has been developed, which was named MiST, which carries a sortase A target sequence at its C-terminus.
  • MiST remains capable of forming NSs that capture IC-tagged proteins, thus mimicking muNS-M ⁇ in the IC-Tagging system.
  • MiST-formed NSs can be further modified with compounds possessing an N-terminal polyglycine moiety (at least 3xGly) by incubation with sortase A.
  • This new version of muNS greatly increases the versatility of the previously characterized IC labeling methodology, as virtually any compound can be added to the surface of already formed spheres.
  • the muNS-M ⁇ sequence was obtained by PCR amplification from plasmid pCIneo-muNS (488-635) (Brandariz-Nu ⁇ ez et al, 2010 J. Virol. 84: 4289 - 4301) using 5'- CATGCCATGGCACCAGCCGTACTGCTGTC-3' (SEQ ID NO: 36) as forward primer.
  • the reverse primer was 5'-
  • the sequence of phenylalanine ammonia lyase (AvPAL) of Anabaena variabais marked with IC at its N-terminal end was obtained by digestion with the restriction enzymes Ndel and Bglll of the plasmid pETDuetl . muNS-M ⁇ 2.IC- AvPAL obtained previously in our laboratory (unpublished results) and inserted into the second poly-linker of plasmid pETDuet1.G4S-M ⁇ ST to obtain plasmid pETDuetl.G4S-M ⁇ ST/IC- AvPAL. The correctness of the sequence was confirmed by Sanger sequencing.
  • FIGS 5 to 8 describe the expression and purification for both the “normal” (MiST) and the linker (G4S-M ⁇ ST) versions, as well as for the respective versions loaded with the IC-labeled AvPAL enzyme.
  • the expression and purification methods of the new G4S-M ⁇ ST versions are the same as those of MiST.
  • the NS samples shown in Figure 9 were electrophoresed under semi-denaturing conditions to preserve the GFP fluorescence capacity.
  • Figure 10 shows, MiST (lanes 2 and 3) and G4S-MIST (lanes 4 and 5), either alone (2 and 4) or loaded with AvPAL (3 and 5), bind covalently to glycine-containing GFP after the sortase reaction, as the appearance of extra bands corresponding to the size of the product of the eGFP and MiST binding can be observed.
  • a second, larger extra band is also evident (it could correspond to some kind of dimer resulting from the reaction).
  • both constructs were clear in the gels analyzed in Figure 12. Although the expression of the version containing the TEV sequence is better than that of 3 Gly, we proceeded with the characterization of both versions. First, we proceeded to their purification, following the protocol previously described for the nanospheres produced with IC-Tagging and MiSt-IC. As shown in Figure 13A, both versions were easily purified with the standard protocol, indicating a similar behavior to the muNS-M ⁇ or MiST versions.
  • both versions were also susceptible to sortase modification, since when incubated with the fluorescent substrate 5-FAM-LPETG (SEQ ID NO: 23) (with LPETG being the sortase motif) they were covalently labeled with the fluorescent compound, only when sortase A was included in the reaction. Furthermore, for TEV-3G-MIST, a TEV digestion must be performed prior to the sortase reaction to leave the 3G motif available at its N-terminus, as evident from the results shown in Figure 13B.

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Abstract

La invención se relaciona con una proteína de fusión que codifica un polipéptido basado en la región mínima de la proteína muNS de los Orthoreovirus capaz de formar microesferas y/o nanosferas modificado para permitir la adición de polipéptidos en el C terminal.

Description

DESCRIPCIÓN
PROTEÍNA DE FUSIÓN muNS CAPAZ DE FORMAR MICROESFERAS Y USOS DE LA MISMA
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La invención se relaciona con una proteína de fusión que comprende un polipéptido basado en la región mínima de la proteína muNS de los Orthoreovirus capaz de formar microesferas y/o nanosferas modificado para permitir la adición de moléculas en su extremo C-terminal.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los reovirus aviares son miembros del género Orthoreovirus, uno de los 12 géneros de la familia Reoviridae. Estos virus son importantes patógenos de aves y causan importantes pérdidas económicas en la industria avícola. Los reovirus aviares son virus sin envoltura lipídica que se replican en el citoplasma de las células infectadas y poseen un genoma de 10 segmentos de ARN de doble cadena rodeados por una doble cubierta proteica concéntrica de 85 nm de diámetro. Los segmentos genómicos están divididos en tres clases en función de su movilidad electrof orática: tres de la clase L (“large” o grande), otros tres de la M (“médium” o mediana) y cuatro de la S (“small” o pequeña). Con excepción del segmento S1 , que es tricistrónico, todos los demás genes son monocistrónicos. Los segmentos genómicos se transcriben por medio de una polimerasa dependiente de ARN produciendo ARN mensajeros (ARNm) con una secuencia nucleotídica idéntica a la de la cadena positiva del segmento de ARN de doble cadena. Los ARNm virales ejercen una doble función en las células infectadas: programan la síntesis de proteínas virales en los ñbosomas, y sirven como molde para la síntesis de las cadenas negativas de los segmentos genómicos.
Se ha descrito un nuevo sistema que utiliza la formación de inclusiones por parte de la proteína muNS de los reovirus de mamífero como una plataforma para detectar interacciones entre proteínas in vivo en células de mamífero (Miller et al., Mol Cell Proteomics., 2007 6 1027- 1038) y que ha sido adaptado también para usarse en levaduras (Schmitz et ai, Nat Methods 2009; 6 500-2). En este sistema, la proteína problema se fusiona con la zona C-terminal de muNS para que la fusión genere inclusiones citoplasmáticas y atraiga a ellas al ligando de la proteína problema. En el sistema de levaduras, estos autores demuestran que su sistema es superior al del doble híbrido en el número y tipo de interacciones detectadas, al menos con las proteínas ensayadas en dicho trabajo. Sin embargo, este sistema presenta varios problemas, entre los que se destacan: i) ciertas proteínas pueden plegarse incorrectamente al fusionarlas con la muNS-M¡ y perder capacidad de interacción con sus ligandos; ¡i) algunas proteínas pueden interferir con la capacidad de formación de inclusiones de muNS-M¡ y, bien no formarlas o bien generar agregados intracelulares amorfos, viéndose enormemente alterada la detección de interacciones; iii) la localización intracelular de la proteína problema o del ligando puede no ser la adecuada para poder ser detectada en inclusiones citoplasmáticas.
El documento WO 2011/098652 describe un sistema que emplea la formación de inclusiones por la proteína muNS de Orthoreovirus como plataforma para la purificación de proteínas y para la detección de interacciones entre proteínas tanto in vivo como in vitro. Esta plataforma está basada en la mínima región de la proteína muNS de Orthoreovirus aviar capaz de formar inclusiones, la cual recluta a las mismas una etiqueta peptídica y a las proteínas unidas dicha etiqueta. La etiqueta peptídica comprende la mínima región de la proteína muNS de un Orthoreovirus con capacidad de ser incorporada a las inclusiones formadas por la proteína muNS.
Así, es necesario mejorar el sistema con el fin de reducir su complejidad y aumentar la utilidad del sistema muNS.
COMPENDIO DE LA INVENCIÓN
Los inventores han desarrollado un sistema basado el fragmento mínimo que es capaz de formar inclusiones de la proteína muNS (muNS-M¡) en donde han conseguido suplantar la imposibilidad hasta ahora de modificar el extremo C-terminal de muNS-M¡, a través de la adición de una secuencia de reconocimiento de sortasa que no afecta la capacidad de muNS- M¡ de formar inclusiones.
En un primer aspecto, la invención se relaciona con una proteína de fusión que comprende los siguientes componentes:
(i) un polipéptido que comprende una secuencia seleccionada del grupo que consiste en: la secuencia 448-635 (SEQ ID NO: 1) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar, la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 2) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero, y una vahante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores con capacidad de formar nanoesferas y/o microesferas y
(¡i) un polipéptido seleccionado de:
(a) un polipéptido que comprende el motivo de reconocimiento de una sortasa o la parte residual de un motivo de reconocimiento de una sortasa generada después de una reacción mediada por sortasa, en donde el componente (¡i) está fusionado al extremo carboxilo del componente (i), o
(b) un polipéptido que comprende el motivo aceptador de una sortasa, en donde el componente (¡i) está fusionado al extremo amino del componente.
En otro aspecto, la invención se relación con una nanoesfera o una microesfera que comprende una proteína de fusión según la invención.
En otro aspecto, la invención se relaciona con un polinucleótido que codifica una proteína de fusión según la invención.
En otro aspecto, la invención se relaciona con un casete de expresión que comprende un polinucleótido según la invención.
En otro aspecto, la invención se relaciona con un vector que comprende un polinucleótido según la invención o un casete de expresión según la invención.
En otro aspecto, la invención se relaciona con una composición de vectores que comprende el vector según la invención y un segundo vector que comprende un segundo polinucleótido que codifica un polipéptido seleccionado del grupo que consiste en: un polipéptido que comprende la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar, un polipéptido que comprende la secuencia 561-622 (SEQ ID NO: -26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero, una vahante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores que mantiene la capacidad de incorporarse a nanoesferas y/o microesferas.
En otro aspecto la invención se relaciona con una célula que comprende una proteína de fusión según la invención, un polinucleótido, un casete de expresión, vector o una composición de vectores según la invención. En otro aspecto, la invención se relación con un método para producir una proteína de fusión según la invención, en adelante método I de la invención, que comprende:
(a) expresar en una célula un primer polinucleótido que codifica dicha proteína de fusión,
(b) someter dicha célula a condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas o microesferas, y
(c) concentrar las nanoesferas o microesferas.
En otro aspecto la invención se relaciona con un método para producir una proteína, en adelante método II de la invención, que comprende:
(a) expresar en una célula un primer polinucleótido que codifica una proteína de fusión según la invención y un segundo polinucleótido que codifica una segunda proteína de fusión que comprende los componentes:
(i) un polipéptido seleccionado del grupo que consiste en: un polipéptido que comprende la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar, un polipéptido que comprende la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS d¡e\Orthoreovirus de mamífero, una vahante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores que mantiene la capacidad de incorporarse a nanoesferas y/o microesferas, y
(¡i) un segundo polipéptido de interés, en donde y en donde el componente (¡i) es la proteína producida;
(b) someter dicha célula a condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas y/o microesferas, y
(c) concentrar las nanoesferas y/o microesferas.
En otro aspecto, la invención se relaciona con un método para producir un primer polipéptido de interés, en adelante método III de la invención, en donde el método comprende:
(a) producir la proteína de fusión de la invención por el método I de la invención, en donde la proteína de fusión comprende: el componente (ii)(a) y un componente (iii) fusionado al extremo amino del componente (i), en donde el componente (iii) es el polipéptido de interés y una secuencia de reconocimiento por una proteasa entre sus componentes (i) y (¡¡i), (b) someter a las nanoesferas y/o microesferas a condiciones que conducen a su desintegración, produciéndose la separación de la proteína de fusión y las nanoesferas y/o microesferas,
(c) poner en contacto el producto resultante de la etapa (b) con una proteasa específica para la secuencia de reconocimiento que conecta los componentes (i) y (iii) de la proteína de fusión bajo condiciones adecuadas para la proteólisis de dicha proteína de fusión, con la consiguiente separación de los componentes (i) y (iii) de la proteína de fusión,
(d) someter el producto de la etapa (c) a condiciones adecuadas para la formación de las nanoesferas y/o microesferas y
(e) separar las nanoesferas y/o microesferas del componente (iii).
En otro aspecto, la invención se relaciona con una proteína obtenible según el método I, II o III de acuerdo con la invención.
En otro aspecto, la invención se relaciona con un método para producir una nanoesfera o microesfera según la invención, en adelante método IV de la invención, en donde dicho método comprende las etapas de:
(a) producir la proteína de fusión por el método I según la invención, y
(b) someter dicha célula a condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas y/o microesferas.
En otro aspecto, la invención se relaciona con una composición farmacéutica o composición inmunogénica que comprende la nanoesfera y/o microesfera según la invención y un excipiente farmacéuticamente aceptable.
En otro aspecto, la invención se relaciona con una nanoesfera y/o microesfera según la invención para su uso en medicina.
En otro aspecto, la invención se relaciona con una nanoesfera o microesfera según la invención o una composición inmunogénica según la invención para su uso en el tratamiento y/o prevención de la lengua azul, en donde las proteínas de fusión que comprende la nanoesfera o la microesfera se caracterizan por comprender al menos uno de: la proteína exterior de la cápside 2 (VP2) del virus de la lengua azul 4 (BTV); la proteína del núcleo 7 (VP7) del virus de la lengua azul 4 (BTV); la proteína non estructural 1 (NS1) del virus de la lengua azul 4 (BTV); una proteína con una secuencia funcionalmente equivalente a cualquiera de las anteriores.
En otro aspecto, la invención se relaciona con una nanoesfera o una microesfera según la invención o una composición inmunogénica según la invención para su uso en el tratamiento y/o prevención de la peste equina africana, en donde las proteínas de fusión que comprende la nanoesfera o la microesfera se caracterizan por comprender al menos uno de: la proteína no estructural 1 (NS1) del virus de peste equina africana (AHSV); una proteína con una secuencia funcionalmente equivalente a cualquiera de las anteriores.
En otro aspecto, la invención se relaciona con una nanoesfera o una microesfera según la invención o una composición farmacéutica según la invención para su uso en el tratamiento y/o prevención de diabetes tipo 1 , en donde la proteína de fusión que comprende la nanoesfera o la microesfera se caracteriza por comprender la proteína glucosa-6-fosfatasa 2 (IGRP).
En otro aspecto, la invención se relaciona con un método para inducir diabetes tipo 1 en un modelo animal que comprende administrar a un animal una cantidad eficaz de la nanoesfera o de la microesfera según la invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1 : Expresión de MiST-IC. A. Análisis PAGE de bacterias transformadas con pET Duet 1.MÍST no inducidas (1) o inducidas con IPTG (2). La purificación de MiST se muestra en el tercer carril. Los marcadores de PM se muestran a la izquierda y la posición teórica de MiST a la derecha de la figura. B. Un grupo de las mismas bacterias analizadas en el carril 2 a, visualizadas mediante TEM.
Figura 2: Mareaje de MiST-IC con AZDye 488-Gly-Gly-Gly. A. NS purificadas obtenidas tras la expresión de las proteínas indicadas en la parte superior de cada imagen se incubaron con el compuesto fluorescente AZDye 488-Gly-Gly-Gly (fórmula bajo las imágenes) en presencia de sortasa A. El exceso de colorante se eliminó por diálisis y las NS se observaron al microscopio de fluorescencia. B. Muestras de muNS-M¡ (1 y 3) o MiST (2 y 4), incubadas (3, 4) o no (1 ,2) con AZDye 488-Gly-Gly-Gly en presencia de sortasa A se resolvieron por PAGE y el gel sin teñir y sin fijar se visualizó bajo luz UV. Las bandas correspondientes a MiST marcado con fluorescencia (4) y al exceso de la etiqueta fluorescente (3, 4) se indican con flechas. C. Muestras idénticas a las analizadas en a fueron sometidas a un análisis Westernblot con anticuerpos contra muNS. Las posiciones de MiST y muNS-M¡ se indican con flechas.
Figura 3: Mareaje de MiST-IC con AZDye 488-Gly-Gly-Gly. A. Extractos de las bacterias sin inducir (1) o inducidas con IPTG, previamente transformadas con el plásmido dual que expresa AvPAL y, o bien muNS-M¡ (2) o MiST (3). 4 y 5 corresponden a NS purificadas de los extractos correspondientes a 2 y 3.
Figura 4: Se transfectaron células HeLa con un plásmido que dirige la expresión de la proteína vírica muNS (muNS), dando lugar a una proteína de fusión formada por muNS fusionado en su extremo C-terminal con el epítopo hemaglutinina (muNS-HA). Las células se fijaron con paraformaldehido y analizaron mediante inmunofluorescencia utilizando anticuerpos anti- muNS. Se observa que la adición de HA en el extremo C-terminal provoca la pérdida de la capacidad de muNS de formar inclusiones citoplasmáticas.
Figura 5: Expresión y purificación de versiones de MiST en bacterias. A. Análisis electroforético. Análisis SDS-PAGE de bacterias transformadas ya sea con pETDuetl . MiST (1 , 2) o PETDuetl . G4S-MÍST (3, 4), antes (1 , 3) o después (2, 4) de la inducción con IPTG 1 mM. B. Análisis por TEM. Las micrografías de bacterias inducidas mostraron la formación correcta tanto de MiST como de G4S-MÍST NS. C y D. Análisis electroforético de la purificación. Se muestra la purificación final de MiST (C) y G4S-MÍST (D) NS. Las flechas roja y azul muestran las posiciones de MiST y G4S-MÍST respectivamente.
Figura 6: Expresión y purificación de versiones de MiST cargadas con Av PAL etiquetado con IC en bacterias. A. Análisis electroforético. Análisis SDS-PAGE de bacterias transformadas ya sea con pETDuetl . MiST/IC-Av PAL (1 , 2) o PETDuetl . G4S- M¡ST2/IC-Av PAL (3, 4), antes (1 , 3) o después (2, 4) de la inducción con IPTG 1 mM. B. Análisis por TEM. Las micrografías de bacterias inducidas mostraron la formación correcta tanto de MiST como de G4S-MÍST NS. C y D. Análisis electroforético de la purificación. Se muestra la purificación final de MiST (C) y G4S-MÍST (D) NS. Las flechas roja y azul muestran las posiciones de MiST y G4S-MÍST respectivamente.
Figura 7: Derivatización mediada por SrtA de MiST-IC NS. A. Análisis por microscopía de fluorescencia. Las NS purificadas obtenidas después de la expresión de las proteínas indicadas en la parte superior de cada imagen se incubaron con el sustrato AZDye 488-Gly- Gly-Gly en presencia de SrtA. Fueron observados con el objetivo de 100x. B. Análisis SDS- PAGE de etiquetado fluorescente. Las muestras de NS de muNS-M¡ (carriles 1 y 2), MiST (carriles 3 y 4) y G4S-MÍST (carriles 5 y 6), incubadas (2, 4, 6) o no (1 , 3, 5) con el sustrato fluorescente mencionado en presencia de SrtA, se resolvió mediante SDS-PAGE y el gel sin teñir ni fijar se visualizó bajo luz UV. Las bandas correspondientes a MiST y G4S-MÍST marcadas con fluorescencia (carriles 4 y 6) se indican con una flecha violeta. El exceso de compuesto fluorescente no unido (carriles 2, 4 y 6) se indica mediante un triángulo negro en el borde anterior. C. Tinción de Coomassie de proteínas separadas por SDS-PAGE. El mismo gel de poliacrilamida que en B se sometió a tinción de Coomassie. Las posiciones de MiST y G4S-MÍST etiquetados se indican con una flecha violeta. La posición de SrtA se indica con un triángulo verde. D. Análisis de Western Blot. Muestras idénticas a las analizadas en los geles anteriores se sometieron a análisis por Western-blot utilizando anticuerpos contra muNS. El carril 7 corresponde a muestras SrtA.
Figura 8: Derivatización mediada por SrtA de MiST -IC NS cargado con av-PAL. Se repitió el mismo análisis de la figura anterior con nanoesferas MiST o G4S-MÍST cargadas con AvPAL, obteniendo los mismos resultados.
Figura 9: Análisis de microscopía de fluorescencia. Las muestras de las versiones indicadas de MiST, cargadas o no con AvPAL según se indica, se incubaron con eGFP que contenía poliglicina y con ( Srt +) o sin sortasa A, como se indica en la parte superior de cada imagen.
Figura 10: Análisis PAGE-UV. Las muestras se mezclaron con Laemmli pero no se hirvieron para mantener la conformación semidesnaturalizada ("gel fluorescente") de eGFP. En este caso la banda correspondiente al tamaño de eGFP se indica en todos los carriles con la flecha verde. La muestra 1 es un control de eGFP sin reaccionar. Y las muestras 2, 3, 4, 5 son NS de las diferentes versiones de MiST que reaccionaron con eGFP en presencia de Sortasa A (1 :M¡ST, 2: G4S-MÍST, 3: MiST/IC- AvPAL, 4: G4S- MiST/IC- AvPAL).
Figura 11 : Análisis SDS-PAGE de nanoesferas MiST modificadas con Gly -GFP. El carril 1 corresponde a GFP que contiene glicina. Carril 2 MiST NS cargado con AvPAL . Los carriles 3 y 4 son Mist (3) o G4S-MÍST (4), NS cargado con AvPAL después de la reacción de sortasa A en presencia de GFP que contiene glicina. Las posiciones de cada resto proteico se indican con flechas en el lado derecho de la imagen. Figura 12: Expresión de 3G-MÍST y TEV-3G-MÍST. Análisis SDS-PAGE de bacterias transformadas con el plásmido pDuet1-3 G.MiST (panel izquierdo) o pDuet1-TEV-3G-M¡ST (panel derecho) antes (1) o después (2) de la inducción con IPTG 1 mM. El gel se tiñó con azul de Coomassie. Las posiciones de los marcadores de peso molecular se indican a la izquierda de cada imagen.
Figura 13: Purificación y derivatización mediada por SrtA de 3G-MÍST y TEV-3G-MÍST.
A. Análisis por microscopía de fluorescencia. A: geles de SDS-Page teñidos con Coomassie con muestras de 3G-MÍST purificado (panel izquierdo) y TEV-3G-MÍST (panel derecho). B. Análisis SDS-PAGE de etiquetado fluorescente. Las muestras de NS de TEV-3G-M¡St que se muestran en A se incubaron o no como se indica en la parte inferior de la figura, con el sustrato fluorescente 5-FAM-LPETGG, Sortasa A o laproteasa TEV. El gel se observó y se fotografió bajo luz ultravioleta para visualizar el sustrato unido covalentemente.
Figura 4: Purificación y derivatización mediada por SrtA de 3G-MÍST y TEV-3G-MÍST cargadas con AvPAL. A. Análisis por microscopía de fluorescencia. A: geles de SDS-Page teñidos con Coomassie con muestras de 3G-MÍST (panel izquierdo) y TEV-3G-MÍST (panel derecho) ambas cargadas con AvPAL y purificadas. B. Análisis SDS-PAGE de etiquetado fluorescente. Las muestras de NS de TEV-3G-M¡St con AvPAL que se muestran en A se incubaron o no como se indica en la parte inferior de la figura, con el sustrato fluorescente 5- FAM-LPETGG, Sortasa A o la proteasa TEV. El gel se observó y se fotografió bajo luz ultravioleta para visualizar el sustrato unido covalentemente.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Los autores de la presente invención han puesto de manifiesto que es posible la obtención de proteínas de fusión que contienen la región mínima de la proteína muNS (muNS-M¡), que forma nanoesferas/microesferas, y una señal en el C-terminal de muNS-M¡ que permite la modificación post-traducional de muNS-M¡ tanto en monómero como en agregados en forma de nanoesferas/microesferas.
Proteína de fusión de la invención
Así, en un primer aspecto la invención se relaciona con una proteína de fusión, de ahora en adelante la proteína de fusión de la invención, que comprende los siguientes componentes: (i) un polipéptido que comprende una secuencia seleccionada del grupo que consiste en: la secuencia 448-635 (SEQ ID NO: 1) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar, la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 2) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero, y una vahante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores con capacidad de formar nanoesferas y/o microesferas y
(¡i) un polipéptido seleccionado de:
(a) un polipéptido que comprende el motivo de reconocimiento de una sortasa o la parte residual de un motivo de reconocimiento de una sortasa generada después de una reacción mediada por sortasa, en donde el componente (¡i) está fusionado al extremo carboxilo del componente (i), o
(b) un polipéptido que comprende el motivo aceptador de una sortasa, en donde el componente (¡i) está fusionado al extremo amino del componente (i).
El término “proteína”, usado aquí indistintamente con “polipéptido”, se refiere a una cadena de aminoácidos de cualquier longitud en donde los distintos aminoácidos se encuentran unidos entre sí mediante enlaces peptídicos.
El término “proteína de fusión”, según se usa en la presente invención, se refiere a pol ipéptidos que comprenden dos o más regiones que proceden de proteínas distintas o heterólogas. Una proteína de fusión, por definición, nunca se encuentra en la naturaleza como tal.
La proteína de fusión de la invención comprende dos componentes:
Componente (i) - Polipéptido
El componente (i) de la proteína de fusión de la invención es un polipéptido seleccionado del grupo que consiste en: la secuencia 448-635 (SEQ ID NO: 1) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar, la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 2) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero, y una vahante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores con capacidad de formar nanoesferas y/o microesferas. En una realización particular, el polipéptido que forma parte de la proteína de fusión de la invención comprende o consiste en la secuencia 448-635 (SEQ ID NO: 1), de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar.
El término “Orthoreovirus aviar” o “reovirus aviar”, según se usa en la presente invención, se refiere a uno de los doce géneros pertenecientes a la familia de virus Reoviridae y en concreto al grupo dentro del género que infecta aves. Presentan genomas de ARN de doble cadena y por ello, pertenecen al grupo III de virus.
El término “proteína muNS del Orthoreovirus aviar”, tal y como aquí se utiliza, se refiere a una de las proteínas no estructurales codificada por el gen M3 del reovirus aviar u Orthoreovirus aviar y es la única proteína del reovirus aviar capaz de formar nanoesferas y/o microesferas cuando se expresa en ausencia de otros factores (Touris-Otero et al. Virology, 319; 94-1069). Se trata de una proteína de 635 aminoácidos definida por el número de acceso Ay608700 en la base de datos NCBI (versión Ay608700.1 , 7 de agosto de 2004) o por el número de acceso AAS78998 en la base de datos NCBI (versión AAS78998.1 , 10 de abril de 2006). En una realización particular, la proteína muNS del Orthoreovirus aviar tiene la secuencia SEQ ID NO: 3.
La secuencia 448-635 (SEQ ID NO: 1) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar es un fragmento de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar que comprende la región mínima de la proteína muNS de un Orthoreovirus que tiene la capacidad de formar inclusiones cuando se expresa en una célula o una vanante funcionalmente equivalente de la misma.
El término “inclusión(es)”, tal y como se usa en el presente documento, se refiere a agregados nucleares o citoplásmicos, normalmente de proteínas. En concreto, la proteína que forma las inclusiones en el género Orthoreovirus es la proteína muNS o pNS, que es capaz de formar inclusiones cuando se expresa en ausencia de otros factores virales (Touris-Otero et al., supra). Cuando las inclusiones son formadas por la proteína muNS-M¡, estas son de tamaño reducido y esféricas, formando lo que se designan por “nanoesferas” y/o “microesferas”. Las nanoesferas y microesferas se distinguen por su tamaño (ver abajo). Así, en la presente invención, el término “inclusiones” engloba igualmente los términos “nanoesfera” y “microesfera”.
La capacidad para formar inclusiones de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar viene dada por la presencia de la región mínima de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar correspondiente a los residuos 448 a 635 de dicha proteína. Sin embargo, cualquier fragmento de la proteína muNS de Orthoreovirus aviar que contenga dicho fragmento mínimo es capaz de formar dichas inclusiones.
Así, en una forma de realización particular, el componente (i) de la proteína de fusión de la invención comprende la secuencia completa de la proteína muNS de Ortherovirus aviar, o un fragmento de la proteína muNS de Orthreovirus aviar comprendido entre los residuos 1 y 635 de dicha proteína, o desde el residuo 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 447 y hasta el residuo 635 aminoácidos consecutivos de la proteína muNS de Orthoreovirus aviar. En otra realización particular el componente (i) de la proteína de fusión de la invención comprende desde un fragmento desde el residuo 447 y hasta el residuo 636 de la proteína de Orthoreovirus aviar, o desde el residuo 447 y hasta el residuo 640, 650, 660, 670, 680, 690, 700, 710, 720, o hasta el residuo 721 de la proteína de Orthoreovirus aviar. En otra realización particular el componente (i) de la proteína de fusión de la invención comprende desde un fragmento de la proteína muNS de Orthoreovirus aviar comprendido entre los residuos 10 y 720 de dicha proteína, o entre los residuos 10 y 700, o entre los residuos 20 y 700, o entre los residuos 30 y 700, o entre los residuos 40 y 700, o entre los residuos 60 y 680, o entre los residuos 80 y 660, o entre los residuos 100 y 640, o entre los residuos 120 y 635 de dicha proteína.
En otra realización particular, el polipéptido que forma parte de la proteína de fusión de la invención comprende o consiste en la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 2) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero.
El término “Orthoreovirus de mamífero”, según se usa en la presente invención, se refiere a uno de los doce géneros pertenecientes a la familia de virus Reoviridae y en concreto al grupo dentro del género que infecta mamíferos. Presentan genomas de ARN de doble cadena y por ello, pertenecen al grupo III de virus.
El término “proteína muNS o pNS del Orthoreovirus de mamífero”, según se usa en la presente invención, se refiere a una de las proteínas no estructurales codificada por el reovirus mamífero u Orthoreovirus de mamífero y es la única proteína del reovirus de mamífero capaz de formar microesferas cuando se expresa en ausencia de otros factores virales (Becker, M. M. et al. 2003. J. Virol. 77:5948-5963). Se trata de una proteína de 721 aminoácidos definida por el número de acceso ABP48918 en la base de datos NCBI (versión ABP48918.1 , 11 de abril de 2008) (SEQ ID NO: 4).
En la forma de realización preferida en la que la proteína muNS de Orthoreovirus es la proteína muNS de Orthoreovirus de mamífero, la región mínima de la proteína muNS de Orthoreovirus de mamífero Orthoreovirus de mamífero que tiene la capacidad de formar inclusiones cuando se expresa en una célula comprende la región correspondiente a los residuos 518 a 721 (SEQ ID NO: 2). En una realización aún más preferida, el componente (i) de la proteína de fusión de invención comprende la proteína completa o bien desde el residuo 2 y hasta el residuo 721 de dicha proteína, o desde el residuo 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 470, 480, 490, 500, 510 y hasta el residuo 721 de dicha proteína.
En una realización particular, el polipéptido que forma parte de la proteína de fusión de la invención comprende o consiste en una vanante funcionalmente equivalente de (i) la secuencia 448-635 (SEQ ID NO: 1) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar o de (¡i) la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 2) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero, con capacidad de formar nanoesferas y/o microesferas.
En una realización particular, las vanantes funcionalmente equivalentes de la secuencia 448- 635 (SEQ ID NO: 1) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar o de la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 2) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero conservan al menos el 50%, al menos el 60%, al menos el 70%, al menos el 80%, al menos el 90%, al menos el 95%, al menos el 100% de la capacidad de formar nanoesferas/microesferas de las secuencias de la que derivan.
Las vanantes funcionalmente equivalentes de la secuencia 448-635 (SEQ ID NO: 1) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar o de la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 2) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero incluyen aquellas que muestran al menos al menos 50%, al menos 55%, al menos 60%, al menos 65%, al menos 70%, al menos 75%, al menos 80%, al menos 85%, al menos 90%, al menos 91%, al menos 92%, al menos 93%, al menos 94%, al menos 95%, al menos 96%, al menos 97%, al menos 98% o al menos 99% de identidad de secuencia con respecto a las secuencias de las que derivan. El grado de identidad entre las vahantes y las secuencias de la cual derivan se determina utilizando algoritmos y métodos informáticos que son ampliamente conocidos por los expertos en la técnica. La identidad entre dos secuencias de aminoácidos se determina preferiblemente utilizando el algoritmo BLASTP [BLASTManual, Altschul, S., et al., NCBI NLM NIH Bethesda, Md. 20894, Altschul, S. y col., J. Mol Biol, 215: 403 - 410 (1990)]. En una realización más particular, la identidad de secuencia entre la vahante funcionalmente equivalente y la secuencia de la proteína de la cual deriva se calcula a lo largo de toda la longitud del polipéptido.
Por “vahante funcionalmente equivalente” se entiende todos aquellos péptidos derivados de la secuencia 448-635 (SEQ ID NO: 1) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar o de la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 2) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero mediante modificación, inserción, sustitución y/o deleción de uno o más aminoácidos, siempre y cuando se mantenga sustancialmente la función de las secuencias de la proteína muNS de las que derivan.
La secuencia 448-635 (SEQ ID NO: 1) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar y la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 2) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero presentan la capacidad de formar nanoesferas y/o microesferas en una célula. Las vahantes funcionalmente equivalentes de la secuencia 448-635 (SEQ ID NO: 1) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar y de la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 2) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero, conservan sustancialmente la capacidad de dichas secuencias de formar nanoesferas/microesferas en una célula. Métodos adecuados para determinar la capacidad de formar nanoesferas/microesferas en una célula incluyen, pero no se limitan al método descrito en el Ejemplo 1 de la solicitud de patente WO 2011/098652 basado en la expresión de la proteína de interés en una célula y análisis de formación de las nanoesferas/microesferas (inclusiones) a través de inmunofluorescencia indirecta, utilizando anticuerpos policlonales contra el epítopo de interés o un epítopo fusionado a la proteína de interés, pudiéndose comprobar la formación de nanoesferas y/o microesferas. En una realización particular, las vahantes funcionalmente equivalentes de la secuencia 448-635 (SEQ ID NO: 1) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar o de la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 2) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero conservan al menos un 50%, al menos un 60%, al menos un 70%, al menos un 80%, al menos un 90% o el 100% o más de la capacidad de dichas secuencias de formar nanoesferas/microesferas en una célula. En una realización particular, las vahantes funcionalmente equivalentes de la secuencia 448- 635 (SEQ ID NO: 1) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar o de la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 2) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero incluyen aquellas que muestran al menos al menos 50%, al menos 55%, al menos 60%, al menos 65%, al menos 70%, al menos 75%, al menos 80%, al menos 85%, al menos 90%, al menos 91%, al menos 92%, al menos 93%, al menos 94%, al menos 95%, al menos 96%, al menos 97%, al menos 98% o al menos 99% de identidad de secuencia con respecto a las secuencias de las que derivan y conservan al menos un 50%, al menos un 60%, al menos un 70%, al menos un 80%, al menos un 90% o el 100% o más de la capacidad de dichas secuencias de formar nanoesferas/microesferas en una célula.
Como será evidente para el experto en la técnica, podrá ser de utilidad que el componente (i) de la proteína de fusión de la invención tenga en su extremo amino otro polipéptido de interés. Así, en una realización particular, la proteína de fusión de la invención comprende además un componente (iii) fusionado al extremo amino del componente (i), donde el componente (iii) es un primer polipéptido de interés.
Como comprenderá el experto en la materia, podrá ser de utilidad la separación del componente (iii) del componente (i). Una posibilidad para poder separar dichos componentes es el uso de un péptido cuya secuencia contiene una diana de corte para una proteasa, permitiendo de esta manera la separación de los dos componentes.
En una realización particular, el componente (iii) está fusionado al componente (i) por una secuencia de reconocimiento por proteasas. El término “proteasa”, o “peptidasas”, tal y como se usa en la presente invención, se refiere a enzimas que rompen los enlaces peptídicos de las proteínas, utilizando para eso una molécula de agua, por lo que se clasifican como hidrolasas. Ejemplos de sitios de corte de proteasas adecuados para incorporación en la proteína de fusión de la invención, sin limitación, incluyen enteroquinasa (sitio de corte DDDDK; SEQ ID NO: 5), factor Xa (sitio de corte IEDGR; SEQ ID NO: 6), trombina (sitio de corte LVPRGS; SEQ ID NO: 7), proteasa TEV (sitio de corte ENLYFQG; SEQ ID NO: 8), proteasa PreScission (sitio de corte LEVLFQGP; SEQ ID NO: 9), ¡nteínas y similares. En una realización particular la secuencia de reconocimiento por proteasas es una secuencia de reconocimiento por enteroquinasa o una secuencia de reconocimiento por factor Xa.
En otra realización particular el componente (iii) comprende un péptido señal de la vía secretora. El término “péptido señal de la vía secretora”, usado aquí indistintamente con “secuencia señal” o “péptido señal” o “péptido señal de localización”, se refiere a un péptido corto (5-30 aminoácidos de longitud) presente en el extremo N-terminal que dirige el transporte de proteínas destinadas hacia la vía secretora, ya sean proteínas que residen en ciertos orgánulos (RE, complejo de Golgi o endosomas), proteínas secretadas por la célula o proteínas insertadas en la membrana celular. El péptido señal dirige la translocación al RE de la proteína a la cual va unido. Durante o después de la translocación, el péptido señal es escindido por una peptidasa señal, generando un péptido señal libre y una proteína madura. Ejemplos no limitativos de péptidos señal de la vía secretora incluyen los péptidos señal que aparecen en las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad de clase I y II, secuencias señal de citoquinas o inmunoglobulinas, secuencias señal de la cadena invariante o de las proteínas Lampl, Tapasin, Erp57, Calreticulin, Calnexin. En una realización particular, la secuencia de direccionamiento a la ruta secretora se selecciona del grupo consistente en:
- la secuencia MGWSLILLFLVAVATGVHSQ (SEQ ID NO: 10);
- la secuencia MMSFVSLLLVGILFWATEAEQLTKCEVFQ (SEQ ID NO: 11);
- el péptido señal de PTH1 R humana (MGTARIAPGLALLLCCPVLSSAYAL, SEQ ID NO: 12); secuencia de localización mitocondrial de la citocromo c oxidasa VIII humana (MSVLTPLLLRGLTGSARRLPVPRAK, SEQ ID NO: 13)
- el péptido señal de mGluR5 humana (MVLLLILSVLLLKEDVRGSA, SEQ ID NO: 14); el péptido señal de GABAB2R humana
(MASPRSSGQPGPPPPPPPPPARLLLLLLLPLLLPLAPG, SEQ ID NO: 15); el péptido señal de la calreticulina humana (MLLSVPLLLGLLGLAVA, SEQ ID NO: 16); y el péptido señal de la cadena pesada de Igy2b humana, (MGWSCIILFLVATATGKGLTVAGLRSGHIYG, SEQ ID NO: 17).
En una realización preferida, el péptido señal de la vía secretora comprende la secuencia MGWSLILLFLVAVATGVHSQ (SEQ ID NO: 10).
Cuando la proteína de fusión comprende un péptido señal y transita por las vías secretoras, la ausencia de glicosilaciones permite una formación más eficiente de inclusiones en dichas vías secretoras. En una realización particular el componente (i) de la proteína de fusión de la invención comprende un péptido señal de la vía secretora y no contiene N-glicosilaciones. Por lo tanto, en una realización particular, el componente (i) carece de secuencias consenso de N- glicosilaciones. El término “secuencia consenso de N-glicosilación”, según se usa en la presente invención, se refiere a la secuencia compuesta por -Asn-X-Ser/Thr, en donde X no es prolina, que es la secuencia consenso más representativa, así como las secuencias consenso de N-glicosilación menos abundantes, tales como las secuencias -Asn-Gly- , -Asn- X-Cys y -Asn-X-Val.
En una realización preferida, el componente (i) comprende un péptido señal de la vía secretora y la secuencia SEQ ID NO: 1 o una variante funcionalmente equivalente de la misma en donde el aminoácido en posición 57 no es un resto de Asn. En una realización aún más preferida, el componente (i) comprende la secuencia SEQ ID NO: 18.
En otra realización preferida, el componente (i) comprende un péptido señal de la vía secretora y la secuencia SEQ ID NO: 2 o una variante funcionalmente equivalente de la misma en donde el aminoácido en posición 57 no es un resto de Asn. En una realización aún más preferida, el segundo componente comprende la secuencia SEQ ID NO: 19.
En otra realización preferida, el componente (i) comprende un péptido señal de la vía secretora y la secuencia SEQ ID NO: 2 o una variante funcionalmente equivalente de la misma en donde el aminoácido en posición 113 no es un resto de Asn. En una realización aún más preferida, el segundo componente comprende la secuencia SEQ ID NO: 20.
En otra realización preferida, el componente (i) comprende un péptido señal de la vía secretora y la secuencia SEQ ID NO: 2 o una variante funcionalmente equivalente de la misma en donde los aminoácidos en posición 57 y 113 no son restos de Asn. En una realización aún más preferida, el segundo componente comprende la secuencia SEQ ID NO: 21.
Como será evidente para el experto en la materia, puede ser conveniente que la proteína de fusión de la invención contenga además una etiqueta para facilitar su purificación.
Por tanto, en otra realización particular el componente (i) y/o el componente (iii) comprende un péptido para facilitar su purificación. En otra realización particular el componente (i) comprende un péptido para facilitar su purificación, en donde dicho péptido está fusionado en el extremo amino del componente (i). El término “péptido para facilitar la purificación”, tal y como se usa en la presente invención, se refiere a un péptido útil para el aislamiento o purificación del componente (iii) o de la proteína de fusión de la invención. Así, dicho péptido es capaz de la unión de uno o más ligandos de una matriz de afinidad, tal como una cromatografía de afinidad. Un ejemplo de dicho péptido es la cola de histidinas (His-tag) que puede contener seis residuos de histidinas (His6 o H6), que se puede unir a una columna de níquel o cobalto con alta afinidad. Otros ejemplos de dichos péptidos incluyen, aunque no se limitan a, Arg-tag, FLAG-tag, Strep-tag, un epítopo capaz de ser reconocido por un anticuerpo, tal como c-myc-tag (reconocido por un anticuerpo anti-c-myc), SBP-tag, S-tag, péptido de unión a calmodulina, dominio de unión a celulosa, dominio de unión a quitina, glutatión S-transferasa-tag, proteína de unión a maltosa, NusA, TrxA, DsbA, Avi-tag, etc. El experto en la materia entenderá que los péptidos para facilitar la purificación también son útiles para detección del polipéptido al cual están unidos. Esto se puede llevar a cabo mediante técnicas convencionales, por ejemplo, técnicas basadas en anticuerpos que reconocen específicamente el péptido para facilitar la purificación.
El péptido para facilitar su purificación puede estar en posición N- ó C-terminal con respecto al componente (iii). En una realización preferida, el péptido para facilitar su purificación está en posición N-terminal con respecto al componente (iii). En otra realización preferida, el péptido para facilitar su purificación está en posición C-terminal con respecto al componente (¡¡i).
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el motivo de reconocimiento de una sortasa o la parte residual de dicho motivo
Tal como se ha descrito, la proteína de fusión está compuesta por al menos dos componentes, siendo que el segundo puede ser un polipéptido que comprende el motivo de reconocimiento de una sortasa.
El término “sortasa”, o “enzima sortasa”, tal y como se utiliza en la presente descripción, se refiere a una enzima procariota que tiene un dominio catalítico con actividad capaz de escindir selectivamente un enlace peptídico de una cadena polipeptídica en el motivo de reconocimiento de la sortasa y catalizar una reacción de transpeptidación que da lugar a la formación de un enlace amida entre el grupo carboxilo terminal creado por la escisión y una proteína de superficie de la pared celular de una célula. Las sortasas están presentes en casi todas las bacterias Gram positivas, así como en algunas bacterias Gram negativas y Archaea. Las sortasas se clasifican en cuatro clases diferentes (A, B, C, D). Cada una de las clases de sortasas escinde un motivo de reconocimiento distinto, y algunos miembros de la clase escinden múltiples motivos peptídicos. La Sortasa de Clase A escinde típicamente el motivo de reconocimiento LPXTG (SEQ ID NO: 22), donde X representa cualquier aminoácido, entre la treonina y la glicina. El péptido escindido mantiene el residuo de glicina en su extremo amino, y la proteína escindida se une al peptidoglicano en el residuo de treonina. En una realización particular, la sortasa es una sortasa A, un fragmento enzimáticamente activo, o una vanante o derivada de la misma. En otra realización particular, la sortasa A es la sortasa de tipo salvaje de Staphylococcus aureus, la sortasa evolucionada (eSrtA), la eSrtA(2A-9), la eSrtA(4S-9) o la sortasa A de Streptococcus pyogenes. En una realización particular, la sortasa es la sortasa de S. aureus. En una realización particular el motivo de reconocimiento de la sortasa es la secuencia de aminoácidos LPXTG (SEQ ID NO: 22), en donde X es cualquier aminoácido.
El término “motivo de reconocimiento de una sortasa” tal y como se usa en la presente descripción hace referencia a una pequeña secuencia de aminoácidos (3 a 7 aminoácidos), reconocida por la enzima sortasa y donde se realiza la reacción de transpeptidación. Esta secuencia se localiza normalmente en el C-terminal de la proteína. En otra realización particular el motivo de reconocimiento de la sortasa es la secuencia de aminoácidos LPETG (SEQ ID NO: 23).
Como comprenderá el experto en la materia, en ciertos casos es posible que la interacción del motivo de reconocimiento de la sortasa, la sortasa, y el motivo aceptador de una sortasa presente en un componente de interés, se vea favorecido a través del aumento de la flexibilidad del polipéptido que comprende el motivo de reconocimiento de la sortasa. Así, en una realización particular el componente (i) y el componente (ii)(a), que comprende el motivo de reconocimiento de la sortasa, están unidos covalentemente a través de un enlazador peptídico flexible.
El término “enlazador peptídico flexible”, tal y como se usa en la presente descripción, hace referencia a secuencias de aminoácidos espadadoras que pueden actuar como una región bisagra entre dos componentes polipeptídicos, permitiendo que se muevan independientemente unos de otros mientras se mantiene la forma tridimensional de los dominios individuales, de tal manera que la presencia de espaciadores o enlazadores peptídicos no altera la funcionalidad de ninguno de los componentes (i) y (¡i)(a). Así, un enlazador peptidico flexible preferido según la invención sería una región bisagra caracterizada por una ductilidad estructural que permita este movimiento. El efecto de la región enlazadora es proporcionar espacio entre los componentes (i) y (¡i)(a). De este modo se garantiza que por un lado la estructura secundaria y terciaria del componente (i) o (ii)(a) no se vea afectada por la presencia de ninguno de los otros, y que el motivo de reconocimiento de la sortasa, la sortasa y el componente con el motivo aceptador de una sortasa interactúen con mayor facilidad. En una realización particular el enlazador peptídico flexible comprende preferentemente al menos 2 aminoácidos, al menos 3 aminoácidos, al menos 5 aminoácidos, al menos 10 aminoácidos, al menos 15 aminoácidos, al menos 20 aminoácidos, al menos 30 aminoácidos, al menos 40 aminoácidos, al menos 50 aminoácidos, al menos 60 aminoácidos, al menos 70 aminoácidos, al menos 80 aminoácidos, al menos 90 aminoácidos o aproximadamente 100 aminoácidos.
En otra realización particular, el enlazador peptídico flexible comprende al menos 2 aminoácidos seleccionados de un grupo que consiste en: serina, glicina, alanina y treonina. En otra realización particular, el enlazador peptídico flexible es una secuencia poliglicinas. En otra realización particular, el enlazador peptídico flexible comprende una secuencia seleccionada del grupo que consiste en: GGGGS (SEQ ID NO: 29), SGGTSGSTSGTGST (SEQ ID NO: 30), AGSSTGSSTGPGSTT (SEQ ID NO: 31), GGSGGAP (SEQ ID NO: 32), GGGVEGGG (SEQ ID NO: 33), PKPSTPPGSS (SEQ ID NO: 34), AAA y AAALE (SEQ ID NO: 35). En otra realización particular el enlazador peptídico flexible comprende la secuencia GGGGS (SEQ ID NO: 29).
La presencia del componente (ii)(a) en la proteína de fusión de la invención permite la modificación de la proteína a través de la unión covalente de cualquier molécula que contenga un motivo aceptador de una sortasa. En una realización particular la proteína de fusión comprende además un componente de interés unido covalentemente al motivo de reconocimiento de una sortasa o a la parte residual de un motivo de reconocimiento de una sortasa generada después de una reacción mediada por sortasa.
Como es obvio para el experto en la técnica, la modificación del motivo de reconocimiento de una sortasa por una reacción mediada por sortasa, produce una “parte residual de un motivo de reconocimiento de sortasa” en donde la proteína de fusión de la invención está modificada por escisión del motivo de reconocimiento de la sortasa, debido a la escisión de uno o más aminoácidos del C-terminal de la secuencia del motivo de reconocimiento de la sortasa. Así, cuando el motivo de reconocimiento de una sortasa es la secuencia de aminoácidos LPXTG (SEQ ID NO: 22), en donde X es cualquier aminoácido, la parte residual de dicho motivo es LPXT, puesto que es la parte que resta tras la escisión proteolítica por pate de la sortasa de la glicina carboxilo-terminal.
En otra realización particular el componente de interés se caracteriza por comprender un motivo aceptador de una sortasa.
El término “motivo aceptador de una sortasa”, tal y como se usa en la presente descripción hace referencia a una secuencia polipeptídica que actúa como aceptor para la transferencia mediada por la sortasa de un polipéptido al motivo de reconocimiento de la sortasa. En una realización particular, el motivo aceptor de la sortasa está situado en, cerca, adyacente o hacia el extremo N- o C-terminal del componente de interés y comprende una secuencia de aminoácidos no polares, siendo dicha secuencia de al menos un aminoácido de longitud. En aún otra realización particular, la secuencia de aminoácidos no polares comprende al menos entre 1 y 20 aminoácidos (por ejemplo, 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 aminoácidos o cualquier intervalo de los mismos) de longitud. En ciertas realizaciones, la secuencia de aminoácidos no polares es o comprende una o una pluralidad de glicinas o alaninas. Los motivos aceptores de sortasa ejemplares incluyen G[G]n, donde n=0-5 y A[A]n, donde n=0-5.
En una realización particular el componente de interés se caracteriza por comprender un motivo aceptador de una sortasa, en donde el motivo aceptador de una sortasa se caracteriza por comprender una secuencia ol igoglici na de al menos 3 glicinas.
En una realización particular el componente de interés se selecciona de un grupo que consiste en: ligandos de receptor de tipo Toll (TLR de “Toll-Like Receptors”), monofosforil lípido A (MPL A), oligonucleótidos seleccionados de islas CpG y ácido polinosínico:policidílico (poly(l:C) - número CAS: 24939-03-5), saponina, moléculas lipídicas, moléculas de recubrimiento, oligosacáridos, anticuerpos, nanoanticuerpos, afitinas, antígeno viral, un antígeno bacteriano, un antígeno fúngico, un alérgeno, un péptido penetrante celular, un aficuerpo, o antígeno medioambiental, un antígeno tumoral, en donde el componente de interés se caracteriza por comprender una secuencia oligoglicina de al menos 3 glicinas. Ejemplos no limitantes de componentes de interés serían ligandos de TLR (Toll-Like Receptors), MPL (monophosphoryl lipid A), oligonucleótidos (CpG, poly(l:C), etc..), saponina, moléculas lipídicas, otros lípidos, moléculas de recubrimiento de diversos fines, tales como poligliceroles, polietilenglicol, quitosanos, poli(oxazolinas) (POX), poli(hidroxipropil metacrilato) (PHPMA), poli(2-hidroxietil metacrilato) (PHEMA), poli(N-(2-hidroxipropil) metacrilamide) (HPMA), poli(vinilpirrolidona) (PVP), poli(N, N-dimetil acrilamida) (PDMA), poli(N-acriloilmorfolina) (PAcM), etc., oligosacáridos, moléculas que dirijan in vivo las esferas a diferentes dianas tales como nanobodies, afitinas y anticuerpos. Como será obvio para el experto en la técnica se podrán acoplar cualquier molécula que contenga una ol igoglicina de al menos 3 glicinas que tengan su N-terminal libre.
Como será obvio para el experto en la materia los antígeno viral, antígeno bacteriano, antígeno fúngico, alérgeno, péptido penetrante celular, aficuerpo, antígeno medioambiental, un antígeno tumoral previamente definidos son igualmente válidos como componentes de interés, en donde el componente de interés comprende una secuencia oligoglicina de al menos 3 glicinas.
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Tal como se ha descrito, la proteína de fusión está formada por al menos dos componentes, siendo que una de las posibilidades para el segundo componente es un polipéptido que comprende el motivo aceptador de una sortasa, previamente descrito.
En aún otra realización particular, el motivo aceptador de una sortasa comprende una secuencia de aminoácidos no polares en donde la secuencia de aminoácidos no polares comprende al menos entre 1 y 20 aminoácidos (por ejemplo, 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 aminoácidos o cualquier intervalo de los mismos) de longitud. En ciertas realizaciones particulares, la secuencia de aminoácidos no polares es o comprende una o una pluralidad de glicinas o alaninas. En otra realización particular el motivo aceptador de una sortasa comprende una secuencia según G[G]n, donde n=0-2, y A[A]n, en donde n=0- 2.
En una realización particular el componente (¡i)(b) se caracteriza por comprender un motivo aceptador de una sortasa, en donde el motivo aceptador de una sortasa se caracteriza por comprender una secuencia de oligoglicinas de al menos 1 glicina (G). En otra realización particular el motivo aceptador de una sortasa comprende una secuencia de aminoácidos seleccionada de un grupo que consiste en: G, A, GG, AA, GGG y AAA. En otra realización particular el motivo aceptador de una sortasa se caracteriza por consistir de una secuencia de oligoglicinas de 3 glicinas (GGG). En otra realización particular el motivo aceptador de una sortasa se caracteriza por no comprender una secuencia de oligoglicinas de más de 3 glicinas. En otra realización particular el motivo aceptador de una sortasa se caracteriza por no comprender una secuencia de ol igoglicinas de 5 glicinas.
En ciertos casos puede que con el fin de estabilizar la producción de la proteína de fusión sea necesario proteger el motivo aceptador de una sortasa en el extremo N-terminal con una secuencia polipeptídica que se pueda posteriormente escindir.
Así, en una realización particular, la proteína de fusión comprende además una secuencia de reconocimiento por proteasas unida covalentemente al extremo amino del motivo aceptador de una sortasa. En una realización particular la secuencia de reconocimiento por proteasas es una secuencia de reconocimiento por enteroquinasa o una secuencia de reconocimiento por factor Xa. El término “secuencia de reconocimiento por proteasas” se ha definido anteriormente y dichas definiciones y realizaciones particulares con igualmente válidas para las presentes realizaciones.
En una realización particular, la proteína de fusión que comprende el componente (¡i)(b) comprende además un componente de interés unido covalentemente al motivo aceptador de una sortasa.
En una realización particular el componente de interés se caracteriza por comprender un motivo de reconocimiento de una sortasa. En una realización particular, la sortasa es una sortasa A, un fragmento enzimáticamente activo, o una vahante o derivada de la misma. En otra realización particular, la sortasa A es la sortasa de tipo salvaje de Staphylococcus aureus, la sortasa evolucionada (eSrtA), la eSrtA(2A-9), la eSrtA(4S-9) o la sortasa A de Streptococcus pyogenes. En una realización particular, la sortasa es la sortasa de S. aureus. En una realización particular el motivo de reconocimiento de la sortasa es la secuencia de aminoácidos LPXTG (SEQ ID NO: 22), en donde X es cualquier aminoácido. En otra realización particular el motivo de reconocimiento de la sortasa es la secuencia de aminoácidos LPETG (SEQ ID NO: 23).
En otra realización particular el componente de interés se selecciona de un grupo que consiste en: ligandos de receptor de tipo Toll (TLR de “Toll-Like Receptors”), monofosfohl lípido A (MPL A), oligonucleótidos seleccionados de islas CpG y ácido polinosínico:policidílico (poly(l:C) - número CAS: 24939-03-5), saponina, moléculas lipídicas, moléculas de recubrimiento, oligosacáhdos, anticuerpos, nanoanticuerpos, afitinas, antígeno viral, un antígeno bacteriano, un antígeno fúngico, un alérgeno, un péptido penetrante celular, un aficuerpo, o antígeno medioambiental, un antígeno tumoral, en donde el componente de interés se caracteriza por comprender una secuencia de reconocimiento de sortasa o la parte residual de un motivo de reconocimiento de una sortasa generada después de una reacción mediada por sortasa.
Nanoesferas y/o microesferas de la invención
Como se mencionado anteriormente, la proteína de fusión de la invención tiene la capacidad de formar inclusiones cuando se expresa en una célula. Dichas inclusiones pueden vahar en tamaño y forma, y se designan nanoesferas o microesferas.
Así, otro aspecto de la presente invención hace referencia a una nanoesfera o una microesfera que comprende al menos una proteína de fusión de la invención, de ahora en adelante la nanoesfera/microesfera de la invención.
Todas las definiciones y realizaciones particulares descritas en relación con otros aspectos de la invención son igualmente válidas y aplicables al presente aspecto.
Tal como descrito anteriormente, las nanoesferas y las microesferas tienen tamaños distintos. Así, en una realización particular la nanoesfera tiene un tamaño entre 300 nanómetros (nm) y 550 nm. En otra realización particular la microesfera tiene un tamaño entre 0.55 micrómetro (pm) y 4 pm, preferiblemente entre 1 pm y 4 pm.
La estructura de la región mínima de la proteína muNS del Orthoreovirus comprende dos regiones de dominios coil en los extermos N y C-terminal, C1 y C2, y una región interdominio designada intercoil (IC). Este dominio corresponde a la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar o a la secuencia 561-622 de la proteína muNS de Orthoreovirus de mamífero (SEQ ID NO: 26). Dicho fragmento presenta la capacidad de incorporarse en nanoesferas y microesferas formadas por la proteína muNS de Orthoreovirus.
Así, en una realización particular la nanoesfera/microesfera de la invención comprende una segunda proteína de fusión que comprende los siguientes componentes:
(a) un polipéptido seleccionado del grupo que consiste en: un polipéptido que comprende la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar, un polipéptido que comprende la secuencia 561-622 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero, una variante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores que mantiene la capacidad de incorporarse a nanoesferas y/o microesferas, y
(b) un segundo polipéptido de interés.
Por “vahante funcionalmente equivalente” se entiende todos aquellos péptidos derivados de la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar o de la secuencia 561-622 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero mediante modificación, inserción, sustitución y/o deleción de uno o más aminoácidos, siempre y cuando se mantenga sustancialmente la función de las secuencias de la proteína muNS de las que derivan.
La secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar y la secuencia 561-622 (SEQ ID NO26X) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero presentan la capacidad de incorporarse a microesferas/nanoesferas formadas por la proteína de fusión de la invención en una célula. Las vahantes funcionalmente equivalentes de la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar y la secuencia 561-622 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero conservan sustancialmente la capacidad de dichas secuencias de incorporarse a las microesferas/ nanoesferas formadas por la proteína de fusión de la invención en una célula. Métodos adecuados para determinar la capacidad de incorporarse en las microesferas/ nanoesferas incluyen, pero no se limitan al método descrito en el Ejemplo 3 de la solicitud de patente WO 2011/098652 basado en la formación de las nanoesferas/microesferas (inclusiones) y expresión de la proteína de interés en forma de proteína de fusión asociada a los fragmentos que la dirigen a las nanoesferas/microesferas. Posteriormente, se procedería a llevar a cabo inmunofluorescencia indirecta, utilizando anticuerpos policlonales contra el epítopo HA o el epítopo de interés, pudiéndose comprobar la incorporación de dichos fragmentos a las nanoesferas/microesferas.
Las vahantes funcionalmente equivalentes de la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar o de la secuencia 561-622 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero tienen capacidad de incorporarse a microesferas y/o nanoesferas. En una realización particular, las vahantes funcionalmente equivalentes de la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar o de la secuencia 561-622 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero conservan al menos el 50%, al menos el 60%, al menos el 70%, al menos el 80%, al menos el 90%, al menos el 95%, al menos el 100% de la capacidad de incorporarse a nanoesferas y/o microesferas de las secuencias de la que derivan.
Las vanantes funcionalmente equivalentes de la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar o de la secuencia 561-622 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero incluyen aquellas que muestran al menos 50%, al menos 55%, al menos 60%, al menos 65%, al menos 70%, al menos 75%, al menos 80%, al menos 85%, al menos 90%, al menos 91 %, al menos 92%, al menos 93%, al menos 94%, al menos 95%, al menos 96%, al menos 97%, al menos 98% o al menos 99% de identidad de secuencia con respecto a las secuencias de las que derivan.
En una realización particular, las vahantes funcionalmente equivalentes de la secuencia 477- 542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar o de la secuencia 561-622 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero conservan al menos el 50%, al menos el 60%, al menos el 70%, al menos el 80%, al menos el 90%, al menos el 95%, al menos el 100% de la capacidad de incorporarse a nanoesferas y/o microesferas de las secuencias de la que derivan y muestran al menos 50%, al menos 55%, al menos 60%, al menos 65%, al menos 70%, al menos 75%, al menos 80%, al menos 85%, al menos 90%, al menos 91 %, al menos 92%, al menos 93%, al menos 94%, al menos 95%, al menos 96%, al menos 97%, al menos 98% o al menos 99% de identidad de secuencia con respecto a las secuencias de las que derivan.
Los dos componentes (a) y (b) de la segunda proteína de fusión pueden estar conectados en cualquier orden, es decir, el componente (b) puede estar fusionado al extremo amino terminal del componente (a) o el componente (a) puede estar fusionado al extremo amino terminal del componente (b). En una realización particular, el componente (b) está fusionado al extremo amino terminal del componente (a).
El término “polipéptido de interés”, tal y como se usa en la presente invención, se refiere a un polipéptido cualquiera, de cualquier tamaño, que sea de interés para el usuario, en donde la fusión al extremo amino del componente (i) no afecta la capacidad de la proteína de fusión de la invención de formar nanoesferas y/o microesferas. En una realización preferida, dicho polipéptido de interés puede ser un antígeno viral, un antígeno bacteriano, un antígeno fúngico, un alérgeno, un péptido penetrante celular, un aficuerpo, o antígeno medioambiental o un antígeno tumoral. Antígenos virales adecuados como primer polipéptido de interés incluyen antígenos del VIH- 1 , (tales como tat, net, gp120 o gp160, gp40, p24, gag, env, vif, vpr, vpu, rev), virus del herpes humanos, (tales como gH, gL gM gB gC gK gE o gD o derivados de los mismos) o proteína temprana inmediata tales como ICP27, ICP47, ICP4, ICP36 de VHS1 o VHS2, citomegalovirus, especialmente humano, (tales como gB o derivados de los mismos), virus de Epstein Barr (tales como gp350 o derivados de los mismos), virus de la varicela zóster (tales como gpl, II, III y IE63), o de un virus de la hepatitis tales como virus de la hepatitis B (por ejemplo antígeno de superficie de la hepatitis B o antígeno de núcleo de la hepatitis), virus de la hepatitis C (por ejemplo antígenos de núcleo, E1 , NS3 o NS5), de paramixovirus tales como virus respiratorio sincitial (tales como proteínas F y G o derivados de las mismas), de virus parainfluenza, de virus de la rubeola (tales como proteínas El y E2), virus del sarampión, virus de las paperas, virus del papiloma humanos (por ejemplo HPV6, 11 , 16, 18, eg LI, L2, El, E2, E3, E4, E5, E6, E7), flavivirus (por ejemplo virus de la fiebre amarilla, virus del dengue, virus de la encefalitis transmitido por garrapatas, virus de la encefalitis japonesa) o células infectadas con virus influenza, tales como proteínas HA, NP, NA o M, o combinaciones de las mismas), antígenos de rotavirus (tales como VP7sc y otros componentes de rotavirus), y similares.
Antígenos bacterianos adecuados como primer polipéptido de interés incluyen antígenos de Neisseria spp, incluyendo N. gonorrhea y N. meningitidis (proteínas de unión a transferrina, proteínas de unión a lactoferrina, PilC y adhesinas); antígenos de S. pyogenes (tales como proteínas M o fragmentos de las mismas y proteasa C5A); antígenos de S. agalactiae, S. mutans', H. ducreyr, Moraxella spp, incluyendo M catarrhalis, también conocido como Branhamella catarrhalis (tales como adhesinas e invasinas de alto y de bajo peso molecular); antígenos de Bordetella spp, incluyendo B. pertussis (por ejemplo Parapertussis y B. bronchiseptica (tal como pertactina, toxina de la tosferina o derivados de los mismos, hemaglutinina filamentosa, adenilato ciclasa, fimbrias); antígenos de Mycobacterium spp., incluyendo M. tuberculosis, M. bovis, M. leprae, M. avium, M. paratuberculosis, M. smegmatis', Legionella spp, incluyendo L. pneumophila', (por ejemplo ESAT6, antígeno 85A, -B o -C, MPT 44, MPT59, MPT45, HSPIO, HSP65, HSP70, HSP 75, HSP90, PPD de 19kDa [Rv3763], PPD de 38kDa [Rv0934]); antígenos de Escherichia spp, incluyendo E. coli enterotóxica (por ejemplo factores de colonización, toxina termolábil o derivados de la misma, toxina termoestable o derivados de la misma), antígenos de E. coli enterohemorrágica y E. coli enteropatógena (por ejemplo toxina similar a la toxina Shiga o derivados de la misma); antígenos de Vibrio spp, incluyendo V. cholera (por ejemplo toxina del cólera o derivados de la misma); antígenos de Shigella spp, incluyendo S. sonnei, S. dysenteriae, S. flexnerir, Yersinia spp, incluyendo Y. enterocolitica (por ejemplo una proteína Yop); antígenos de Y. pestis, Y. pseudotuberculosis', Campylobacter spp, incluyendo C. jejuni (por ejemplo toxinas, adhesinas e invasinas); antígenos de Salmonella spp, incluyendo S. typhi, S. paratyphi, S. choleraesuis, S. enteritidis-, Listeria spp., incluyendo L. monocytogenes', Helicobacter spp, incluyendo H. pylori (por ejemplo ureasa, catalasa, toxina vacuol izante); antígenos de Pseudomonas spp, incluyendo P. aeruginosa’, Staphylococcus spp., incluyendo S. aureus, S. epidermidis', Enterococcus spp., incluyendo E. faecalis, E. faeciunr, Clostridium spp., incluyendo C. tetani (por ejemplo toxina tetánica y derivado de la misma); antígenos de C. botulinum (por ejemplo toxina botulínica y derivado de la misma), antígenos de C. difficile (por ejemplo toxinas del Clostridium A o B y derivados de las mismas); antígenos de Bacillus spp., incluyendo B. anthracis (por ejemplo toxina del ántrax y derivados de la misma); Corynebacterium spp., incluyendo C. diphtheriae (por ejemplo toxina diftérica y derivados de la misma); antígenos de Borrelia spp., incluyendo B. burgdorferi (por ejemplo OspA, OspC, DbpA, DbpB); antígenos de B. garinii (por ejemplo OspA, OspC, DbpA, DbpB), B. afzelii (por ejemplo OspA, OspC, DbpA, DbpB), antígenos de B. andersonfi (por ejemplo OspA, OspC, DbpA, DbpB), antígenos de B. hermsif, Ehrlichia spp., incluyendo E. equi y el agente de la ehrlichiosis granulocítica humana; Rickettsia spp, incluyendo R. rickettsif, Chlamydia spp., incluyendo C. trachomatis (por ejemplo MOMP, proteínas de unión a heparina); antígenos de Chlamydia pneumoniae (por ejemplo MOMP, proteínas de unión a heparina), antígenos de C. psittacf, Leptospira spp., incluyendo L. interrogans’, Treponema spp., incluyendo T. pallidum (por ejemplo las proteínas de la membrana exterior poco comunes), antígenos de T. denticola, T. hyodysenteriae’, Toxoplasma spp. y T. gondii (por ejemplo SAG2, SAGS, Tg34); antígenos de M. tuberculosis (tales como Rv2557, Rv2558, RPFs: Rv0837c, Rv1884c, Rv2389c, Rv2450, Rv1009, aceA (Rv0467), PstS1 , (Rv0932), SodA (Rv3846), Rv2031c de 16 kDal, Tb Ra12, Tb H9, Tb Ra35, Tb38-1 , Erd 14, DPV, MTI, MSL, mTTC2 y hTCC1); antígenos de Chlamydia (tales como la proteína de alto peso molecular (HWMP), ORF3 (documento EP 366 412) y posibles proteínas de membrana (Pmp); antígenos de Streptococcus spp, incluyendo S. pneumoniae (PsaA, PspA, estreptolisina, proteínas de unión a colina, el antígeno proteico neumolisina, y derivados detoxificados mutantes de los mismos); antígenos derivados de Haemophilus spp., incluyendo H. influenzae tipo B (por ejemplo PRP y conjugados del mismo); antígenos de H. influenzae no clasificadle (tales como OMP26, adhesinas de alto peso molecular, P5, P6, proteína D y lipoproteína D, y Ambrina y peptidos derivados de Ambrina, o vanantes de múltiples copias o las proteínas de fusión de las mismas).
Antígenos fúngicos adecuados como primer polipéptido de interés incluyen, pero no se limitan a, por ejemplo, componentes de antígeno fúngico de Candida; antígenos fúngicos de Histoplasma tales como proteína de choque térmico 60 (HSP60) y otros componentes de antígeno fúngico de Histoplasma; de Pneumocystis spp., incluyendo P. carinir, antígenos fúngicos de criptococos tales como polisacáridos capsulares y otros componentes de antígeno fúngico de criptococos; antígenos fúngicos de coccidios tales como antígenos de esférula y otros componentes de antígeno fúngico de coccidios; antígenos de Candida spp., incluyendo C. albicans’, de Cryptococcus spp., incluyendo C. neoformans’, y antígenos fúngicos de Tinea tales como tricofitina y otros componentes de antígeno fúngico de coccidios.
Antígenos protozoarios adecuados como primer polipéptido de interés incluyen, pero no se limitan a, antígenos de Plasmodium spp., como P. falciparum y antígenos derivados de Plasmodium falciparum (tales como RTS.S, TRAP, MSP1 , AMA1 , MSP3, EBA, GLIIRP, RAP1 , RAP2, secuestrina, PfEMPI , Pf332, LSA1 , LSA3, STARP, SALSA, PfEXPI , Pfs25, Pfs28, PFS27/25, Pfs16, Pfs48/45, Pfs230 y sus análogos en Plasmodium spp. , así como antígenos de superficie de merozoitos, antígenos de superficie de esporozoitos, antígenos de circumsporozoites, antígenos de superficie de gametocitos/gametos, antígeno de estadio en sangre pf, 55/RESA y otros componentes de antígenos de plasmoides; antígenos de Toxoplasma tales como SAG-I, p30 y otros componentes de antígeno de Toxoplasma; antígenos de esquistosoma tales como glutatión-S-transferasa, paramiosina y otros componentes de antígeno de esquistosoma; el antígeno de Trichomonas spp., incluyendo T. vaginalis’, antígenos de Entamoeba spp., incluyendo E. histolytica’, Babesia spp., incluyendo B. microtf, el antígeno de Leishmannia y otros antígenos de Leishmania tales como gp63, lipofosfoglicano y su proteína asociada y otros componentes de antígeno de Leishmania; antígenos de Giardia spp., incluyendo G. lamblia’, y antígenos de Trypanosoma cruzi tales como el antígeno de 75-77 kDa, el antígeno de 56 kDa y otros componentes de antígeno de Trypanosoma.
Alérgenos o antígenos medioambientales adecuados como primer polipéptido de interés incluyen, pero no se limitan a un antígeno derivado de alérgenos que se producen de manera natural tales como alérgenos del polen (alérgenos del polen de árboles, hierba, maleza y césped), alérgenos de insectos (alérgenos ¡nhalables, de la saliva y del veneno), alérgenos de la caspa y el pelo de animales, y alérgenos de la comida. Alérgenos del polen importantes de árboles, césped y hierbas se originan a partir de órdenes taxonómicos de Fágales, Oleales, Piñales y Platanaceae incluyendo entre otros abedul (Betula), aliso (Alnus), avellano (Corylus), carpe (Carpinus) y olivo (Olea), cedro (Cryptomeria y Juniperus), plátano (Platanus), el orden de Poales incluyendo entre otros céspedes de los géneros Lolium, Phleum, Poa, Cynodon, Dactylis, Holcus, Phalaris, Secale y Sorghum, los órdenes de Asterales y Urticales incluyendo entre otros hierbas de los géneros Ambrosia, Artemisia y Parietaria. Otros antígenos alergénicos que pueden utilizarse incluyen alérgenos de ácaros del polvo doméstico de los géneros Dermatophagoides y Euroglyphus, ácaros de almacenamiento por ejemplo Lepidoglyphys, Glycyphagus y Tyrophagus, los de cucarachas, mosquinas y pulgas por ejemplo Blatella, Periplaneta, Chironomus y Ctenocepphalides, los de mamíferos tales como gato, perro y caballo, pájaros, alérgenos de veneno incluyendo los que se originan de picaduras o mordeduras de insectos tales como los del orden taxonómico de Hymenoptera incluyendo abejas (superfamilia Apidae), avispas y hormigas (superfamilia Formicoidae). Todavía otros antígenos alergénicos que pueden utilizarse incluyen alérgenos por inhalación de hongos tales como de los géneros Alternaría y Cladosporium.
Antígenos tumorales adecuados como primer polipéptido de interés incluyen, pero no se limitan a MAGE, MART-1/Melan-A, gp100, dipeptidil peptidasa IV (DPPIV), proteína de unión a adenosina desaminasa (ADAbp), ciclofilina b, antígeno asociado colorrectal (CRC)-0017- 1A/GA733, antígeno carcinoembrionario (CEA) y sus epítopos antigénicos CAP-1 y CAP-2, etv6, aml1 , antígeno específico de la próstata (PSA) y sus epítopos antigénicos PSA-1 , PSA- 2, y PSA-3, antígeno de membrana específico de la próstata (PSMA), receptor de células T/cadena CD3-<;, familia MAGE de antígenos tumorales (por ejemplo, MAGE-A1 , MAGE-A2, MAGE-A3, MAGE-A4, MAGE-A5, MAGE-A6, MAGE-A7, MAGE-A8, MAGE-A9, MAGE-A10, MAGE-A11 , MAGE-A12, MAGE-Xp2 (MAGE-B2), MAGE-Xp3 (MAGE-B3), MAGE-Xp4 (MAGE-B4), MAGE-C1 , MAGE-C2, MAGE-C3, MAGE-C4, MAGE-C5), familia GAGE de antígenos tumorales (por ejemplo, GAGE-1 , GAGE-2, GAGE-3, GAGE-4, GAGE-5, GAGE-6, GAGE-7, GAGE-8, GAGE-9), BAGE, RAGE, LAGE-1 , NAG, GnT-V, MUM-1 , CDK4, tirosinasa, p53, familia MUC, HER2/neu, p2lras, RCAS1 , a-fetoproteína, E-cadherina, - catenina, 13-catenina, y-catenina, pl20ctn, gp100Pme1117, PRAME, NY-ESO-1 , cdc27, proteína de poliposis adenomatosa del colon (APC), fadrína, Conexina 37, idiotipo Ig, p15, gp75, gangliósidos GM2 y GD2, productos virales tales como proteínas del virus del papiloma humano, familia Smad de antígenos tumorales, Imp-1 , P1A, antígeno nuclear codificado por EBV (EBNA)-1 , glucógeno fosfohlasa del cerebro, SSX-1 , SSX-2 (HOM-MEL-40), SSX-3, SSX-4, SSX-5, SCP-1 y CT-7, y c-erbB-2, leucemia linfoblástica aguda (etv6, amll, ciclofilina b), linfoma de células B (idiotipo Ig), glioma (E-cadhehna, a-catenina, 13-catenina, 7-catenina, p120ctn), cáncer de vejiga (p2lras), cáncer biliar (p2lras), cáncer de mama (familia MUC, HER2/neu, c-erbB-2), carcinoma de cuello uterino (p53, p2lras), carcinoma de colon (p2lras, HER2/neu, c-erbB-2, familia MUC), cáncer colorrectal (antígeno asociado colorrectal (CRC)- 0017-1A/GA733, APC), coriocarcinoma (CEA), cáncer de células epiteliales (ciclofilina b), cáncer gástrico (HER2/neu, c-erbB-2, glucoproteína ga733), cáncer hepatocelular, linfoma de Hodgkins (Imp-1 , EBNA-1), cáncer de pulmón (CEA, MAGE-3, NY-ESO-1), leucemia derivada de células linfoides (ciclofilina b), melanoma (proteína p15, gp75, antigeno oncofetal, gangliósidos GM2 y GD2, Melan-A/MART-1 , cdc27, MAGE-3, p2lras, gp100Pme1117), mieloma (familia MUC, p2lras), carcinoma de pulmón de células no pequeñas (HER2/neu, c- erbB-2), cáncer nasofaríngeo (Imp-1 , EBNA-1), cáncer de ovarios (familia MUC, HER2/neu, c-erbB-2), cáncer de próstata (antigeno específico de la próstata (PSA) y sus epitopos antigénicos PSA-1 , PSA-2 y PSA-3, PSMA, HER2/neu, c-erbB-2, glucoproteina ga733), cáncer renal (HER2/neu, c-erbB-2), cánceres de células escamosas del cuello uterino y del esófago (productos virales tales como proteínas del virus del papiloma humano), cáncer de testículos (NY-ESO-1) y leucemia de células T (epítopos del VLTH-1).
La proteína de fusión de la invención tiene la capacidad de formar nanoesferas y/o microesferas cuando se expresa en una célula, independientemente, de tener un componente de interés unido a la secuencia de reconocimiento de una sortasa o unido al motivo aceptador de una sortasa. Así, la presente invención también contempla la formación de nanoesferas y/o microesferas por la proteína de fusión de la invención en donde dichas proteínas no comprenden un componente de interés unido a la secuencia de reconocimiento de una sortasa, y la posterior modificación de dichas nanoesferas y/o microesferas a través de la adición de un componente de interés a la secuencia de reconocimiento de una sortasa o al motivo aceptador de una sortasa.
Así, en una realización particular de la nanoesfera/microesfera de la invención, la proteína de fusión de la invención que comprende el componente (ii)(a) comprende además un componente de interés unido covalentemente a la parte residual del motivo de reconocimiento de una sortasa generada después de una reacción mediada por sortasa. En otra realización particular de la nanoesfera/microesfera de la invención, la proteína de fusión de la invención que comprende el componente (ii)(b) comprende además un componente de interés unido covalentemente al motivo aceptador de una sortasa.
Como es obvio para el experto en la técnica, la modificación de la nanoesfera o microesfera por la sortasa puede producir un intermediario en donde la proteína de fusión de la invención que forma la nanoesfera o microesfera está modificada por escisión del motivo de reconocimiento de la sortasa. Así, en una realización particular, la nanoesfera/microesfera de la invención es modificada por la acción de una sortasa que reconoce el motivo de reconocimiento de la sortasa y escinde dicho motivo de reconocimiento. En otra realización particular, la nanoesfera/microesfera de la invención es modificada por la acción de una sortasa que reconoce el motivo de reconocimiento de la sortasa y escinde dicho motivo de reconocimientode la sortasa, en donde el motivo de reconocimiento de la sortasa es la secuencia de aminoácidos LPXTG (SEQ ID NO: 22), en donde X es cualquier aminoácido, y en donde la sortasa escinde entre el T y G del motivo de reconocimiento de la sortasa.
Igualmente, como es obvio para el experto en la materia, si la proteína de fusión de la invención comprende un motivo aceptador de una sortasa, la modificación de la nanoesfera o microesfera por la sortasa simplemente implica la adición de un polipéptido al extremo amino de la proteína de fusión sin la escisión de cualquier motivo polipeptidico. Así, en una realización particular, la nanoesfera/microesfera de la invención es modificada por la acción de una sortasa que reconoce el motivo aceptador de una sortasa y une covalentemente un polipéptido a ese motivo. En otra realización particular, la nanoesfera/microesfera de la invención es modificada por la acción de una sortasa que reconoce el motivo de aceptador de la sortasa, en donde el motivo de reconocimiento de la sortasa es la secuencia de aminoácidos seleccionada de un grupo que consiste en: G, A, GG, AA, GGG y AAA, preferiblemente GGG.
En otra realización particular de la nanoesfera/microesfera de la invención, el componente de interés se selecciona del grupo que consiste en:
Ligandos de receptor de tipo Toll (TLR de “Toll-Like Receptors”);
Monofosforil lípido A (MPL A); oligonucleótidos seleccionados de islas CpG y ácido polinosínico:policidílico (poly(l:C) - número CAS: 24939-03-5); saponina; moléculas lipídicas; moléculas de recubrimiento seleccionadas de un grupo que consiste en: poligliceroles, polietilenglicol, quitosanos, poli(oxazolinas) (POX), poli(hidroxipropil metacrilato) (PHPMA), poli(2-hidroxietil metacrilato) (PHEMA), poli(N-(2-hidroxipropil) metacrilamide) (HPMA), poli(vinilpirrolidona) (PVP), poli(N,N-dimetil acrilamida) (PDMA) y poli(N-acriloilmorfolina) (PAcM); oligosacáridos; anticuerpos; nanoanticuerpos; afitinas; antígeno viral; antígeno bacteriano; antígeno fúngico; alérgeno; péptidos penetrantes celulares; aficuerpo; antígeno medioambiental; y un antígeno tumoral.
El término “ligandos de Receptor de tipo Toll” o “TLR” del acrónimo ingles “receptor like toif’ tal como se usa en la presente invención hace referencia a moléculas que tiene la capacidad de unión con una proteína de la familia de proteínas de receptor de tipo Toll. Los TLR constituyen una familia de proteínas que forman parte del sistema inmunitario innato. Estos receptores son transmembranosos y reconocen patrones moleculares expresados por un amplio espectro de agentes infecciosos, y estimulan una variedad de respuestas inflamatorias.
El término “Monofosforil lípido A” o el acrónimo “MPL A” referente al nombre en inglés, tal como se usa aquí hace referencia a una molécula derivada de lipopolisacárido (LPS), o endotoxina, que é altamente inmunoestimulador y con baja toxicidad por lo que se utiliza como adyuvante de vacunas.
El término “oligonucleótidos” tal como se usa aquí, hace referencia a una secuencia de ADN o ARN, de cadena simple o dupla, con cincuenta pares de bases o menos, en donde las bases son naturales, adenina, citosina, guanina, timina y uracilo, o sintéticas, y en donde el oligonucleótido puede contener modificaciones, tales como, sin limitación, metilación (ejemplo 5-metil-citosina), fosforilación, glicosilación, oxidación, etc.
El término “saponina” tal como se usa en la presente invención hace referencia a glucósidos de esferoides o de triterpenoides, llamadas así por sus propiedades semejantes a las del jabón: cada molécula está constituida por un elemento soluble en lípidos (el esferoide o el triterpenoide) y un elemento soluble en agua (el azúcar), y forman una espuma cuando se las agita en agua. Las saponinas son tóxicas, y se cree que su toxicidad proviene de su habilidad para formar complejos con esteróles, por lo que podrían interferir en la asimilación de estos por el sistema digestivo, o romper las membranas de las células tras ser absorbidas hacia la corriente sanguínea.
El término “moléculas lipídicas” tal como se usa en la presente descripción hace referencia a sustancias grasas insolubles en agua que incluyen grasas, aceites, ceras y compuestos relacionados. La expresión “moléculas de recubrimiento” tal como se usa en la presente invención hace referencia a cualquier componente químico que se puede utilizar para el revestimiento de las nanoesferas/microesferas.
El término “oligosacáridos” en el presente contexto hace referencia a moléculas constituidas por la unión covalente de 2 a 10 monosacáridos cíclicos, de 3 en adelante pueden ser lineales o ramificados mediante enlaces de tipo glucosídicos, enlace covalente que se establece entre grupos alcohol de dos monosacáridos, con desprendimiento de una molécula de agua.
El término "anticuerpo" (Ab) en el contexto de la presente invención se refiere a una molécula de inmunoglobulina, un fragmento de una molécula de inmunoglobulina o un derivado de cualquiera de ellos, que tiene la capacidad de unirse específicamente a un antígeno en condiciones fisiológicas típicas. Las regiones variables de las cadenas pesada y ligera de la molécula de inmunoglobulina contienen un dominio de unión que interactúa con un antígeno. Las regiones constantes de los anticuerpos (Abs) pueden mediar la unión de la inmunoglobulina a tejidos o factores del huésped, incluidas diversas células del sistema inmunitario. También debe entenderse que el término anticuerpo, a menos que se especifique lo contrario, también incluye anticuerpos policlonales, anticuerpos monoclonales (mAbs), polipéptidos similares a anticuerpos, como anticuerpos quiméricos y anticuerpos humanizados, y fragmentos de anticuerpos que conservan la capacidad de unirse específicamente al antígeno (fragmentos de unión a antígeno) proporcionados por cualquier técnica conocida.
El término “nanoanticuerpos”, también llamados nanobodies, anticuerpos de dominio simple o anticuerpos VHH, en el contexto de la presente invención son un tipo de anticuerpos derivados de camélidos, siendo mucho más pequeños que los habituales, que son gigantes para los estándares moleculares, ya que cada uno de ellos es un conglomerado de dos cadenas pesadas y dos ligeras, plegados de manera intrincada y ligados a azúcares complejos, mientras que los nanoanticuerpos son proteínas relativamente sencillas con un tamaño aproximado de un décimo del tamaño del correspondiente en los humanos y de apenas unos nanómetros de longitud.
El término “afitina” tal como se usa en la presente invención hace referencia a proteínas artificiales con la capacidad de unirse selectivamente a antígenos. El término “péptidos penetrantes celulares”, o su acrónimo “PPC”, son péptidos cortos que facilitan la ingesta/absorción celular de diversas entidades moleculares asociadas a los péptidos, ya sea mediante enlaces químicos a través de enlaces covalentes o mediante interacciones no covalentes. Las entidades moleculares asociadas van desde partículas de tamaño nanométñco hasta pequeñas moléculas químicas y grandes fragmentos de ADN. La función de las CPP es introducir las entidades asociadas en las células, un proceso que suele producirse por endocitosis. Las CPP suelen tener una composición de aminoácidos que, o bien contiene una gran abundancia relativa de aminoácidos cargados positivamente, como la lisina o la arginina, o bien tiene secuencias que contienen un patrón alterno de aminoácidos polares/cargados y aminoácidos no polares, hidrofóbicos. Estos dos tipos de estructuras se denominan poli catiónicas o antipáticas, respectivamente. Una tercera clase de CPP son los péptidos hidrofóbicos, que contienen sólo residuos apolares, con baja carga neta o tienen grupos de aminoácidos hidrofóbicos que son cruciales para la captación celular.
En el contexto de la presente descripción, el término "aficuerpo" se refiere a un anticuerpo mimético que puede unirse a una proteína diana específica (receptor). Generalmente, una molécula aficuerpo consta de 20 a 150 residuos de aminoácidos y puede estar compuesta de 2 a 10 hélices alfa. Ejemplos de afibodies, sin limitación, son los descritos en Renli Luo et al. (RSC Chem. Biol., 2022, 3, 830-847).
Las nanoesferas/microesferas de la invención pueden tener vahadas utilidades, tales como, sin cualquier limitación, vehículos de entrega de medicamentos, vehículos para la expresión y purificación de proteínas, agentes immunogénicos, etc. Esto es posible debido a las vahadas posibilidades de modificación y alteraciones que se presentan tanto en la proteína de fusión como en las nanoesferas y microesferas.
En una realización particular el componente de interés comprende además una secuencia de reconocimiento por proteasas localizada en la región C-terminal del motivo aceptador de una sortasa que caracteriza el componente de interés. Secuencias de reconocimiento de proteasas se han definido anteriormente y dichas definiciones y realizaciones particulares son igualmente válidas para la presente realización.
En una realización particular el componente de interés comprende además un péptido señal de la vía secretora localizado en la región C-terminal del motivo aceptador de una sortasa que caracteriza el componente de interés. Péptidos señal de la vía secretora se han definido anteriormente y dichas definiciones y realizaciones particulares son igualmente válidas para la presente realización.
En una realización particular el componente de interés comprende además una etiqueta para facilitar su purificación localizada en la región C-terminal del motivo aceptador de una sortasa que caracteriza el componente de interés. Etiquetas para facilitar la purificación se han definido anteriormente y dichas definiciones y realizaciones particulares son igualmente válidas para la presente realización.
En otra realización particular el componente de interés comprende además una secuencia de reconocimiento de sortasa. Secuencias de reconocimiento de sortasa se han definido anteriormente y dichas definiciones y realizaciones particulares son igualmente válidas para la presente realización.
En una realización particular el componente de interés comprende además una etiqueta para facilitar su purificación localizada en la región C-terminal secuencia de reconocimiento de sortasa que caracteriza el componente de interés.
En una realización particular de las nanoesferas y/o microesferas el primer polipéptido de interés, el componente de interés, y/o el segundo polipéptido de interés es la proteína glucosa- 6-fosfatasa 2 (IGRP) o una vahante funcionalmente equivalente.
El término “glucosa-6-fosfatasa 2” o “IGRP” o “proteína relacionada con la subunidad catalítica de glucosa-6-fosfatasa específica de islotes”, tal y como aquí se utiliza, se refiere a una proteína capaz de hidrolizar glucosa-6-fosfato para dar glucosa y fosfato. Es una proteína transmembrana que se expresa en páncreas y en menor medida en los testículos. En humanos está codificada por el gen G6PC2. La proteína IGRP puede ser de cualquier origen, por ejemplo humano, bovino, muhno, equino, canino, etc. En una realización particular, la proteína IGRP es la proteína humana identificada por el número de acceso Q9NQR9 en la base de datos de UniprotKB (Versión de la entrada 147, 14 diciembre 2022, versión de la secuencia 1 , 1 de octubre de 2000). En humanos existen tres ¡soformas de la proteína, identificadas por los siguientes números de acceso de UniprotKB:
Isoforma 1 , considerada como la secuencia canónica, tiene una longitud de 355 aminoácidos: Q9NQR9-1.
Isoforma 2, con una longitud de 102 aminoácidos: Q9NQR9-2.
Isoforma 3, con una longitud de 154 aminoácidos: Q9NQR9-3. En otra realización particular, la proteína IGRP es la proteína de ratón identificada por el número de acceso Q9Z186 en la base de datos de UniprotKB (Versión de la entrada 145, 14 de diciembre de 2022; versión de la secuencia 1 , 1 de mayo de 1999). En ratón existen dos ¡soformas de la proteína, identificadas por los siguientes números de acceso de UniprotKB:
Isoforma 1 , considerada la secuencia canónica, con una longitud de 355 aminoácidos: Q9Z186-1.
Isoforma 2, con una longitud de 154 aminoácidos: Q9Z186-2.
Estas ¡soformas así como cualquier otra isoforma de la proteína IGRP de cualquier origen se consideran incluidas dentro del término “IGRP” de acuerdo con la presente invención.
En otra realización particular, la proteína IGRP es la proteína de rata codificada por el gen identificado por el número de acceso Gene ID 681817 en la base de datos de NCBI Genbank (versión del 24 de abril 2022).
El término “vahante funcionalmente equivalente”, tal y como aquí se utiliza, en referencia a la proteína IGRP, se refiere a cualquier péptido o proteína que resulta de la deleción, inserción, adición o sustitución de uno o más residuos de aminoácidos con respecto a la secuencia de la que deriva y que conserva la función de dicha secuencia.
En una realización particular, la vanante funcionalmente equivalente tiene una identidad de secuencia de al menos un 60%, al menos un 65%, al menos un 70%, al menos un 75%, al menos un 80%, al menos un 85%, al menos un 90%, al menos un 91%, al menos un 92%, al menos un 93%, al menos un 94%, al menos un 95%, al menos un 96%, al menos un 97%, al menos un 98% o al menos un 99% en toda su longitud con la secuencia de la proteína IGRP.
Como es obvio para el experto en la materia, no hay ninguna limitación en la composición de las nanoesferas/microesferas con relación a que puedan incluir uno o más del primer polipéptido de interés, el componente de interés, y el segundo polipéptido de interés.
Así en una realización particular las nanoesferas y/o microesferas de la invención comprenden el polipéptido de interés y/o el componente de interés. En otra realización particular el polipéptido de interés es idéntico o distinto al componente de interés. Asimismo, en una realización particular de las nanoesferas y/o microesferas de la invención las nanoesferas/microesferas de la invención son bivalentes o trivalentes.
El término “nanoesferas/microesferas bivalentes” tal como se usa en la presente descripción hace referencia a que las nanoesferas y/o microesferas comprenden al menos dos compuestos/moléculas/proteínas distintos de entre el primer polipéptido de interés, el componente de interés, y el segundo polipéptido de interés. De igual modo, el término “nanoesferas/microesferas trivalentes” tal como se usa en la presente descripción hace referencia a que las nanoesferas y/o microesferas comprenden al menos tres compuestos/moléculas/proteínas distintos de entre el primer polipéptido de interés, el componente de interés, y el segundo polipéptido de interés.
Polinucleótidos, vectores y célula huésped de la invención
Todas las definiciones y realizaciones particulares anteriormente descritas en relación con otros aspectos de la presente invención son igualmente aplicables a los presentes aspectos y sus realizaciones particulares.
La proteína de fusión de la invención puede ser codificada por un polinucleótido. Así, otro aspecto de la presente invención hace referencia a un polinucleótido que codifica una proteína de fusión de la invención, de ahora en adelante el polinucleótido de la invención.
El término “polinucleótido”, según se usa en la presente invención, se refiere a un polímero formado por un número variable de monómeros en donde los monómeros son nucleótidos, incluyendo tanto ribonucleótidos como desoxirribonucleótidos. Los polinucleótidos incluyen monómeros modificados mediante metilación así como formas no modificadas. Los términos "polinucleótido" y "ácido nucleico" se usan indistintamente en la presente invención e incluyen mRNA, cDNA y polinucleótidos recombinantes.
Dicho polinucleótido puede ser parte de una casete de expresión, la cual se usa para, sin limitarse, expresar dicho polinucleótido en una célula. Así, otro aspecto de la presente invención se refiere a un casete de expresión que comprende un polinucleótido según la invención, de ahora en adelante el casete de la invención.
El término “casete de expresión”, tal y como aquí se utiliza, se refiere a un polinucléotido que comprende un gen y un promotor adecuado para controlar ese gen. El casete de expresión puede opcionalmente incluir otras secuencias, por ejemplo, señales de terminación de la transcripción. La elección de un promotor y otro/s elemento/s regúlatenos generalmente varía en función de la célula huésped utilizada. Promotores adecuados en el contexto de la presente invención incluyen promotores constitutivos que promueven la expresión de las secuencias asociadas a ellas de forma constante y promotores inducibles, que requieren de un estímulo externo para promover la transcripción de las secuencias asociadas a ellos.
Promotores útiles para la realización de la presente invención incluyen:
Promotores constitutivos como por ejemplo, el promotor de la alcohol deshidrogenasa (ADH1), el promotor del factor de elongación 1 alfa (TEF) y el promotor del gen que codifica la triosa fosfato isomerasa (TPI), el promotor de la gliceraldehido 3-fosfato deshidrogenasa (GPD) y el promotor de la 3-fosfoglicerato quinasa (GPK), el promotor MRP7.
Promotores inducibles como por ejemplo el promotor de la metalotioneína (CUP1) cuya expresión se regula mediante adición de cobre al medio de cultivo, el promotor del gen que codifica el gen FUS1 o el gen FUS2, cuya expresión se activa en presencia de feromonas (el factor a), el promotor TET cuya expresión se regula en presencia de tetraciclinas, los promotores GAL1-10, GALL, GALS que se activan en presencia de galactosa, el promotor VP16-ER, inducible por estrógenos, el promotor de la fosfatasa (PH05) cuya expresión se activa en presencia de fosfato y el promotor de la proteína de choque térmico HSP150, cuya expresión se activa a elevada temperatura.
En una realización particular de la casete de expresión de la invención, la casete comprende un primer y un segundo polinucleótido, en donde el segundo polinucleótido codifica para una segunda proteína de fusión. En otra realización particular el polinucleótido de la invención o la casete de expresión de la invención están unidos operativamente a un primer promotor y el segundo polinucleótido está unido operativamente a un segundo promotor. En otra realización particular el primer y el segundo promotor son el mismo promotor o son distintos promotores.
En una realización particular, cuando la célula en la que se va a expresar el polinucleótido de la invención es una bacteria, dicho promotor es el sistema promotor beta-lactamasa y lactosa, el promotor T7 ARN polimerasa, el promotor lambda, el promotor trp o el promotor tac. En una realización más particular de la invención, dicho promotor es un promotor inducible. En otra realización más particular, dicho promotor es un promotor inducible por isopropil-p-D-1 - tiogalactopiranósido (IPTG). En una realización aún más particular, el promotor inducible por IPTG es el promotor T7 ARN polimerasa. En otro aspecto, la invención se relaciona con un vector que comprende el polinucleótido o el casete de expresión de la invención, de ahora en adelante el vector de la invención.
El término "vector", como se usa en el presente documento, se refiere a una secuencia de ácido nucleico que comprende las secuencias necesarias para que después de transcribir y traducir dichas secuencias en una célula se genere la proteína de fusión de la invención. Dicha secuencia está unida operativamente a segmentos adicionales que proporcionan su replicación autónoma en una célula huésped de interés. Preferiblemente, el vector es un vector de expresión, que se define como un vector, que además de las regiones de la replicación autónoma en una célula hospedadora, contiene regiones operativamente ligadas al polinucleótido de la invención y que son capaces de potenciar la expresión de los productos del polinucleótido según la invención. Los vectores de la invención se pueden obtener por medio de técnicas ampliamente conocidas en la técnica. En una realización particular de la invención el vector de la invención es un vector de expresión en bacterias. En otra realización particular de la invención, cuando el organismo es procariota, tal como una bacteria, vectores adecuados según la invención son, por ejemplo, los vectores pUC18, pUC19, pUC118, pUC119, Bluescript y sus derivados, mp18, mp19, pBR322, pMB9, ColEI, pCRI, RP4, pNH8A, pNH16a, pNH18a. En una realización particular de la invención, cuando dicha bacteria es E. coli, dicho vector es el plásmido pET, en particular, el plásmido pET Duet-1. Dicho plásmido comprende dos sitios de clonaje múltiple (MSC, del inglés “multiple cloning sites”) diferentes. Los genes clonados en dicho plásmido se transcriben bajo el control del promotor del bacteriófago T7, cuando se activa la T7 ARN polimerasa en la célula huésped. La expresión se induce con IPTG (isopropil-p-D-tiogalactopiranósido), el cual retira al represor del operador para que se lleve a cabo la transcripción y se promueva la expresión de la proteína de interés. En una realización particular, el vector de la invención comprende además un segundo polinucléotido que codifica un polipéptido seleccionado del grupo que consiste en: un polipéptido que comprende los aminoácidos 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar, un polipéptido que comprende los aminoácidos 561-622 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero, una variante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores que mantiene la capacidad de incorporarse en nanoesferas y microesferas.
Los distintos polinucleótidos que codifican los distintos componentes de la invención pueden ser expresados a partir de distintos vectores. Así, otro aspecto de la invención se relaciona con una composición de vectores, de ahora en adelante la composición de vectores de la invención, que comprende el vector de la invención y un segundo vector que comprende un segundo polinucleótido que codifica un polipéptido seleccionado del grupo que consiste en: un polipéptido que comprende la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar, un polipéptido que comprende la secuencia 561-622 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero, una vahante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores que mantiene la capacidad de incorporarse a nanoesferas.
Tal como en el caso de un solo vector, los polinucleótidos en la composición de vectores también pueden estar unidos operacionalmente a promotores. En una realización particular de la composición de vectores de la invención, el polinucleótido de la invención o la casete de expresión de la invención están unidos operativamente a un primer promotor y el segundo polinucleótido está unido operativamente a un segundo promotor. En otra realización particular el primer y el segundo promotor son el mismo promotor o son distintos promotores. En una realización particular de la invención los vectores de la composición de vectores de la invención son vectores de expresión en bacterias. Tal como será obvio para el experto en la técnica, los ejemplos, definiciones y realizaciones particulares descritos para el vector de la invención son igualmente válidos para los vectores de la composición de vectores.
El polinucleótido de la invención, la casete de expresión, el vector o la composición de vectores de la invención pueden estar comprendidos en una célula huésped. Otro aspecto de la presente invención se refiere a una célula que comprende una proteína de fusión de la invención, un polinucleótido de la invención, un casete de expresión de la invención, vector o composición de vectores de la invención, de ahora en adelante la célula de la invención.
La célula de la invención puede ser cualquier célula procariota o cualquier célula eucariota. En la presente invención puede usarse prácticamente cualquier tipo celular. Cualquier célula huésped que pueda ser transformada con el polinucleótido de la invención, o que pueda ser transformada, transfectada o infectada por un vector recombinante que contenga el polinucleótido de la invención, por ejemplo células animales (tal como células de mamífero, células de aves, células de insecto, etc.), células de plantas, levaduras, bacterias etc. Las células de la invención pueden obtenerse mediante procedimientos convencionales conocidos por expertos en la materia. Métodos de la invención
Todas las definiciones y realizaciones particulares anteriormente descritas en relación con otros aspectos de la presente invención son igualmente aplicables a los presentes aspectos y sus realizaciones particulares.
Otro aspecto de la presente invención se relaciona con un método para producir una proteína de fusión de la invención, de ahora en adelante el método I de la invención, que comprende:
(a) expresar en una célula un primer polinucleótido que codifica dicha proteína de fusión,
(b) someter dicha célula a condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas y/o microesferas, y
(c) concentrar las nanoesferas y/o microesferas.
La primera etapa del método para producir la proteína de fusión de la invención comprende expresar en una célula un primer polinucleótido que codifica dicha proteína de fusión.
Para expresar el primer polinucléotido en una célula es necesario, como sabe el experto en la materia, introducir en la célula el polinucleótido, por ejemplo, mediante la transformación de dicha célula con un vector que comprende el polinucléotido. En el caso de que el polinucleótido esté operativamente unido a un promotor inducible, para expresar dicho polinucleótido será necesario poner en contacto la célula con el inductor. En el caso particular de que el promotor sea inducible por IPTG, en el caso de células bacterianas, para la expresión del polinucleótido se añade IPTG al cultivo bacteriano durante el tiempo necesario hasta conseguir la expresión del polinucleótido, por ejemplo al menos 30 minutos, al menos 1 hora, al menos 2 horas, al menos 3 horas, al menos 4 horas, al menos 5 horas, al menos 6 horas, al menos 12 horas, al menos 18 horas, al menos 24 horas, al menos 48 horas, al menos 72 horas o más. Preferiblemente, la inducción con IPTG se hace durante un periodo de tiempo aproximado de 3 horas. En una realización particular, durante la inducción se incuban las células a una temperatura de entre 18 y 37°C, preferiblemente entre 25 y 37°C, más preferiblemente 37°C. En una realización particular, cuando el tiempo de inducción es de más de 24 horas, durante la inducción se incuban las células a una temperatura de entre 18 y 25°C. Una vez finalizada la inducción, las bacterias se recogen por centrifugación.
La segunda etapa del método de producción de la proteína de fusión de la invención consiste en someter a las células a condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas y/o microesferas. Las condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas y/o microesferas pueden ser determinadas por el experto en la materia para cada tipo celular. Métodos adecuados para detectar la formación de nanoesferas y/o microesferas incluyen, pero no se limitan al método descrito en el Ejemplo 1 de la solicitud de patente WO 2011/098652, en donde se detecta la formación de nanoesferas/microesferas (inclusiones) mediante microscopía por inmunofluorescencia indirecta empleando anticuerpos policlonales frente a muNS. En una realización particular, las condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas y/o microesferas comprenden incubar las células que expresan el primer polinucleótido durante un periodo de tiempo de al menos 30 minutos, al menos 1 hora, al menos 2 horas, al menos 3 horas, al menos 4 horas, al menos 5 horas, al menos 6 horas, al menos 12 horas, al menos 18 horas, al menos 24 horas, y a una temperatura de entre 25 y 37°C, preferiblemente 37°C.
En una realización particular del método I de la invención, la célula es una célula bacteriana o una célula eucariota, en donde si es una célula bacteriana se forman nanoesferas en el paso (b) y si es una célula eucariota se forman microesferas en el paso (b).
La primera y la segunda etapa del método para producir la proteína de fusión de la invención se pueden llevar a cabo de forma simultánea o bien de forma secuencial, de modo que primero se lleva cabo la expresión del primer polinucleótido y a continuación se someten las células a condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas y/o microesferas. En una realización particular, la primera y segunda etapa se llevan a cabo de forma simultánea, puesto que las condiciones a las que se someten las células para la expresión del primer y segundo polinucleótido son adecuadas para la formación de microesferas. En una realización más particular, dichas condiciones comprenden incubar las células en presencia del inductor, preferiblemente IPTG, durante un periodo de tiempo de al menos 30 minutos, al menos 1 hora, al menos 2 horas, al menos 3 horas, al menos 4 horas, al menos 5 horas, al menos 6 horas, al menos 12 horas, al menos 18 horas, al menos 24 horas, y a una temperatura de entre 25 y 37°C, preferiblemente 37°C.
La tercera etapa del método I consiste en concentrar las nanoesferas y/o microesferas. Para concentrar las nanoesferas/microesferas es necesario lisar las células en las que se han formado las nanoesferas/microesferas mediante cualquier método, como la incubación con un tampón de lisis o la sonicación, entre otros. Posteriormente, las nanoesferas/microesferas se pueden sedimentar mediante centrifugación, preferiblemente a una velocidad de aproximadamente 2700g. En una realización particular, una vez lisadas las células las nanoesferas/microesferas se lavan con un tampón que comprende un catión divalente. El término “catión divalente”, según se usa en la presente invención, se refiere a un ion cargado positivamente de cualquier metal de la tabla periódica que tenga una valencia de 2. Cationes divalentes adecuados para su uso en la presente invención incluyen, sin limitación, los cationes divalentes de Mg, Cd, Ca, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Sr y Zn. En una forma preferida de realización, el catión divalente es Mg2+. Concentraciones adecuadas de catión divalente para inducir la formación de agregados de la proteína muNS son, por ejemplo, al menos 0,5 mM, al menos 0,8 mM, al menos 1 mM, al menos 5 mM, al menos 10 mM, al menos 15 mM, al menos 20 mM o superiores. En una realización particular, las nanoesferas y/o microesferas se lavan con un tampón que comprende Mg2+, por ejemplo MgCh, preferiblemente a una concentración de 5 mM. En una realización aún más particular, las nanoesferas y/o microesferas se concentran siguiendo el protocolo de purificación que se indica en los ejemplos del presente documento.
En una realización particular, el método I de la invención comprende además purificar la proteína de fusión separándola de las nanoesferas y/o microesferas.
En el caso de que la proteína de fusión de la invención comprende el componente (¡i)(b) y una secuencia de reconocimiento por proteasas fusionada al extremo amino del motivo aceptador de una sortasa, puede ser útil escindir la secuencia de reconocimiento por proteasas de modo a que el motivo aceptador de una sortasa esté disponible para interactuar con la sortasa. Así, en una realización particular del método I de la invención, si la proteína de fusión comprende el componente (ii) (b) y una secuencia de reconocimiento por proteasas fusionada al extremo amino del motivo aceptador de una sortasa, el método comprende además poner la proteína de fusión en contacto con una proteasa específica para la secuencia de reconocimiento por proteasas que está fusionada al extremo amino de la secuencia aceptadora de sortasa, bajo condiciones adecuadas para la proteólisis de dicha secuencia de reconocimiento, con la consiguiente separación de la secuencia de reconocimiento por proteasas de la proteína de fusión. Las condiciones adecuadas para la proteólisis de dicha secuencia de reconocimiento por proteasas están descritas en esta descripción así como ejemplificadas en los ejemplos aquí descritos.
Con el fin de separar la proteína de fusión de las nanoesferas y/o microesferas es preciso someterlas a condiciones que conducen a su desintegración. Así, en una realización particular, el método I de la invención comprende además purificar la proteína de fusión separándola de las nanoesferas y/o microesferas, sometiendo para ello a las nanoesferas y/o microesferas a condiciones que conducen a su desintegración.
Las condiciones que conducen a la desintegración de las nanoesferas y/o microesferas incluyen, entre otras: incubación de las nanoesferas y/o microesferas con agentes desnaturalizantes, por ejemplo, urea o hidrocloruro de guanidinio, incubación de las nanoesferas y/o microesferas con detergentes iónicos, por ejemplo SDS a alta concentración, incubación con NaCI a concentraciones superiores a 500 mM, incubación con un tampón que no comprende cationes divalentes, preferiblemente que no comprende Mg2+.
En una realización particular, las condiciones que conducen a la desintegración de las nanoesferas y/o microesferas son la incubación con un tampón que no comprende cationes divalentes, preferiblemente que no comprende Mg2+.
En una realización particular, una vez desintegradas las nanoesferas y/o microesferas, la proteína de fusión se puede purificar mediante cualquier método conocido. Dicho método dependerá de la naturaleza del polipéptido de interés y será conocido por el experto en la materia. Las técnicas de purificación de polipéptidos son ampliamente conocidas en la técnica e incluyen, sin limitación, cromatografía de afinidad, cromatografía de exclusión, cromatografía de intercambio iónico, cromatografía de adsorción, inmunoprecipitación, etc.
Las nanoesfera/microesfera de la invención además de poder ser modificada por una sortasa e incorporar un componente de interés a la proteína de fusión de la invención, puede ser usada como plataforma para la incorporación de una segunda proteína de fusión que comprende la región IC de la proteína muNS de Ortoreovirus. Esto permite que la nanoesfera/microesfera de la invención se pueda usar para producir proteínas utilizando dicha segunda proteína de fusión.
Así, otro aspecto de la presente invención se relaciona con un método para producir una proteína, de ahora en adelante el método II de la invención, que comprende:
(a) expresar en una célula un primer polinucleótido que codifica una proteína de fusión de la invención y un según polinucleótido que codifica una segunda proteína de fusión que comprende los componentes: (i) un polipéptido seleccionado del grupo que consiste en:
- un polipéptido que comprende la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar,
- un polipéptido que comprende la secuencia 561-622 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero,
- una vahante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores que mantiene la capacidad de incorporarse a nanoesferas y/o microesferas, y
(¡i) un segundo polipéptido de interés, en donde el componente (¡i) es la proteína producida;
(b) someter dicha célula a condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas o microesferas, y
(c) concentrar las nanoesferas o microesferas.
En una realización particular el método II de la invención comprende purificar la proteína de fusión separándola de las nanoesferas o microesferas.
En una realización particular el método II de la invención el componente (¡i) está fusionado al extremo amino del componente (i) o al extremo carboxilo del componente (i).
Como comprenderá el experto en la materia, podrá ser de utilidad la separación del componente (¡i) del componente (i) en el método II de la invención. Una posibilidad para poder separar dichos componentes es el uso de un péptido cuya secuencia contiene una diana de corte para una proteasa, permitiendo de esta manera la separación de los dos componentes.
En una realización particular el método II de la invención la segunda proteína de fusión comprende una secuencia de reconocimiento por una proteasa entre sus componentes (i) y (¡i).
El término “proteasa”, o “peptidasas”, tal y como se usa en la presente invención, se refiere a enzimas que rompen los enlaces peptídicos de las proteínas, utilizando para eso una molécula de agua, por lo que se clasifican como hidrolasas. Ejemplos de sitios de corte de proteasas adecuados para incorporación en la proteína de fusión de la invención, sin limitación, incluyen enteroquinasa (sitio de corte DDDDK; SEQ ID NO: 5), factor Xa (sitio de corte IEDGR; SEQ ID NO: 6), trombina (sitio de corte LVPRGS; SEQ ID NO: 7), proteasa TEV (sitio de corte ENLYFQG; SEQ ID NO: 8), proteasa PreScission (sitio de corte LEVLFQGP; SEQ ID NO: 9), inteínas y similares. En una realización particular la secuencia de reconocimiento por proteasas es una secuencia de reconocimiento por enteroquinasa o una secuencia de reconocimiento por factor Xa.
En una realización particular del método II de la invención la segunda proteína de fusión comprende una secuencia de reconocimiento por una proteasa entre sus componentes (i) y (¡i), y el método II de la invención comprende además una etapa de separar la proteína producida del componente (i) de la segunda proteína de fusión a través de la incubación de la segunda proteína con una proteasa en condiciones que conducen a la escisión de la secuencia de reconocimiento por la proteasa.
En otra realización particular, el método II de la invención comprende además purificar la proteína de fusión separándola de las nanoesferas y/o microesferas sometiendo a las nanoesferas y/o microesferas a condiciones que conducen a su desintegración.
En otra realización particular del método II de la invención, la célula es una célula bacteriana o una célula eucariota, en donde si es una célula bacteriana se forman nanoesferas en el paso (b) y si es una célula eucariota se forman microesferas en el paso (b).
En otra realización particular del método II de la invención la proteína es la proteína IGRP.
Otro aspecto de la invención se relaciona con un método para producir un primer polipéptido de interés, de ahora en adelante el método III de la invención, en donde el método comprende las siguientes etapas:
(a) producir la proteína de fusión de la invención por el método I de la invención, en donde la proteína de fusión comprende:
- el componente (ii)(a) y un componente (iii) fusionado al extremo amino del componente (i), en donde el componente (iii) es el polipéptido de interés y
- una secuencia de reconocimiento por una proteasa entre sus componentes (i) y (iii),
(b) someter a las nanoesferas y/o microesferas a condiciones que conducen a su desintegración, produciéndose la separación de la proteína de fusión y las nanoesferas o microesferas,
(c) poner en contacto el producto resultante de la etapa (b) con una proteasa específica para la secuencia de reconocimiento que conecta los componentes (i) y (iii) de la proteína de fusión bajo condiciones adecuadas para la proteólisis de dicha proteína de fusión, con la consiguiente separación de los componentes (i) y (iii) de la proteína de fusión,
(d) someter el producto de la etapa (c) a condiciones adecuadas para la formación de las nanoesferas o microesferas y
(e) separar las nanoesferas o microesferas del componente (iii).
En una realización particular, la secuencia de reconocimiento por una proteasa que une los componentes (i) y (iii) de la proteína de fusión es una secuencia de reconocimiento por enteroquinasa (sitio de corte DDDDK- SEQ ID NO: 5), factor Xa (sitio de corte IEDGR- SEQ ID NO: 6), trombina (sitio de corte LVPRGS- SEQ ID NO: 7), proteasa TEV (sitio de corte ENLYFQG - SEQ ID NO: 8), proteasa PreScission (sitio de corte LEVLFQGP - SEQ ID NO: 9), ¡nteínas o similares. En una realización más particular, la secuencia de reconocimiento por proteasas es una secuencia de reconocimiento por enteroquinasa o una secuencia de reconocimiento por factor Xa. En una realización aún más particular, la secuencia de reconocimiento por proteasas es la secuencia de SEQ ID NO: 5 o la secuencia de SEQ ID NO: 6.
Las condiciones adecuadas para la proteólisis de la proteína de fusión comprenden poner en contacto la proteína de fusión con la proteasa específica para la secuencia de reconocimiento que conecta los componentes (i) y (iii) de la proteína de fusión bajo condiciones de pH, temperatura, etc. que dependerán de la proteasa concreta a utilizar. El experto en la materia sabe determinar estas condiciones para cada proteasa particular.
Las condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas y/o microesferas incluyen poner en contacto el producto resultante de la etapa (a) con un tampón que contiene un catión divalente, tal y como se ha descrito previamente. En una forma preferida de realización, el catión divalente es Mg2+. Concentraciones adecuadas de catión divalente para inducir la formación de agregados de la proteína muNS son, por ejemplo, al menos 0,01 mM, al menos 0,1 mM, al menos 1 mM, al menos 2 mM, al menos 3 mM, al menos 4 mM, al menos 5 mM o superiores. En una realización particular, dichas condiciones comprenden la incubación con un tampón que comprende Mg2+, preferiblemente a una concentración de 5 mM.
De acuerdo al presente método, cuando las nanoesferas y/o microesferas se vuelven a formar el componente (i) de la proteína de fusión se integra de nuevo en dichas nanoesferas y/o microesferas, quedando libre el componente (iii) de la proteína de fusión. Por tanto, este es un método adecuado para la purificación de proteínas. Otro aspecto de la presente invención se relaciona con una proteína obtenible según el método I, II o III de la invención.
Otro aspecto de la presente invención se relaciona con un método para producir una nanoesfera o microesfera de la invención, de ahora en adelante el método IV de la invención, que comprende las etapas de:
(a) producir la proteína de fusión por el método I de la invención, y
(b) someter dicha célula a condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas o microesferas.
En una realización particular del método IV de la invención la célula es una célula bacteriana o una célula eucariota, en donde si es una célula bacteriana se forman nanoesferas en el paso (b) y si es una célula eucariota se forman microesferas en el paso (b).
Las condiciones de incubación de las nanoesferas o microesferas en presencia de una sortasa son conocidas del experto de la técnica.
En una realización particular, el método IV de la invención comprende además la etapa de incubar las nanoesferas y/o microesferas en presencia de una sortasa que reconoce el motivo de reconocimiento de una sortasa del componente(ii)(a) de la proteína de fusión y un sustrato que comprende un motivo aceptador de una sortasa, obteniéndose una nanoesfera y/o microesfera que comprende el substrato que comprende el motivo aceptador de una sortasa.
En una realización particular, el método IV de la invención comprende además la etapa de incubar las nanoesferas y/o microesferas en presencia de una sortasa que reconoce el motivo aceptador de una sortasa en el componente(ii)(b) de la proteína de fusión y un sustrato que comprende un motivo de reconocimiento de una sortasa obteniéndose nanoesferas y/o microesferas que comprenden el substrato que comprende el motivo de reconocimiento de sortasa.
En una realización particular del método IV de la invención la sortasa es sortasa A, el motivo de reconocimiento es la secuencia SEQ ID NO: 22 o SEQ ID NO: 23 y el motivo aceptador de una sortasa es una secuencia de poliglicina, preferiblemente la secuencia GGG. En una realización particular del método IV de la invención la etapa de incubar las nanoesferas y/o microesferas en presencia de una sortasa se realiza en la presencia de un exceso de iones de calcio (Ca2+) y en la ausencia de grupos fosfato (PO '). En otra realización particular del método IV de la invención, la etapa de incubar las nanoesferas y/o microesferas en presencia de una sortasa se realiza a un pH de entre 6,5 a 8,5, preferiblemente a un pH de 7,5, a una temperatura de entre 35°C a 38°C, preferiblemente 37°C, durante 3 horas (h) a 5 h, preferiblemente 4 h.
En otra realización particular del método IV de la invención, la etapa de incubar las nanoesferas y/o microesferas en presencia de una sortasa se realiza en presencia de un exceso de iones de calcio y la ausencia de grupos fosfato a un pH de 7,5 durante 4h.
En otra realización particular del método IV de la invención, la reacción durante la etapa de incubar las nanoesferas y/o microesferas en presencia de una sortasa se detiene con la adición de un exceso de ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) (Número CAS: 60-00-4).
Otra realización particular del método IV de la invención se purifican las nanoesferas o microesferas entre la etapa (b) y de incubar las nanoesferas y/o microesferas en presencia de una sortasa.
Composiciones farmacéuticas
Todas las definiciones y realizaciones particulares anteriormente descritas en relación con otros aspectos de la presente invención son igualmente aplicables a los presentes aspectos y sus realizaciones particulares.
La proteína de fusión de la invención y la nanoesfera o microesfera de la invención se pueden usar para desarrollar composiciones farmacéuticas y en usos terapéuticos.
Así, otro aspecto de la presente invención se relaciona con una composición farmacéutica o composición inmunogénica, de ahora en adelante la composición farmacéutica de la invención o la composición inmunogénica de la invención, que comprende la nanoesfera y/o microesfera de la invención y un excipiente farmacéuticamente aceptable.
El término "composición inmunogénica" se refiere a una composición que es capaz de provocar, establecer o inducir una respuesta inmunitaria en un sujeto, sea una respuesta inmunitaria celular o mediada por anticuerpos, a la composición tras su administración. Una "composición inmunogénica" comprende moléculas con propiedades antigénicas, como bacterias o virus muertos o atenuados, y también poli péptidos inmunogénicos. Un polipéptido inmunogénico se denomina generalmente antigénico. Una molécula es "antigénica" cuando es capaz de interactuar específicamente con una molécula de reconocimiento de antígenos del sistema inmunitario, como una inmunoglobulina (anticuerpo) o un receptor de antígenos de células T. Debe entenderse que, en la presente invención, la composición inmunogénica de la invención comprende como la proteína de fusión de la invención y opcionalmente las nanoesferas o microesferas de la invención.
Como será evidente para el experto en la técnica, una vacuna es una composición inmunogénica. Así, en una realización particular, la composición inmunogénica es una vacuna o composición de vacuna. El término "vacuna" o "composición de vacuna", tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a una composición inmunogénica que es capaz de provocar, establecer, inducir o mejorar una respuesta inmunitaria frente a una enfermedad particular, en donde dicha respuesta inmunitaria es de tipo celular o mediada por anticuerpos, tras la administración al sujeto que es protectora. Una vacuna o composición vacunal suele contener un agente que se asemeja a un microorganismo causante de la enfermedad o a una parte del mismo (por ejemplo, un polipéptido). Las vacunas o composiciones vacunales pueden ser profilácticas o terapéuticas. El término "composición vacunal", tal y como también se utiliza aquí, se refiere a una composición inmunogénica de la invención complementada con excipientes portadores farmacéuticamente aceptables, que cuando se administra a un sujeto, provoca, o es capaz de provocar directa o indirectamente, una respuesta inmunitaria en el huésped o sujeto que es protectora frente al microorganismo causante de la enfermedad.
Se entiende por "excipiente farmacéuticamente aceptable" una sustancia terapéuticamente inactiva que se usa para incorporar el ingrediente activo y que es aceptable para el paciente desde un punto de vista farmacológico/toxicológico y para el químico farmacéutico que la fabrica desde un punto de vista físico/químico con respecto a la composición, formulación, estabilidad, aceptación del paciente y biodisponibilidad. El excipiente o vehículo también incluye cualquier sustancia que sirva para mejorar la administración y la efectividad del principio activo dentro de la composición farmacéutica. Ejemplos de vehículos farmacéuticamente aceptables incluyen uno o más de agua, solución salina, solución salina tamponada con fosfato, dextrosa, glicerol, etanol y similares, así como combinaciones de los mismos. En muchos casos, será preferible incluir agentes ¡sotónicos, por ejemplo, azúcares, polialcoholes tales como manitol, sorbitol o cloruro de sodio en la composición. Los vehículos farmacéuticamente aceptables pueden comprender además cantidades menores de sustancias auxiliares tales como agentes humectantes o emulsionantes, conservantes o tampones, que aumentan la vida útil o la eficacia de las microesferas o de las composiciones que forman parte de las composiciones farmacéuticas. Ejemplos de vehículos apropiados se conocen bien en la bibliografía (véase, por ejemplo, Remington's Pharmaceutical Sciences, 19a ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995). En algunos casos, puede agregarse un desintegrante tal como polivinilpirrolidona reticulada, agar, ácido algínico o alginato de sodio. El número y la naturaleza de los excipientes farmacéuticamente aceptables dependen de la forma de dosificación deseada. Los excipientes farmacéuticamente aceptables son conocidos por los expertos en la técnica (Faulí y Trillo C. (1993) "Tratado de Farmacia Galénica", Luzán 5, S.A. Ediciones, Madrid).
Las composiciones farmacéuticas de la invención se pueden administrar por cualquier vía adecuada, tal como oral, subcutánea, intravenosa, intraperitoneal o intramuscular.
Usos médicos
Todas las definiciones y realizaciones particulares anteriormente descritas en relación con otros aspectos de la presente invención son igualmente aplicables a los presentes aspectos y sus realizaciones particulares.
Como será evidente para el experto en la técnica, la proteína de fusión y/o las nanoesferas o microesferas tienen uso en medicina. Así, otro aspecto de la invención se relaciona con las nanoesferas y/o microesferas de la invención para su uso en medicina.
Otro aspecto de la presente invención se relaciona con las nanoesferas y/o microesferas de la invención o la composición inmunogénica de la invención para su uso en el tratamiento y/o prevención de la lengua azul, de ahora en adelante el primer uso médico de la invención, en donde las proteínas de fusión que comprende la nanoesfera/microesfera se caracterizan por comprender al menos uno de: la proteína exterior de la cápside 2 (VP2) del virus de la lengua azul 4 (BTV); la proteína del núcleo 7 (VP7) del virus de la lengua azul 10 (BTV); la proteína non estructural 1 (NS1) del virus de la lengua azul 4 (BTV); una proteína con una secuencia funcionalmente equivalente a cualquiera de las anteriores. El término “lengua azul” o “fiebre catarral ovina” es una enfermedad vírica no contagiosa que afecta a los rumiantes domésticos y salvajes (principalmente a las ovejas, pero también a los bovinos, las cabras, los búfalos, los antílopes, los ciervos o los alces) y que es transmitida por los mosquitos de la especie Culicoides. El virus que causa la lengua azul, virus de la lengua azul (BTV acrónimo derivado del inglés Bluetongue Virus) se identifica como un miembro del género Orbivirus de la familia Reoviridae. La especie del virus de la lengua azul, o serogrupo, engloba 24 serotipos conocidos y otros atípicos recientemente descritos. La infección por el virus de la lengua azul (VLA) puede ser inapreciable en muchos animales, pero también puede causar una enfermedad mortal en una proporción de rumiantes infectados. La gravedad de la enfermedad varía entre las distintas especies y cepas, siendo los síntomas más graves en las ovejas, que provocan la muerte, la pérdida de peso y la alteración del crecimiento de la lana. En las ovejas muy susceptibles, la morbilidad puede llegar al 100%, en cuanto la mortalidad oscila entre el 2 y el 30%, pero puede llegar al 70%.
El término “proteína exterior de la cápside 2” o “VP2”, tal y como se usa aquí, hace referencia a una de las dos proteínas (con la VP5) que constituyen la cápside externa de la partícula vírica del BTV. LA VP2 es la principal partícula inmunogénica principal del BTV. VP2 es responsable de la adhesión viral a la célula huésped diana, probablemente por unión al ácido siálico. Esta unión induce la internalización del virión predominantemente por endocitosis dependiente de clatrina. En una realización particular del tratamiento de lengua azul de la invención, la proteína exterior de la cápside 2 del BTV4 comprende la secuencia identificada por el número de acceso P12434 en la base de datos de UniprotKB (Versión de la entrada 70, 14 de diciembre de 2022; versión de la secuencia 2, 1 de noviembre de 1991).
El término “proteína del núcleo 7” o “VP7”, tal y como se usa aquí, hace referencia a una de las proteínas del núcleo de BTV, la cual es accesible desde la superficie de un virus intacto. VP7 parece ser importante para las interacciones del virus con las células de los insectos. En una realización particular del tratamiento de lengua azul de la invención, la proteína del núcleo 7 del BTV4 comprende la secuencia identificada por el número de acceso P69361 en la base de datos de UniprotKB (Versión de la entrada 77, 14 de diciembre de 2022; versión de la secuencia 1 , 3 de marzo de 2005).
El término “proteína no estructural 1” o “NS1”, tal y como se usa aquí, hace referencia a un regulador positivo de la síntesis proteica viral. En una realización particular del tratamiento de lengua azul de la invención, la proteína del núcleo 7 del BTV4 comprende la secuencia identificada por el número de acceso Q1 W9P8 en la base de datos de UniprotKB (Versión de la entrada 16, 14 de diciembre de 2022; versión de la secuencia 1 , 2 de mayo de 2006).
En el caso del primer uso médico de la invención, la expresión “secuencia funcionalmente equivalente” se refiere a que las vahantes de las proteínas VP2, VP7 o NS1 mantienen totalmente o parcialmente su capacidad de funcionar como polipéptidos inmunogénicos, tal como descrito anteriormente.
Las vahantes funcionalmente equivalentes de la proteína VP2, VP7 o NS1 incluyen aquellas que muestran al menos un al menos 60%, al menos 65%, al menos 70%, al menos 75%, al menos 80%, al menos 85%, al menos 90%, al menos 91%, al menos 92%, al menos 93%, al menos 94%, al menos 95%, al menos 96%, al menos 97%, al menos 98% o al menos 99% de identidad de secuencia con respecto a las secuencias de las que derivan.
En el contexto de la invención, se entiende por “tratamiento y/o prevención de la lengua azul” la administración de las nanoesferas y/o microesferas de la invención para prevenir o retrasar la aparición de síntomas, complicaciones o indicaciones bioquímicas de la infección, para aliviar sus síntomas o para detener o inhibir su desarrollo y progresión tal como, por ejemplo, la muerte. El tratamiento puede ser un tratamiento profiláctico para evitar la aparición de la enfermedad o para prevenir la manifestación de sus síntomas clínicos o subclínicos o un tratamiento terapéutico para eliminar o aliviar los síntomas después de la manifestación de la enfermedad.
En una realización particular del primer uso médico de la invención, el tratamiento se realiza en un sujeto.
El término "paciente" o "sujeto", como se usa en el presente documento, se refiere a cualquier animal, preferiblemente un mamífero e incluye, entre otros, animales domésticos y de granja, primates y seres humanos, por ejemplo, seres humanos, no humanos primates, vacas, caballos, cerdos, ovejas, cabras, perros, gatos o roedores como ratas y ratones. En una realización preferida, el sujeto es un ser humano de cualquier edad o raza.
En una realización particular el primer uso médico de la invención comprende la administración de una cantidad terapéuticamente eficaz de las nanoesferas y/o microesferas. En otra realización particular del primer uso médico de la invención la nanoesfera y/o microesfera se administra en ausencia de un adyuvante. Sin querer estar vinculado a una teoría en particular, se considera que la administración de antígenos en ausencia de adyuvante favorece el desarrollo de una respuesta de tolerancia en el organismo, en lugar de una respuesta inflamatoria.
La expresión "cantidad terapéuticamente efectiva", como se usa en el presente documento, se entiende como una cantidad capaz de proporcionar un efecto terapéutico, y que puede ser determinada por la persona experta en la técnica por medios comúnmente utilizados. En particular, la cantidad terapéuticamente eficaz de las nanoesferas y/o microesferas de la invención es aquella capaz de provocar una respuesta inmune en el sujeto. La cantidad de nanoesferas y/o microesferas de la invención que puede incluirse en las composiciones farmacéuticas según la invención vanará dependiendo del sujeto y el modo particular de administración. Los expertos en la materia apreciarán que las dosificaciones también pueden determinarse con orientación de The Pharmacological Basis of Therapeutics de Goodman y Goldman, novena edición (1996), apéndice II, páginas 1707-1711 y de The Pharmacological Basis of Therapeutics de Goodman y Goldman, Décima Edición (2001), Apéndice II, pp. 475- 493.
Otro aspecto de la presente invención se relaciona con las nanoesferas y/o microesferas de la invención o composición inmunogénica de la invención para su uso en tratamiento y/o prevención de la peste equina africana, de ahora en adelante el segundo uso médico de la invención, en donde las proteínas de fusión que comprende la nanoesfera se caracterizan por comprender al menos uno de: la proteína no estructural 1 (NS1) del virus de peste equina africana (AHSV); una proteína con una secuencia funcionalmente equivalente a cualquiera de las anteriores.
El término “virus de peste equina africana” o “AHSV” (del inglés African Horse Sickness), tal y como se usa en la presente descripción, designa el Orbivirus AHSV, de la Familia Reoviridae, con virión icosaédrico desnudo de 60-80 nm., muy similar a los agentes de la Lengua Azul ovina o la Enfermedad Hemorrágica Epizoótica de los ciervos. El AHSV es resistente a disolventes orgánicos, sales biliares, pero es sensible a los pHs no neutros, al calor y la putrefacción. Posee 9 tipos serológicos con antígenos fijadores de complemento comunes, pero con protección cruzada sólo entre el 6 y el 9. Virulencia variable, máxima en el serotipo 4, con mortalidad mayor del 90%, y mínima en el serotipo 9, en que oscila entre el 70 y el 80%. EL AHSV es causador de una enfermedad vírica aguda del equino, transmitida por artrópodos, de elevada mortalidad, presentación estacional y curso febril agudo, con cuadros cardíacos y pulmonares, y lesiones edematosas y hemorrágicas.
En una realización particular del segundo uso médico de la invención, la proteína no estructural 1 del AHSV comprende la secuencia identificada por el número de acceso P87505 en la base de datos de UniprotKB (Versión de la entrada 49, 14 de diciembre de 2022; versión de la secuencia 1 , 1 de mayo de 1997).
El agente causal es el Orbivirus AHSV, de la Familia Reovihdae, con virión icosaédrico desnudo de 60-80 nm., muy similar a los agentes de la Lengua Azul ovina o la Enfermedad Hemorrágica Epizoótica de los ciervos. Resiste disolventes orgánicos, sales biliares, pero es sensible a los pHs no neutros, al calor y la putrefacción. Es cultivable en células HeLa y BHK 21 , y se puede aislar en huevo embrionado y ratón lactante. Posee 9 tipos serológicos con antígenos fijadores de complemento comunes, pero con protección cruzada sólo entre el 6 y el 9. Virulencia variable, máxima en el serotipo 4, con mortalidad mayor del 90%, y mínima en el serotipo 9, en que oscila entre el 70 y el 80%.
En el caso del segundo uso médico de la invención, la expresión “secuencia funcionalmente equivalente” se refiere a que las vahantes de la proteína NS1 de AHSV mantienen totalmente o parcialmente su capacidad de funcionar como polipéptidos inmunogénicos, término descrito anteriormente.
Las vanantes funcionalmente equivalentes de la proteína NS1 incluyen aquellas que muestran al menos un al menos 60%, al menos 65%, al menos 70%, al menos 75%, al menos 80%, al menos 85%, al menos 90%, al menos 91%, al menos 92%, al menos 93%, al menos 94%, al menos 95%, al menos 96%, al menos 97%, al menos 98% o al menos 99% de identidad de secuencia con respecto a las secuencias de las que derivan.
En una realización particular del segundo uso médico de la invención, el tratamiento se realiza en un sujeto., preferiblemente, preferiblemente un mamífero e incluye, entre otros, animales domésticos y de granja, primates y seres humanos, por ejemplo, seres humanos, no humanos primates, vacas, caballos, cerdos, ovejas, cabras, perros, gatos o roedores como ratas y ratones.
En una realización particular el segundo uso médico de la invención comprende la administración de una cantidad terapéuticamente eficaz de las nanoesferas y/o microesferas. En otra realización particular del tratamiento de la peste equina africana de la invención la nanoesfera se administra en ausencia de un adyuvante.
Otro aspecto de la presente invención se refiere a nanoesferas y/o microesferas de la invención o composición farmacéutica de la invención para su uso en el tratamiento y/o prevención de diabetes tipo 1 , de ahora en adelante el tercer uso médico de la invención, en donde la proteína de fusión que comprende la nanoesfera y/o microesfera se caracteriza por comprender la proteína glucosa-6-fosfatasa 2 (IGRP) según la secuencia con el número de acceso Q9NQR9 de la base de datos UniProt, entrada del 3 de agosto de 2022, versión 1 de la secuencia.
El término “diabetes tipo 1” o “diabetes mellitus tipo I” o “diabetes juvenil” o “diabetes mellitus insulino-dependiente”, tal y como aquí se utiliza, se refiere a una enfermedad metabólica caracterizada por una destrucción selectiva de las células beta del páncreas causando una deficiencia absoluta de insulina. Se diferencia de la diabetes tipo 2 porque es un tipo de diabetes caracterizada por darse en época temprana de la vida, generalmente antes de los 30 años. Sólo 1 de cada 20 personas diabéticas tiene diabetes tipo 1 , la cual se presenta más frecuentemente en jóvenes y niños. La diabetes tipo 1 se clasifica en casos autoinmunes — la forma más común — y en casos idiopáticos. El término “diabetes tipo 1”, tal y como aquí se utiliza, incluye tanto diabetes tipo 1 clásica, que se diagnostica generalmente antes de los 30 años y precisa tratamiento con insulina desde que se hace el diagnóstico, como diabetes autoinmune latente del adulto, que se diagnostica a partir de los 30 años y no suele requerir tratamiento con insulina en los 3-6 meses tras el diagnóstico.
En una realización particular del tercer uso médico de la invención, la diabetes tipo 1 es diabetes tipo 1 autoinmune. El término “diabetes tipo 1 autoinmune”, tal y como aquí se utiliza, se refiere a enfermedad autoinmune en la que existe una destrucción selectiva de las células B del páncreas mediada por linfocitos T activados en sujetos con haplotipos HLA de predisposición. Después de un período preclínico de duración variable, durante el cual el paciente permanece asintomático, cuando la masa de células productoras de insulina llega a un valor crítico el paciente presenta la sintomatología clásica: poliuria, polidipsia, polifagia, pérdida de peso y una progresiva cetosis que puede acabar en cetoacidosis, si no se instaura tratamiento con insulina exógena.
En una realización más particular del tercer uso médico de la invención, la diabetes tipo 1 es “diabetes autoinmune latente del adulto” o “LADA” (del inglés, “latent autoinmune diabetes of the adult”), tal y como se usa en el presente documento, se refiere a un tipo de diabetes autoinmune que se diagnostica en la edad adulta, normalmente a partir de los 30 años, en sujetos que son positivos para al menos un autoanticuerpo de los que están normalmente presentes en pacientes con diabetes tipo 1 clásica, por ejemplo, anticuerpos anti islotes pancreáticos (ICA, del inglés “islet cell antibodies”), anticuerpos anti-decarboxilasa del ácido glutámico (GADA, del inglés “glutamic acid decarboxylase antibodies”), anticuerpos asociados a isulinoma (IA-A2, del inglés “islet antigen-2 antibodies”) o anticuerpos anti-insulina (IAA, del inglés “insulin autoantibodies”), y que no requieren tratamiento con insulina en los primeros 3 o 6 meses tras el diagnóstico. La diabetes autoinmune del adulto se diferencia de la diabetes tipo 1 por el fallo lentamente progresivo de las células p y la consecuente dependencia gradual de insulina. En pacientes con LADA la función de las células normalmente se ve afectada dentro de los seis años posteriores al diagnóstico.
En una realización preferida del tercer uso médico de la invención, el sujeto es un ser humano de cualquier edad o raza. En una realización particular, el sujeto está en riesgo de desarrollar diabetes tipo 1. Un sujeto que presenta riesgo de desarrollar diabetes tipo 1 es aquel individuo con un familiar directo (hermano/a) con diabetes tipo 1 diagnosticada y que, además, presenta múltiples (>2) autoanticuerpos en suero dirigidos contra islotes pancreácticos (ICA), anti- decarboxilasa del ácido glutámico 65 (GADA65), antígeno de islotes 2 (IA-2) o el transportador de ZnT8 (ZnT8).
En una realización particular del tercer uso médico de la invención comprende la administración de una cantidad terapéuticamente eficaz de las nanoesferas y/o microesferas. En otra realización particular del tratamiento de diabetes tipo 1 de la invención la nanoesfera y/o microesfera se administra en ausencia de un adyuvante.
En otra realización particular del tercer uso médico de la invención, la administración de la nanoesfera y/o microesfera es por vía subcutánea o intravenosa.
Otro aspecto de la presente invención se relaciona con un método para inducir diabetes tipo 1 en un modelo animal, de ahora en adelante el método V de la invención, que comprende administrar a un animal una cantidad eficaz de la nanoesfera y/o microesfera de la invención, en donde la proteína de fusión que comprende la nanoesfera y/o microesfera se caracteriza por comprender la proteína glucosa-6-fosfatasa 2 (IGRP). En una realización particular, la proteína glucosa-6-fosfatasa 2 (IGRP) tiene la secuencia con el número de acceso Q9NQR9 de la base de datos UniProt, entrada del 3 de agosto de 2022, versión 1 de la secuencia.
La proteína IGRP es capaz de inducir diabetes cuando se administra a un ratón en forma de vacuna de ADN (Fuchs et al., Clinical and Experimental Immunolgoy, 2014, 176: 199-206). En una realización particular, las vahantes funcionalmente equivalentes de la proteína IGRP conservan la capacidad de inducir diabetes de la proteína IGRP de la que derivan. La capacidad de una proteína de inducir diabetes en un modelo animal se puede determinar por métodos conocidos por el experto en la materia, por ejemplo, mediante la determinación de los niveles de glucosa en orina o en sangre. Por ejemplo, Fuchs et al. (supra) consideraron que existe diabetes en el modelo muhno cuando se obtienen dos medidas consecutivas de niveles de glucosa en orina de más de 5,5 mmol/L o en sangre de más de 13,9 mmol/L. Además, la proteína IGRP tiene actividad glucosa 6-fosfatasa, es decir, es capaz de catalizar la defosfohlación de glucosa-6-fosfato a glucosa. En una realización particular del método V de la invención, las vahantes funcionalmente equivalentes de la proteína IGRP conservan la actividad fosfatasa de la proteína IGRP de la que derivan. La actividad glucosa-6-fosfatasa se puede determinar por métodos conocidos por el experto en la materia, por ejemplo, métodos basados en la detección de fosfato inorgánico en soluciones acuosas, como el método del verde de malaquita (Petrolonis et al., supra), o métodos basados en la detección de glucosa- 6-fofasto, como por ejemplo los métodos basados en el sistema glucosa oxidasa/peroxidasa (Mao, H., et al., Anal. Chem. 2002, 74, 379-385).
En una realización particular del método V de la invención, el método comprende administrar a un animal una cantidad eficaz de la nanoesfera y/o microesfera de la invención.
El término “cantidad eficaz” se refiere a que la cantidad de nanoesferas y/o microesferas conlleva a que se considere que el sujeto al cual se administra la nanoesfera y/o microesfera tiene diabetes.
En otra realización particular del método V de la invención la administración se hace vía subcutánea o intramuscular.
En otra realización particular del método V de la invención la nanoesfera y/o microesfera se administra junto con un adyuvante.
*** Los siguientes ejemplos sirven para ¡lustrar la invención y no deben ser considerados como limitativos del alcance de la misma.
EJEMPLOS
Ejemplo 1
Materiales y Métodos y Resultados muNS-HA o HA-muNS no forma inclusiones citoplasmáticas
Para purificar la proteína muNS-M¡ se creó una proteína marcada con el epítopo hemaglutinina (HA) fusionada en el extremo carboxilo terminal de la proteína. El análisis de su expresión en células HeLa mediante inmunofluorescencia demostró que la adición de la etiqueta en el extremo C-terminal de la proteína muNS-M¡ llevó a la pérdida de la capacidad de muNS-M¡ de formar inclusiones citoplasmáticas (Figura 4).
Construcción de los plásmidos pET Duet 1- MiST y pET Duet 1- MiST/IC-AvPAL.
La secuencia de muNS-M¡ se obtuvo por amplificiación por PCR a partir del plásmido pCIneo- muNS (488-635) (Brandariz-Nuñez et al. A 2010, PLoS ONE 5(11) e13785) usando como cebador positivo 5'- CATGCCATGGCACCAGCCGTACTGCTGTC-3' (subrayada la diana Ncol y doblemente subrayado el ATG iniciador) (SEQ ID NO: 27) y como cebador negativo se usó 5'- TTGCGGCCGCAATCAGCCGGTTTCCGGCAGCAGATCATCCACC -3' (subrayada la diana Notl y doblemente subrayado el codon stop) (SEQ ID NO: 28) que contiene la secuencia del motivo de la sortasa seguido de un codon stop. El producto amplificado se insertó en el primer polylinker del plásmido pET Duetl para generar el plásmido pET Duet1-M¡ST. La corrección de su secuencia y la presencia del motivo de la sortasa se confirmaron mediante secuenciación Sanger. La secuencia de la fenilalanina amonio liasa de Anabaena vaiabilis (AvPAL) marcada con IC en su N-terminal se obtuvo por digestión con enzimas de restricción del plásmido pET Duetl -muNS-Mi/2-IC-AvPAL obtenido previamente en nuestro laboratorio (resultados propios no publicados) y se insertó en el segundo polylinker del plásmido pET Duetl -MiST para obtener el plásmido pET Duetl -MiST/2-IC-AvPAL. La corrección de la secuencia fue confirmada por secuenciación Sanger.
Expresión y purificación de MiST.
Las bacterias competentes BL21 (DE3) se transformaron con el plásmido pET Duetl -MiST y la expresión de la proteína se indujo mediante incubación a 37°C durante 3 horas en presencia de 1mM de IPTG. Cuando se analizaron los extractos bacterianos totales por SDS-PAGE, se observó la presencia de una fuerte banda proteica con el PM aparente de MiST en el gel teñido (Figura 1 carril 2) que no estaba presente en los extractos de las bacterias no inducidas (Figura 1 , carril 1). A continuación, se siguió el protocolo publicado para la purificación de las NS (Barreiro-Piñeiro, N. et al. 2018, Scientific Reports 8, 16286) dando como resultado el material purificado que se muestra en el carril 3 de la Figura 1 , lo que indica la correcta formación de las NS. Además, las NS se observaron al microscopio óptico y también se caracterizaron por DLS como partículas con un diámetro medio de unos 460 nm. Para confirmar aún más la correcta formación de las NS, las bacterias no inducidas e inducidas por IPTG fueron precipitadas, fijadas y analizadas por TEM. La imagen de la Figura 1 b muestra la presencia de las típicas NS derivadas de muNS dentro de las bacterias inducidas, que no estaban presentes en las no transformadas (no se muestra).
Derivatización superficial de Mi ST mediada por sortasa
El siguiente paso fue probar si las NS formadas por MiST son capaces de reaccionar con un compuesto que contenga poliG catalizado por la sortasa. Para ello, se utilizó Sortasa 5A (SiMPLe Protein Labeling Kit, BPS Bioscience) y el sustrato fluorescente AZDye 488-Gly-Gly- Gly (Click Chemistry Tools, fórmula en la Figura 2a). Así, se incubaron las NS de muNS-M¡ o las NS MiST purificadas a temperatura ambiente durante toda la noche con el sustrato en presencia de sortasa A. Tras la incubación, ambas muestras se dializaron para eliminar el exceso de sustrato y luego se observaron al microscopio de fluorescencia. La fluorescencia mostrada por la NS que contenía el motivo sortasa, era evidente al observarlas en el microscopio de fluorescencia (Figura 2a, imagen MiST-IC), mientras que no se observó fluorescencia en las NS muNS-M¡ bajo las mismas condiciones (Figura 3a. Imagen muNS-M¡), indicando el éxito de la reacción.
Para eliminar la posibilidad de que una asociación inespecífica no covalente fuera la causa del etiquetado fluorescente observado, se sometieron ambas preparaciones de NS a SDS- PAGE y el gel sin teñir ni fijar se observó bajo luz UV, mostrando una banda fluorescente fuerte y clara correspondiente al peso molecular de MiST (Figura 2b, carril 4), mientras que no apareció ningún etiquetado fluorescente ni en el carril correspondiente a muNS-M¡ (Figura 2b, carril 3), ni en ningún caso cuando la sortasa y el sustrato fluorescente estaban ausentes (Figura 2b, carriles 1 y 2). La presencia, la cantidad y la identidad de ambas proteínas también se confirmó en paralelo mediante un análisis de Western-blot utilizando un anticuerpo anti- muNS (Figura 2c). Estos resultados demuestran inequívocamente que la unión covalente entre el sustrato fluorescente y MiST catalizada por la sortasa A fue la causa del etiquetado de MiST. El análisis Western-blot también muestra la ligera diferencia de tamaño entre muNS- Mi y MiST, debido a la adición de la secuencia sortasa-objetivo (Figura 2c, comparar carriles 1 y 2 o 3 y 4).
A continuación, se analizaron los efectos que la derivatización superficial de las MiST-NS con el AZDye tenía sobre su tamaño y carga. El análisis DLS mostró que la modificación mediada por la sortasa produjo un aumento aparente del tamaño de las NS de unos 19 nm. También se observó un aumento de la carga negativa medida por el potencial Z. Ambos resultados se ajustan perfectamente a las características de la molécula añadida (ver fórmula en la figura 2).
Tabla 1 - Análisis y comparación por DLS de MiST-IC no etiquetado o etiquetado AZDye 488-Gly-Gly-Gly
Figure imgf000063_0001
Co-puríf¡cac¡ón de una proteína externa con MiST en NS
Habiendo demostrado que MiST es capaz de formar NS correctamente y que esas NS también reaccionan con sustratos PolyG a través del motivo de sortasa C-terminal añadido, el siguiente paso fue comprobar si esta nueva construcción también era capaz de capturar proteínas marcadas con IC como la muNS-M¡ nativa. Así, como se ha mencionado en el punto 1 , se construyó el plásmido pET Duet1-M¡ST/IC-AvPAL. Éste impulsa la expresión simultánea de MiST (a partir del polilinker 1) y de IC-AvPAL a partir del polilinker 2. Después de la inducción con IPTG en bacterias BL21 (DE3), las bandas correspondientes a los pesos moleculares de AvPAL y MiST eran aparentes en el gel teñido (Figura 3, comparar carriles 1 y 2). Tras seguir el protocolo de los inventores publicado para la purificación de NS (Barreiro-Piñeiro, N. et al. 2018, Scientific Reports 8, 16286), ambas proteínas estaban aparentemente presentes en el NS, por lo que permanecieron asociadas (Figura 3, carril 3). Cuando se comparó con las NS purificadas en paralelo con la muNS-M¡ no modificada, ambas preparaciones de NS fueron extremadamente similares (Figura 3, comparar carriles 4 y 5), lo que indica que el comportamiento de la nueva construcción fue idéntico al de la muNS-M¡ no sólo en la formación de inclusiones, sino también en la asociación con las proteínas marcadas con IC y funcionará para todas las aplicaciones descritas de la metodología de IC-Tagging previamente caracterizada. De nuevo, la presencia de la secuencia diana de la sortasa en MiST (Figura 3, carril 5) reduce su migración en el gel de acrilamida en comparación con muNS-M¡ sin modificar (Figura 3, carril 4). Cuando las NS formadas por MiST y que contienen AvPAL se observaron bajo el TEM, se observaron estructuras de NS idénticas a las mostradas en la Figura 1 b, como se esperaba (no se muestra).
Conclusiones
- A pesar de las dificultades previstas, se ha desarrollado una nueva versión modificada de muNS-M¡, que se denominó MiST, que lleva una secuencia diana de sortasa A en su C-terminal.
MiST sigue siendo capaz de formar NS que capturan proteínas marcadas con IC, imitando así a muNS-M¡ en el sistema IC-Tagging.
- Además, las NS formadas por MiST pueden modificarse aún más con compuestos que poseen una fracción de poliglicina N-terminal (al menos 3xGly) por incubación con sortasa A.
Esta nueva versión de muNS aumenta enormemente la versatilidad de la metodología de etiquetado IC previamente caracterizada, ya que prácticamente cualquier compuesto puede añadirse a la superficie de las esferas ya formadas.
Ejemplo 2
Construcción de plásmidos pETDuet1.G4S-MiST y pETDuetl. G4S-MÍST/IC- AvPAL
La secuencia muNS-M¡ se obtuvo mediante amplificación por PCR a partir del plásmido pCIneo-muNS (488-635) (Brandariz-Nuñez et al, 2010 J. Virol. 84: 4289 - 4301) usando 5'- CATGCCATGGCACCAGCCGTACTGCTGTC-3' (SEQ ID NO: 36) como cebador directo. El cebador inverso fue 5'-
TTGCGGCCGCAATCAACCACCAGTCTCCGGGCAGAGAACCACCACCCAGATCATCCAC C-3' (SEQ ID NO: 37), que contiene la secuencia del motivo de reconocimiento de sortasa precedido por un motivo G4S (SEQ ID NO: 29) y seguido por un codón de parada. Este diseño permite la introducción de un motivo G4S en el extremo C-terminal de la secuencia muNS -Mi que funciona como un espaciador flexible antes del motivo LPETG (SEQ ID NO: 23). El producto amplificado se insertó en el primer poli-linker del plásmido pETDuetl para generar el plásmido pETDuetl . G4S-MÍST. La corrección de su secuencia fue confirmada mediante secuenciación de Sanger. La secuencia de fenilalanina amonio liasa (AvPAL ) de Anabaena variabais marcada con IC en su extremo N-terminal, se obtuvo mediante digestión con las enzimas de restricción Ndel y Bglll del plásmido pETDuetl . muNS-M¡ 2.IC- AvPAL obtenido previamente en nuestro laboratorio (resultados no publicados) y se insertó en el segundo poli- linker del plásmido pETDuet1.G4S-M¡ST para obtener el plásmido pETDuetl. G4S-MÍST/IC- AvPAL. La corrección de la secuencia se confirmó mediante secuenciación de Sanger.
Figuras 5 a 8 describen la expresión y purificación tanto para la versión “normal” (MiST) como con el linker (G4S-MÍST), así como para las respectivas versiones cargadas con el Enzima AvPAL etiquetado con IC. Los métodos de expresión y purificación de las nuevas versiones de G4S-MÍST son los mismos que los de MiST.
Tabla 2 muestra los valores de tamaño (nm), Pdl y potencial Z (mV) de las diferentes NS antes y después de reaccionar con el compuesto fluorescente en presencia de SrtA. Los datos se representan como media ± desviación estándar; n=3. Las diferencias significativas para a =0,05 se indican con asteriscos. Se utilizó GraphPad Prism para trazar los datos y para análisis estadísticos.
Tabla 2: Análisis DLS y potencial Z de NS funcionalizadas
Figure imgf000065_0001
Después de demostrar que las NS de MiST se pueden funcionalizar con sustratos pequeños, probamos la posibilidad de agregar una proteína completa de forma covalente mediada por sortasa. Para eso, utilizamos una proteína eGFP modificada que contenía una cola de poliglicina N-terminal que se incubó con MiST NS vacías o cargadas con AvPAL en presencia (+ SrtA ) o no de sortasa A. Las imágenes de la Figura 9 muestran que tanto MiST como G4S- MiST se marcan con GFP sólo después de la incubación con sortasa A. Por otro lado, la presencia del linker no muestra una mejora notable en el etiquetado.
Las muestras de NS que se muestran en la Figura 9 se sometieron a electroforesis en condiciones semidesnaturalizantes para preservar la capacidad de fluorescencia de GFP. Como muestra la Figura 10, MiST (carriles 2 y 3) y G4S-MÍST (carriles 4 y 5), ya sea solos (2 y 4) o cargados con AvPAL (3 y 5), se unen covalentemente a GFP que contiene glicina después de la reacción con sortasa, ya que se puede observar la aparición de bandas extra correspondientes al tamaño del producto de la unión de eGFP y MiST. En el caso de las versiones con enzima encapsulada, también se evidencia una segunda banda extra de mayor tamaño (podría corresponder a algún tipo de dímero resultante de la reacción).
Para completar el análisis, se realizaron nuevas reacciones con la NS cargada con enzima para ser analizadas esta vez mediante la desnaturalización completa de SDS-PAGE. El gel teñido con Coomassie que se muestra en la Figura 11 muestra claramente que, después de reaccionar con sortasa A en presencia de GFP que contiene glicina (carriles 3 y 4), tanto MiST (carril 3) como G4S-MÍST (carril 4) producen una banda correspondiente al peso molecular de la fusión entre GFP y MiST . La presencia del conector G4S no muestra ninguna mejora aparente en la reacción.
EJEMPLO 3
Como demostramos ser posible funcionalizar las nanoesferas (NS) de MiST con proteínas enteras (tal como GFP) que contienen una cola de oligo-Gly en su extremo N-terminal, pensamos en construir una nueva variante de MiST que podría ayudar en los casos en que no es posible o adecuado modificar el extremo N terminal de la proteína a añadir con oligo- Gly, por ejemplo, para orientar adecuadamente una superficie de unión, evitar obstáculos al plegado, etc. Para tales casos, podría ser mejor llevar a cabo la estrategia opuesta, es decir agregar una secuencia oligo-Gly al extremo N-terminal de muNS-M¡ que pudiera reaccionar con moléculas portadoras de motivos sortasa en presencia de sortasa A. Esta estrategia es arriesgada, ya que el éxito en la construcción de una inclusión correctamente ordenada de diferentes versiones que hemos probado con muNS dependen en gran medida de la secuencia que se añada en el extremo N, lo que resultó en muchas ocasiones en agregados amorfos, no ordenados e inútiles (Brandariz-Nuñez et al, 2010 J. Virol. 84: 4289 - 4301). Para lograr nuestro objetivo, inicialmente, se añadió un tracto de tres glicinas al extremo N de muNS-M¡ justo después del residuo de metionina inicial para crear la proteína de fusión 3G- MiST. Además, también diseñamos una construcción que lleva un motivo de proteasa TEV (ENLYFQG) en el extremo N, seguido de dos Gly adicionales . A medida que la proteasa TEV corta entre Q y G, después de la digestión de la secuencia ENLYFQG, la Gly 3 N-terminal necesaria para la reacción de sortasa estará disponible len el extremo N-terminal de la construcción. Bacterias BL21 se transformaron con los plásmidos resultantes pDuet1-3G-M¡St y pDuet1-TEV-3G-M¡ST y se compararon extractos de proteínas antes y después (Figura 12, carriles 1 y 2 respectivamente) de la inducción de IPTG.
La expresión de ambas construcciones quedó clara en los geles analizados en la Figura 12. Aunque la expresión de la versión que contiene la secuencia TEV es mejor que la de 3 Gly, procedimos con la caracterización de ambas versiones. En primer lugar se procede a su purificación, realizando el protocolo que se describió previamente para las nanoesferas producidas con IC-Tagging y MiSt-IC. Como se muestra en la Figura 13A, ambas versiones se purificaron fácilmente con el protocolo estándar, lo que indica un comportamiento similar a las versiones muNS-M¡ o MiST. Además, ambas versiones también eran susceptibles a la modificación con sortasa, ya que al incubarlas con el sustrato fluorescente 5-FAM-LPETG (SEQ ID NO: 23) (siendo LPETG el motivo sortasa) se marcaban covalentemente con el compuesto fluorescente, sólo cuando la sortasa A se incluía en el reacción. Además, para TEV-3G-MÍST, se debe realizar una digestión TEV antes de la reacción de sortasa para dejar el motivo 3G disponible en su extremo N, como se desprende de los resultados que se muestran en la Figura 13B.
Los mismos resultados se obtuvieron con esferas 3G-MÍST y TEV-3G-MÍST cargadas con una proteína exógena (AvPAL), como se demuestra en la figura 14. La diferencia es, de nuevo, que 3G-MÍST se expresa menos que TEV-3G-MÍST, pero ambas capturan proteínas etiquetadas con IC, se purifican con nuestro protocolo publicado y reaccionan con ligandos que poseen el motivo de sortasa por mediación de sortasa A.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . Una proteína de fusión que comprende los siguientes componentes:
(i) un polipéptido que comprende una secuencia seleccionada del grupo que consiste en: la secuencia 448-635 (SEQ ID NO: 1) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar, la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 2) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero, y una vanante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores con capacidad de formar nanoesferas, y/o microesferas y
(¡i) un polipéptido seleccionado de:
(a) un polipéptido que comprende el motivo de reconocimiento de una sortasa o la parte residual de un motivo de reconocimiento de una sortasa generada después de una reacción mediada por sortasa, en donde el componente (¡i) está fusionado al extremo carboxilo del componente (i), o
(b) un polipéptido que comprende el motivo aceptador de una sortasa, en donde el componente (¡i) está fusionado al extremo amino del componente (i)
2. Proteína de fusión según la reivindicación 1 , en donde el motivo de reconocimiento de la sortasa es la secuencia de aminoácidos LPXTG (SEQ ID NO: 22), en donde X es cualquier aminoácido.
3. Proteína de fusión según la reivindicación 2, en donde el motivo de reconocimiento de la sortasa es la secuencia de aminoácidos LPETG (SEQ ID NO: 23).
4. Proteína de fusión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la proteína de fusión que comprende el componente (ii)(a), comprende además un componente (iii) fusionado al extremo amino del componente (i), donde el componente (iii) es un primer polipéptido de interés.
5. Proteína de fusión según la reivindicación 4, en donde el componente (iii) esta fusionado al componente (i) por una secuencia de reconocimiento por proteasas.
6. Proteína de fusión según la reivindicación 5, en donde la secuencia de reconocimiento por proteasas es una secuencia de reconocimiento por enteroquinasa o una secuencia de reconocimiento por factor Xa.
7. Proteína de fusión según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en donde el componente (iii) comprende un péptido señal de la vía secretora.
8. Proteína de fusión según la reivindicación 7, en donde el péptido señal comprende la secuencia SEQ ID NO: 10.
9. Proteína de fusión según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, en donde el componente (iii) comprende un péptido para facilitar su purificación.
10. Proteína de fusión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la proteína de fusión que comprende el componente (¡i)(a), comprende además un componente de interés unido covalentemente a la parte residual del motivo de reconocimiento de una sortasa generada después de una reacción mediada por sortasa.
11. Proteína de fusión según la reivindicación 10 en donde el componente de interés se selecciona de un grupo que consiste en: ligandos de receptor de tipo Toll (TLR de “Toll- Like Receptors”), monofosfoñl lípido A (MPL A), oligonucleótidos seleccionados de islas CpG y ácido polinosínico:policidílico (poly(l:C) - número CAS: 24939-03-5), saponina, moléculas lipídicas, moléculas de recubrimiento, oligosacáñdos, anticuerpos, nanoanticuerpos, afitinas, antígeno viral, un antígeno bacteriano, un antígeno fúngico, un alérgeno, un péptido penetrante celular, un aficuerpo, o antígeno medioambiental, un antígeno tumoral, en donde el componente de interés se caracteriza por comprender una secuencia oligoglicinica de al menos 3 glicinas.
12. Proteína de fusión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 , en donde el componente (i) y el componente (ii)(a) están unidos covalentemente a través de un enlazador peptídico flexible.
13. Proteína de fusión según la reivindicación 12, en donde el enlazador peptídico flexible comprende una secuencia de amino ácidos según la SEQ ID NO: 29 (GGGGS).
14. Proteína de fusión según la reivindicación 1 , en donde el motivo aceptador de una sortasa comprende una secuencia de aminoácidos con al menos entre 1 y 20 aminoácidos no polares.
15. Proteína de fusión según la reivindicación 14, en donde la secuencia de aminoácidos no polares comprende una pluralidad de glicinas (G) o alaninas (A).
16. Proteína de fusión según la reivindicación 15, en donde la secuencia de aminoácidos es la secuencia G[G]n o A[A]n, en donde n = 0-2.
17. Proteína de fusión según la reivindicación 16, en donde la secuencia de aminoácidos se selecciona de un grupo que consiste en: G, A, GG, AA, GGG y AAA.
18. Proteína de fusión según la reivindicación 17, en donde la secuencia de aminoácidos consiste en la secuencia GGG.
19. Proteína de fusión según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 14 a 17, en donde la proteína de fusión comprende además una secuencia de reconocimiento por proteasas unida covalentemente al extremo amina del motivo aceptador de una sortasa.
20. Proteína de fusión según la reivindicación 19, en donde la secuencia de reconocimiento por proteasas es una secuencia de reconocimiento por enteroquinasa o una secuencia de reconocimiento por factor Xa.
21. Proteína de fusión según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 14 a 20, en donde la proteína de fusión que comprende el componente (ii)(b), comprende además un componente de interés unido covalentemente al motivo aceptador de una sortasa.
22. Proteína de fusión según la reivindicación 21 en donde el componente de interés se selecciona de un grupo que consiste en: ligandos de receptor de tipo Toll (TLR de “Toll- Like Receptors”), monofosforil lípido A (MPL A), oligonucleótidos seleccionados de islas CpG y ácido polinosínico:policidílico (poly(l:C) - número CAS: 24939-03-5), saponina, moléculas lipídicas, moléculas de recubrimiento, oligosacáridos, anticuerpos, nanoanticuerpos, afitinas, antígeno viral, un antígeno bacteriano, un antígeno fúngico, un alérgeno, un péptido penetrante celular, un aficuerpo, o antígeno medioambiental, un antígeno tumoral, en donde el componente de interés se caracteriza por comprender una secuencia de reconocimiento de sortasa o la parte residual de un motivo de reconocimiento de una sortasa generada después de una reacción mediada por sortasa.
23. Una nanoesfera o una microesfera que comprende una proteína de fusión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.
24. Nanoesfera o microesfera según la reivindicación 23, que además comprende una segunda proteína de fusión que comprende los siguientes componentes:
(a) un polipéptido seleccionado del grupo que consiste en: un polipéptido que comprende la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar, un polipéptido que comprende la secuencia 561-622 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero, una vahante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores que mantiene la capacidad de incorporarse a nanoesferas, y
(b) un segundo polipéptido de interés.
25. Nanoesfera según la reivindicación 23 o 24, en donde la nanoesfera tiene un tamaño de entre 300 nm y 550 nm.
26. Microesfera según la reivindicación 23 o 24, en donde la microesfera tiene un tamaño de entre 0.55 pm y 4 pm.
27. Nanoesfera o microesfera según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 26, en donde la proteína de fusión que comprende el componente (ii)(a) comprende además un componente de interés unido covalentemente a la parte residual del motivo de reconocimiento de una sortasa generada después de una reacción mediada por sortasa.
28. Nanoesfera o microesfera según cualquiera de las reivindicaciones 22 a 25, en donde la proteína de fusión que comprende el componente (ii)(b) comprende además un componente de interés unido covalentemente al motivo aceptador de una sortasa.
29. Nanoesfera o microesfera según la reivindicación 27 o 28, en donde el componente de interés se selecciona de del grupo que consiste en:
Ligandos de receptor de tipo Toll (TLR de “Toll-Like Receptors”);
Monofosfohl lípido A (MPL A); oligonucleótidos seleccionados de islas CpG y ácido polinosínico:policidílico (poly(l:C) - número CAS: 24939-03-5); saponina; moléculas lipídicas; moléculas de recubrimiento seleccionadas de un grupo que consiste en: poligliceroles, polietilenglicol, quitosanos, poli(oxazolinas) (POX), poli(hidroxipropil metacrilato) (PHPMA), poli(2-hidroxietil metacrilato) (PHEMA), poli(N-(2-hidroxipropil) metacrilamide) (HPMA), poli(vinilpirrolidona) (PVP), poli(N,N-dimetil acrilamida) (PDMA) y poli(N-acriloilmorfolina) (PAcM); oligosacáridos; anticuerpos; nanoanticuerpos; afitinas; antígeno viral; antígeno bacteriano; antígeno fúngico; alérgeno; péptidos penetrantes celulares; aficuerpo; antígeno medioambiental; y un antígeno tumoral.
30. Nanoesfera o microesfera según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 29, en donde el primer polipéptido de interés, y/o el segundo polipéptido de interés, y/o el componente de interés es la proteína glucosa-6-fosfatasa 2 (IGRP).
31. Un polinucleótido que codifica una proteína de fusión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.
32. Un casete de expresión que comprende un polinucleótido según la reivindicación 31.
33. Un vector que comprende un polinucleótido según la reivindicación 31 o un casete de expresión según la reivindicación 32.
34. Vector según la reivindicación 33, que además comprende un segundo polinucleótido que codifica un polipéptido seleccionado del grupo que consiste en: un polipéptido que comprende la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar, un polipéptido que comprende la secuencia 561-622 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero, una vahante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores que mantiene la capacidad de incorporarse a nanoesferas.
35. Composición de vectores que comprende el vector según la reivindicación 34 y un segundo vector que comprende un segundo polinucleótido que codifica un polipéptido seleccionado del grupo que consiste en: un polipéptido que comprende la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar, un polipéptido que comprende la secuencia 561-622 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS del Orthoreovirus de mamífero, una vahante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores que mantiene la capacidad de incorporarse a nanoesferas.
36. Vector según la reivindicación 33 o 34 o composición de vectores según la reivindicación 35, en donde el polinucléotido según la reivindicación 31 o la casete de expresión según la reivindicación 32 está unido operativamente a un primer promotor y el segundo polinucleótido está unido operativamente a un segundo promotor.
37. Vector o composición de vectores según la reivindicación 36, en donde el primer y el segundo promotor son el mismo promotor o son distintos promotores.
38. Vector o composición de vectores según cualquiera de las reivindicaciones 34 a 37, en donde dicho(s) vector(es) es un(son) vector(es) de expresión en bacterias.
39. Una célula que comprende una proteína de fusión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, un polinucleótido según la reivindicación 31 , un casete de expresión según la reivindicación 32, vector o composición de vectores según cualquier de las reivindicaciones 33 a 38.
40. Método para producir una proteína de fusión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, que comprende:
(a) expresar en una célula un primer polinucleótido que codifica dicha proteína de fusión, (b) someter dicha célula a condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas o microesferas, y
(c) concentrar las nanoesferas o microesferas.
41. Método según la reivindicación 39, que además comprende purificar la proteína de fusión separándola de las nanoesferas o microesferas.
42. Método según la reivindicación 40 o 41 en donde si la proteína de fusión comprende el componente (ii) (b) y una secuencia de reconocimiento por proteasas fusionada al extremo amino del motivo aceptador de una sortasa, el método comprende además poner la proteína de fusión en contacto con una proteasa específica para la secuencia de reconocimiento por proteasas que está fusionada al extremo amino de la secuencia aceptadora de sortasa, bajo condiciones adecuadas para la proteólisis de dicha secuencia de reconocimiento, con la consiguiente separación de la secuencia de reconocimiento por proteasas de la proteína de fusión.
43. Método según cualquiera de las reivindicaciones 40 a 42, en donde la célula es una célula bacteriana o una célula eucariota, en donde si es una célula bacteriana se forman nanoesferas en el paso (b) y si es una célula eucariota se forman microesferas en el paso (b).
44. Método para producir una proteína que comprende:
(a) expresar en una célula un primer polinucleótido que codifica una proteína de fusión según las reivindicaciones 1 a 22 y un según polinucleótido que codifica una segunda proteína de fusión que comprende los componentes:
(i) un polipéptido seleccionado del grupo que consiste en: un polipéptido que comprende la secuencia 477-542 (SEQ ID NO: 25) de la proteína muNS del Orthoreovirus aviar, p un polipéptido que comprende la secuencia 518-721 (SEQ ID NO: 26) de la proteína muNS Orthoreovirus de mamífero, una vahante funcionalmente equivalente de cualquiera de las anteriores que mantiene la capacidad de incorporarse a nanoesferas, y
(¡i) un segundo polipéptido de interés, en donde el componente (¡i) es la proteína producida;
(b) someter dicha célula a condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas o microesferas, y (c) concentrar las nanoesferas o microesferas.
45. Método según la reivindicación 44, que además comprende purificar la proteína de fusión separándola de las nanoesferas o microesferas.
46. Método según la reivindicación 44 o 45 en donde la célula es una célula bacteriana o una célula eucariota, en donde si es una célula bacteriana se forman nanoesferas en el paso (b) y si es una célula eucariota se forman microesferas en el paso (b).
47. Método según cualquiera de las reivindicaciones 44 a 46, en donde la proteína es la proteína IGRP.
48. Un método para producir un primer polipéptido de interés, en donde el método comprende las siguientes etapas:
(a) producir la proteína de fusión por el método según cualquiera de las reivindicaciones 42 a 45, en donde la proteína de fusión comprende:
- el componente (ii)(a) y un componente (iii) fusionado al extremo amino del componente (i), en donde el componente (iii) es el polipéptido de interés y
- una secuencia de reconocimiento por una proteasa entre sus componentes (i) y (¡¡i).
(b) someter a las nanoesferas y/o microesferas a condiciones que conducen a su desintegración, produciéndose la separación de la proteína de fusión y las nanoesferas y/o microesferas,
(c) poner en contacto el producto resultante de la etapa (b) con una proteasa específica para la secuencia de reconocimiento que conecta los componentes (i) y (iii) de la proteína de fusión bajo condiciones adecuadas para la proteólisis de dicha proteína de fusión, con la consiguiente separación de los componentes (i) y (iii) de la proteína de fusión,
(d) someter el producto de la etapa (c) a condiciones adecuadas para la formación de las nanoesferas y/o microesferas y
(e) separar las nanoesferas y/o microesferas del componente (iii).
49. Una proteína o polipéptido obtenible según el método de cualquiera de las reivindicaciones
44 a 48.
50. Un método para producir una nanoesfera o microesfera según las reivindicaciones 23 a 30 que comprende las etapas de:
(a) producir la proteína de fusión por el método según la reivindicación 39 o 41 , y
(b) someter dicha célula a condiciones adecuadas para la formación de nanoesferas o microesferas.
51. Método según la reivindicación 50, que comprende además la etapa de incubar las nanoesferas y/o microesferaas en presencia de una sortasa que reconoce el motivo de reconocimiento de la sortasa del componente (ii)(a) de la proteína de fusión y un sustrato que comprende un motivo aceptador de una sortasa obteniéndose nanoesferas y/o microesferas que comprenden el substrato que comprende la etiqueta reconocida por la sortasa.
52. Método según la reivindicación 50, que comprende además la etapa de incubar las nanoesferas y/o microesferaas en presencia de una sortasa que reconoce el motivo aceptador de una sortasa en el componente (ii)(b) de la proteína de fusión y un sustrato que comprende un motivo de reconocimiento de la sortasa obteniéndose nanoesferas y/o microesferas que comprenden el substrato que comprende el motivo de reconocimiento de la sortasa.
53. Método según cualquiera de las reivindicaciones 50 a 52, en donde la célula es una célula bacteriana o una célula eucariota, en donde si es una célula bacteriana se forman nanoesferas en el paso (b) y si es una célula eucariota se forman microesferas en el paso (b).
54. Método según cualquiera de las reivindicaciones 50 a 53, en donde se purifican las nanoesferas o microesferas entre la etapa (b) y la etapa (c).
55. Método según cualquiera de las reivindicaciones 50 a 54, en donde la sortasa es sortasa A, el motivo de reconocimiento es la secuencia SEQ ID NO: 22 o SEQ ID NO: 23 y el motivo aceptador de una sortasa es una secuencia de poliglicina, preferiblemente la secuencia GGG.
56. Una composición farmacéutica o composición inmunogénica que comprende la nanoesfera y/o microesfera según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 30 y un excipiente farmacéuticamente aceptable.
57. Nanoesferas y/o microesferas según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 30 para su uso en medicina.
58. Nanoesferas y/o microesferas según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 30 o composición inmunogénica según la reivindicación 56 para su uso en el tratamiento y/o prevención de la lengua azul, en donde las proteínas de fusión que comprende la nanoesfera se caracterizan por comprender al menos uno de: la proteína exterior de la cápside 2 (VP2) del virus de la lengua azul 4 (BTV); la proteína del núcleo 7 (VP7) del virus de la lengua azul 4 (BTV); la proteína non estructural 1 (NS1) del virus de la lengua azul 4 (BTV); una proteína con una secuencia funcionalmente equivalente a cualquiera de las anteriores.
59. Nanoesferas y/o microesferas según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 30 o composición inmunogénica según la reivindicación 56 para su uso en tratamiento y/o prevención de la peste equina africana en donde las proteínas de fusión que comprende la nanoesfera se caracterizan por comprender al menos uno de: la proteína no estructural 1 (NS1) del virus de peste equina africana (AHSV); una proteína con una secuencia funcionalmente equivalente a cualquiera de las anteriores.
60. Nanoesferas y/o microesferas según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 30 o composición farmacéutica según la reivindicación 56 para su uso en el tratamiento y/o prevención de diabetes tipo 1 , en donde la proteína de fusión que comprende la nanoesfera se caracteriza por comprender la proteína glucosa-6-fosfatasa 2 (IGRP) según la secuencia con el número de acceso Q9NQR9 de la base de datos UniProt, entrada del 3 de agosto de 2022, versión 1 de la secuencia.
61 . Nanoesferas y/o microesferas para su uso según la reivindicación 60, en donde la diabetes tipo 1 es diabetes autoinmune latente del adulto.
62. Nanoesferas y/o microesferas para su uso según cualquiera de las reivindicaciones 58 a
61 , en donde la administración de la nanoesfera es por vía subcutánea o intravenosa.
63. Nanoesferas y/o microesferas para su uso según cualquiera de las reivindicaciones 58 a 62, en donde la nanoesfera y/o microesfera se administra en ausencia de un adyuvante.
64. Un método para inducir diabetes tipo 1 en un modelo animal que comprende administrar a un animal una cantidad eficaz de la nanoesfera según la reivindicación 30.
65. El método según la reivindicación 64, en donde la administración se hace vía subcutánea o intramuscular.
66. El método según cualquiera de las reivindicaciones 64 o 65, en donde la nanoesfera se administra junto con un adyuvante.
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